[发明专利]一种可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布及制备方法

说明书

本发明公开了一种可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布及制备方法，该熔喷布的原料按质量百分比计包含：聚丙烯切片50％～99％，石墨烯材料0.1％～10％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％，聚丙烯短纤0.1％～49％。本发明还提供了该可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布的制备方法。本发明制备的石墨烯复合熔喷布具有优异的净化功能，可用于口罩中过滤层，增强过滤效能，有效减少吸入环境中的含有的颗粒物、细菌、病毒等有毒有害物质，并且经水洗后可重复使用，增加产品使用寿命，同时石墨烯具有抗菌功能，能够将吸附在滤网上细菌杀灭，还可用于空气净化器等，减少室内、车内等环境中有毒有害物质。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯熔喷布及制备方法，具体地，涉及一种可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布及制备方法。

背景技术

石墨烯是从石墨中剥离出来的单层碳原子材料，由碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构，它是人类已知的厚度最薄、质地最坚硬、导电性最好的材料。石墨烯具有优异的力学、光学和电学性质，结构非常稳定，迄今为止研究者尚未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况，碳原子之间的链接非常柔韧，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍，如果用石墨烯制成包装袋，它将能承受大约两吨重的物品，几乎完全透明，却极为致密，不透水、不透气，即使原子尺寸最小的氦气也无法通过，导电性能好，石墨烯中电子的运动速度达到了光速的1/300，导电性超过了任何传统的导电材料，化学性质类似石墨表面，可以吸附和脱附各种原子和分子，还有抵御强酸强碱的能力。

同时，传统熔喷布并不具备功能性，随着社会发展，已不能满足人们对功能性纺织品的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯复合熔喷布及制备方法，制备的熔喷-水刺石墨烯复合过滤无纺布，可用在口罩、空调、空气净化器、车载净化器等过滤层，PM2.5过滤效率达到95％以上，可经过水洗消毒之后多次重复使用，增加产品使用寿命，同时石墨烯具有抗菌功能，能够将吸附在滤网上细菌杀灭，保护人体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布，其中，所述的熔喷布的原料按质量百分比计包含：聚丙烯切片50％～99％，石墨烯材料0.1％～10％，表面活性剂0.1％～1％，添加剂0.1％～5％，聚丙烯短纤0.1％～49％。

上述的可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布，其中，所述的石墨烯材料包含机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种方法制备的石墨烯或氧化石墨烯。

上述的可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布，其中，所述的表面活性剂包含聚乙烯醇、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基吡咯烷酮中的任意一种或多种。

上述的可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布，其中，所述的添加剂包含二乙烯三胺、六偏磷酸钠、碘化钾、硫代硫酸钠中的任意一种或多种。

本发明还提供了上述的可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，将聚丙烯母粒进行研磨，得到聚丙烯粉体；步骤3，将步骤2所得的聚丙烯粉体与石墨烯材料粉体、表面活性剂、添加剂混合，通过搅拌器搅拌均匀；步骤4，将步骤3所得的混合物加入到螺杆挤压机中，将其熔融，然后经过熔体过滤器进入喷丝板，在高压热气流作用下，熔体被拉伸，形成超细长丝，然后在外侧冷空气作用下冷却固化，最后将纤维收集在滚筒接收器上，形成石墨烯聚丙烯熔喷过滤网；步骤5，使用开松机将聚丙烯短纤进行开松、梳理，形成纤维网；步骤6，将步骤5所得的纤维网与步骤4所得的熔喷过滤网交叉折叠，进行预水刺处理，得到水刺无纺布纤网；步骤7，对步骤6所得的复合水刺无纺布纤网进行水刺，处理后纤维相互缠结，形成复合过滤熔喷水刺无纺布。

上述的可循环使用高过滤性的石墨烯复合熔喷布的制备方法，其中，所述的步骤2中，研磨后的粒径在200目以上。