[發明專利]一種石墨烯熔噴無紡布及其制備方法

有效

• 申請號: 202011513253.0
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112609469B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 魯明;李成;李志鵬;周敏;丁超;陳平緒
• 申請（專利權）人: 廣東金發科技有限公司
• 主分類號: D06N3/00
• 分類號: D06N3/00;D06N3/04;D06N3/12;C01B32/192
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了一種石墨烯熔噴無紡布及其制備方法，涉及非織造布技術領域。本發明所述石墨烯熔噴無紡布的制備方法包括如下步驟：(1)將氧化石墨用超聲剝離，制備氧化石墨烯分散液，在分散液中添加穩定劑和還原劑進行化學還原，得到石墨烯分散液；(2)將熔噴無紡布浸入石墨烯分散液中，然后進行抽濾，使石墨烯逐步沉積在熔噴無紡布表面，將液體抽干；(3)待步驟(2)完成后，將形成了石墨烯層的熔噴無紡布烘干，得到石墨烯熔噴無紡布。本發明所述石墨烯熔噴無紡布的制備方法簡便，石墨烯均勻分布在無紡布表面，并且制備得到的石墨烯熔噴無紡布具備良好的過濾、透氣性，石墨烯層與無紡布粘接緊密，使用過程中不易剝落。

技術領域

本發明涉及非織造布技術領域，尤其涉及一種石墨烯熔噴無紡布及其制備方法。

背景技術

熔噴無紡布是一種良好的空氣過濾材料，常用于制備空氣凈化器濾芯、口罩過濾層等。將熔噴布與石墨烯進行復合可以提高熔噴無紡布的過濾效率，并賦予熔噴布親水、抗菌、抗靜電、防紫外、抗老化等功能性。

現有的熔噴布與石墨烯復合技術之一是將石墨烯粉末添加到熔噴料中或者制備成母粒與熔噴料摻混使用，CN109824978A提供了一種將聚丙烯母粒、高碳烷烴和研磨后的石墨烯攪拌混合后擠出造粒，再將石墨烯母粒與聚丙烯混合制備熔噴布的方法，CN111334932A提供了一種將石墨烯聚丙烯母粒，聚丙烯切片和改性劑混合后制備熔噴布的方法，該類方法存在以下技術問題：1.干態石墨烯會在強烈的π-π堆疊作用下發生片層團聚，雙螺桿等加工機械的混合剪切作用無法將其很好地分散；2.此類技術制備的熔噴布中，石墨烯團聚體相互分離，無法形成完整的屏障，對濾效的提升作用有限；3.熔噴布噴絲孔非常狹小，未分散的石墨烯很容易堵孔，造成熔噴布克重不均，噴絲板需要經常清理等問題。

用石墨烯分散液與無紡布制備復合膜，可以有效避免石墨烯團聚、堵噴絲板等問題，如發明專利CN107626218B所述的直接浸沒涂覆法，CN108793127A所述的超聲波浸漬壓軋聯用法。但這種浸漬法需要提前將無紡布進行改性處理，且浸漬時間長，石墨烯的負載量難以定量控制，石墨烯層的連續性不好。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種石墨烯層均勻分布在無紡布表面、具有良好的透氣性、過濾能力的石墨烯熔噴無紡布及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種石墨烯熔噴無紡布的制備方法，包括如下步驟：

(1)將氧化石墨用超聲剝離，制備氧化石墨烯分散液，在分散液中添加穩定劑，攪拌均勻，然后加入還原劑進行化學還原，得到石墨烯分散液；

(2)將熔噴無紡布浸入石墨烯分散液中，然后進行抽濾，使石墨烯逐步沉積在熔噴無紡布表面，將液體抽干；

(3)待步驟(2)完成后，將形成了石墨烯層的熔噴無紡布烘干，得到石墨烯熔噴無紡布。

本發明采用負壓過濾的方式，使石墨烯快速在熔噴無紡布表面沉積，形成完整、連續的石墨烯層，并且可使制備的石墨烯層與無紡布緊密粘接，另外，抽濾過程也會帶走大部分水分、使烘干時間變短，提高生產效率。

優選地，所述步驟(1)中，穩定劑包含聚乙烯醇、聚乙二醇、羥甲基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種；還原劑包含水合肼、乙二胺、己二胺、氫碘酸、硼氫化鈉、亞硫酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、維生素C中的至少一種。

優選地，所述穩定劑包含聚乙烯醇和羥甲基纖維素鈉；所述聚乙烯醇的數均分子量為15000～35000，所述羥甲基纖維素鈉的聚合度為100～200；所述聚乙烯醇和羥甲基纖維素鈉的質量比為(1～5):1。