本发明涉及橡胶领域，公开了一种丁基橡胶母胶的制备方法、由该方法制得的丁基橡胶母胶及其应用、石墨烯‑丁基橡胶组合物及其制备方法与应用、石墨烯‑丁基橡胶复合材料及其应用。所述丁基橡胶母胶的制备方法包括：(1)将石墨烯、丁基橡胶与有机溶剂进行混合搅拌得到混合物；(2)蒸汽脱除所述混合物中的有机溶剂后，在开炼机中进行滚干，得到所述丁基橡胶母胶。该丁基橡胶母胶的制备方法能够显著改善石墨烯在丁基橡胶中的分散性，将该母胶用于制备石墨烯‑丁基橡胶组合物时，能够显著改善组合物的力学性能、导热性以及气密性。