一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料及其制備方法，它涉及一種聚乙烯空間輻射防護復合材料及其制備方法，本發明專利技術是為解決現有的用于空間輻射防護材料的聚乙烯，其熱穩定性差，及相同質量厚度下，純鋁過濾質子的效率低的技術問題，本發明專利技術的制備方法為：先將乙醇和氮化硼加入容器內，再加入偶聯劑，在恒溫水中反應，得到改性氮化硼，最后將聚乙烯與改性氮化硼加入到高混機中，得到氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，本發明專利技術制備的一種氮化硼-聚乙烯復合材料的熱降解溫度為430~520℃，熱穩定性能好，且濾質子的效率與純鋁相比提高了將近0.4~1倍，綜合性能優異，在航天器輻射防護上有廣泛的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種聚乙烯空間輻射防護復合材料及其制備方法。
技術介紹
近地空間是各種載人飛船、應用衛星、空間站的主要活動區域。區域內存在大量由地磁場捕獲的高能帶電粒子，能量達到幾十keV至數百MeV以上，對在軌航天器造成嚴重威脅，隨著我國載人航天事業的飛速發展，對空間輻射防護材料的研究具有日益重要的意義。未來我國的空間站計劃，是我國進入世界強國行列的重要手段，空間站中的宇航員需要較長時間在空間作業，因而如何有效的提高航天器的輻射防護性能具有長遠的戰略意義，經過多年的發展，傳統的輻射防護材料以鋁為主。為了達到防輻射效果，必須增加鋁防護層 的厚度，從而使航天器的重量增加，航天器輕量化問題一直是設計師們關注的熱點問題。研究表明，輕元素在抵抗輻射損傷方面比重元素更加有效，也就是說輻射防護效率隨著原子序數的降低呈增加趨勢。因此從理論上來說，采用低原子序數的材料有利于增強航天器抗輻射能力，提高航天器的穩定性，同時延長航天器的在軌壽命，理論上，液氫具有最好的防護效率，但是實際應用時并不可行，可以將材料的含氫量作為衡量材料防護效率的一個標準。聚乙烯分子中含有一個碳原子、兩個氫原子，具有非常高的氫含量，具有較高的輻射防護效率。因此，在航天器輻射防護方面具有廣闊的應用前景。然而，在空間環境中，聚乙烯用做輻射防護材料時，會出現嚴重的“析氣現象”且熱穩定性能差，大大地限制了聚乙烯作為輻射防護材料在航天器上的使用。
技術實現思路
本專利技術是為解決現有的用于空間輻射防護材料的聚乙烯，其熱穩定性差，及相同質量厚度下，純鋁過濾質子的效率低的技術問題，而提供。本專利技術的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料由質量分數為50、5%的聚乙烯樹脂、(Γ15%的偶聯劑和2 35%的納米氮化硼組成。本專利技術的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯樹脂、偶聯劑和氮化硼的質量分數為5(Γ95%、(Γ15%和2 35%分別稱取聚乙烯樹脂、偶聯劑以及氮化硼；二、按乙醇和步驟一的氮化硼的質量比為廣8 1稱取乙醇，并將其與步驟一的氮化硼一同加入到高速分散器中，分散f 12h ；三、將步驟二的混合物轉移到燒杯中，并向燒杯中加入步驟一稱取的偶聯劑，然后將燒杯置于恒溫水浴中，在溫度為5(T120°C的條件下，攪拌f 15h，抽濾，烘干，得到改性氮化硼；四、將步驟一稱取的聚乙烯樹脂與步驟三得到的改性氮化硼加入到高混機中，先混合5 60min，然后轉至壓力機中，在溫度為175 240°C，壓力為5 45MPa的條件下，壓制f 15h，得到氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料。本專利技術的有益效果本專利技術以聚乙烯樹脂作為載體樹脂，并添加常規的功能性助劑以及氮化硼，得到的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，熱穩定性能指標得到很大提升，普通聚乙烯的熱降解溫度一般為31(T390°C，而本專利技術制備的一種氮化硼-聚乙烯復合材料的熱降解溫度為43(T520°C，其熱穩定性能好，此外傳統的輻射防護材料純鋁，滿足了航天器對材料熱穩定性的要求，但相同質量厚度下純鋁過濾質子的效率低，為了達到防輻射效果，必須增加鋁防護層的厚度，從而使航天器的重量增加，本專利技術制備的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，不僅具有良好的熱穩定性，且在相同質量厚度下，過濾質子的效率與純鋁相比也提高了將近O. Γ1倍，綜合性能優異，且具有質輕、分散性好、熔體流動性好、加工性能優良和常溫及低溫抗沖擊性能優良的特點，在航天器輻射防護上有廣泛的應用前景。 附圖說明圖I為實施例I的熱穩定性曲線圖；圖2為實施例2的熱穩定性曲線圖；圖3為實施例3的熱穩定性曲線圖；圖4為實施例4的熱穩定性曲線圖；其中圖f 4中的一分別為實施例f 4制備的氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，一為聚乙烯；圖5為實施例I的質子防護效率曲線圖；圖6為實施例2的質子防護效率曲線圖；圖7為實施例3的質子防護效率曲線圖；圖8為實施例4的質子防護效率曲線圖；其中圖51中的一分別為實施例廣4制備的氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，-為純招。具體實施例方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料由質量分數為50、5%的聚乙烯樹脂、(Γ15%的偶聯劑和2 35%的納米氮化硼組成。具體實施方式二 本實施方式的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯樹脂、偶聯劑和氮化硼的質量分數為5(Γ95%、(Γ15%和2 35%分別稱取聚乙烯樹脂、偶聯劑以及氮化硼；二、按乙醇和步驟一的氮化硼的質量比為廣8 1稱取乙醇，并將其與步驟一的氮化硼一同加入到高速分散器中，分散廣12h ；三、將步驟二的混合物轉移到燒杯中，并向燒杯中加入步驟一稱取的偶聯劑，然后將燒杯置于恒溫水浴中，在溫度為5(T120°C的條件下，攪拌f 15h，抽濾，烘干，得到改性氮化硼；四、將步驟一稱取的聚乙烯樹脂與步驟三得到的改性氮化硼加入到高混機中，先混合5 60min，然后轉至壓力機中，在溫度為175 240°C，壓力為5 45MPa的條件下，壓制f 15h，得到氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料。本具體實施方式以聚乙烯樹脂作為載體樹脂，并添加常規的功能性助劑以及氮化硼，得到的氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，熱穩定性能指標得到很大提升，普通聚乙烯的熱降解溫度一般為31(T390°C，而本專利技術制備的一種氮化硼-聚乙烯復合材料的熱降解溫度為43(T520°C，其熱穩定性能好，此外傳統的輻射防護材料純鋁，滿足了航天器對材料熱穩定性的要求，但相同質量厚度下純鋁過濾質子的效率低，為了達到防輻射效果，必須增加鋁防護層的厚度，從而使航天器的重量增加，本專利技術制備的一種氮化硼-聚乙烯空間輻射防護復合材料，不僅具有良好的熱穩定性，且在相同質量厚度下，過濾質子的效率與 純鋁相比也提高了將近O. ri倍，綜合性能優異，且具有質輕、分散性好、熔體流動性好、力口工性能優良和常溫及低溫抗沖擊性能優良的特點，在航天器輻射防護上有廣泛的應用前旦-5^ O具體實施方式三本實施方式與具體實施方式二不同的是步驟一中的聚乙烯樹脂為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯樹脂中的一種或幾種以任意比的混合，其它步驟及參數與具體實施方式二相同。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式二或三不同的是步驟一中所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、金屬復合偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑中的一種或或幾種以任意比的混合，其它步驟及參數與具體實施方式二或三相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式二至四之一不同的是步驟一的氮化硼為微米氮化硼、納米氮化硼、二維納米氮化硼單層中的一種或或幾種以任意比的混合，其它步驟及參數與具體實施方式二或四之一相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式二至五之一不同的是步驟一的氮化硼粒徑為O. 00Γ1 μ m，其它步驟及參數與具體實施方式二或五之一相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式二至六之一不同的是步驟二中乙醇和步驟一的氮化硼的質量比為2 4 :1，其它步驟及參數與具體實施方式二或六之一相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種氮化硼？聚乙烯空間輻射防護復合材料，其特征在于一種氮化硼？聚乙烯空間輻射防護復合材料，由質量分數為50~95%的聚乙烯樹脂、0~15%的偶聯劑和2~35%的納米氮化硼組成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李興冀，楊劍群，何世禹，楊德莊，芮二明，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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