【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及屏蔽材料。具體地說是一種阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、鎢硼聚乙烯是一種將鎢粉、碳化硼粉及加工助劑加入到聚乙烯中制備的復合屏蔽材料。鎢硼聚乙烯材料中的聚乙烯含氫量高，氫元素對快中子有良好的減弱能力；碳化硼中硼元素含量高，硼元素具有較大的吸收熱中子截面；鎢元素對γ輻射屏蔽效果較好；因此鎢硼聚乙烯同時具有優良的快中子、熱中子及γ輻射屏蔽效果，與傳統的金屬材料相比，鎢硼聚乙烯有助于屏蔽結構的簡化，減輕屏蔽體的重量，縮小屏蔽體的體積，在核技術裝置的屏蔽防護設計中得到了廣泛的應用。與鉛硼聚乙烯材料相比，鎢硼聚乙烯在同等密度下具有更為優異的中子屏蔽性能，同時其環境友好型顯著優于鉛硼聚乙烯材料。
2、但鎢硼聚乙烯的基材聚乙烯屬于易燃材料，本身氧指數僅有18，給工程應用帶來安全隱患。國內對鎢硼聚乙烯體系進行阻燃研究的文獻較少。如專利技術專利cn201910960163.7“一種高含鎢量鎢硼交聯聚乙烯新型復合屏蔽材料”中提到采用交聯聚乙烯制備鎢硼聚乙烯屏蔽材料，未提及阻燃性能。文獻“pe基屏蔽材料阻燃性能及力學性能研究”(現代塑料加工應用，2023，35(3))中，提到采用磷酸鹽無鹵阻燃劑、膨脹型無鹵阻燃劑、縮聚型磷酸酯類阻燃劑混用的方式對超高分子量聚乙烯體系的鎢硼材料進行阻燃改性，氧指數可達到32，但并未提及對垂直燃燒法及煙密度的測試數據。
技術實現思路
1、為此，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料及其制備方法，制得的阻
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，由以下組份組成：6～10wt％的超高分子量聚乙烯粉、0.5～3wt％的碳化硼粉末、70～85wt％的鎢粉、7～10wt％的阻燃劑、0.1～0.5wt％的抗氧劑、0.2～0.5wt％的偶聯劑、0.1～0.2wt％潤滑劑和0.1～0.5wt％分散劑。
4、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，碳化硼粉末粒徑小于或等于100μm。
5、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，鎢粉粒徑為300～1000目，鎢粉純度大于或等于99.9wt％。
6、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，阻燃劑為阻燃劑dn110、阻燃劑fr8310和阻燃劑hf-800ag中的一種或多種。
7、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑7910、抗氧劑fd958和抗氧劑fd658中的一種或多種。
8、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，偶聯劑為酞酸酯類偶聯劑或/和硅烷偶聯劑。
9、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，潤滑劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅，分散劑為聚乙烯蠟或/氧化聚乙烯蠟，聚乙烯蠟熔點為132℃。
10、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，超高分子量聚乙烯粉用粘度系數為1000～4500ml/g的超高分子量聚乙烯制成。
11、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料的密度為3.0～6.0g/cm3。
12、上述阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料的制備方法，包括如下步驟：
13、步驟1)混合：將超分子量聚乙烯粉、碳化硼粉末、鎢粉、阻燃劑、抗氧劑粉、偶聯劑和潤滑劑稱量好后放入干粉混合機中進行混合，制得混合粉料，轉速為20～60r/min，混合時間為2～120min；
14、步驟2)混煉：將步驟1)制得的混合粉料加入到密煉機的流變儀腔室中加熱攪拌10～300s，制得混合物料，密煉機溫度為160～190℃，轉速為10～40r/min；
15、步驟3)模壓：將步驟2)制得的混合物料稱重后放入模具中進行壓制，制得阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料；具體壓制操作為：
16、步驟3-1)預壓5～10min，預壓壓強為3～5mpa，預壓溫度為130～150℃；
17、步驟3-2)兩階段正式壓制：第一階段正式壓制的壓制時間為5～10min，壓強為10mpa，溫度為150～170℃；第二階段正式壓制的壓制時間為10～20min，壓強為15～20mpa，溫度為170～190℃；
18、步驟3-3)同冷卻水降溫至50～60℃，壓強保持在18～20mpa；
19、步驟4)待模具溫度降低至50～60℃，將壓制好的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料取出在自然水平面上放置大于或等于24小時備用。
20、本專利技術的技術方案取得了如下有益的技術效果：
21、1、具有良好的阻燃性能，氧指數大大超過難燃級，垂直燃燒v0級，較普通鎢硼聚乙烯材料阻燃性能顯著提高。
22、2、通過分散劑、潤滑劑、阻燃劑的配合使用，以及制備工藝流程的配合，制備的屏蔽材料具有極為優異的力學性能，較普通屏蔽材料力學性能大幅提高。
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1.一種阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，由以下組份組成：6～10wt％的超高分子量聚乙烯粉、0.5～3wt％的碳化硼粉末、70～85wt％的鎢粉、7～10wt％的阻燃劑、0.1～0.5wt％的抗氧劑、0.2～0.5wt％的偶聯劑、0.1～0.2wt％潤滑劑和0.1～0.5wt％分散劑。
2.根據權利要求1所述的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，碳化硼粉末粒徑小于或等于100μm。
3.根據權利要求1所述的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，鎢粉粒徑為300～1000目，鎢粉純度大于或等于99.9wt％。
4.根據權利要求1所述的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，阻燃劑為阻燃劑DN110、阻燃劑FR8310和阻燃劑HF-800AG中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑7910、抗氧劑FD958和抗氧劑FD658中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的阻燃鎢硼聚乙烯基復合材料，其特征在于，偶聯劑為酞酸酯類偶聯劑或硅烷偶聯劑。
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