專利名稱：一種阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輻射屏蔽材料，具體涉及鉛硼聚乙烯復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
鉛硼聚乙烯是在聚乙烯中均勻地彌散鉛粉、碳化硼粉等物質(zhì)而復(fù)合而成的高效復(fù)合屏蔽材料。聚乙烯是碳?xì)浠衔铮瑲淞扛?，對快中子有良好的減弱能力；硼吸收熱中子，鉛對γ輻射的屏蔽特別有效。鉛硼聚乙烯具有屏蔽快中子、熱中子和γ輻射的綜合屏蔽效果，它的推廣應(yīng)用與傳統(tǒng)的金屬屏蔽材料比較，有助于屏蔽結(jié)構(gòu)的簡化、減輕屏蔽體的重量、縮小屏蔽體的體積。然而，鉛硼聚乙烯易燃，這在一定程度上是個安全隱患。阻燃鉛硼聚乙烯是在生產(chǎn)鉛硼聚乙烯的基礎(chǔ)上開發(fā)出的新型屏蔽材料，它不僅保持了鉛硼聚乙烯的綜合屏蔽特性，而且具有阻燃的特性。如申請?zhí)枮?00510116946.5的中國專利，公開了“一種鉛硼聚乙烯復(fù)合屏蔽材料及其制備方法”，涉及添加“2重量份”的阻燃劑。所述的阻燃劑為“氫氧化鋁、含磷化合物”，其氧指數(shù)僅為19～22，而在空氣中實(shí)現(xiàn)阻燃，其材料的氧指數(shù)需大于28。因此，這種復(fù)合屏蔽材料的阻燃性能，在實(shí)際應(yīng)用中也不如人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在保持鉛硼聚乙烯的綜合屏蔽特性的基礎(chǔ)上，提供一種阻燃級別達(dá)到GB4609-84中FV-1要求的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)鉛硼聚乙烯的組分、理化性能、屏蔽要求，添加盡量少的無毒高效硼酸鋅復(fù)合阻燃劑，使鉛硼聚乙烯不僅具有優(yōu)良的綜合屏蔽特性，而且具有GB4609-84中FV-1要求的阻燃特性的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料。
一種阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，包含有聚乙烯、鉛粉、碳化硼粉、復(fù)合阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑組份，各組份的重量份配比為聚乙烯15～22重量份、鉛粉70～77重量份、碳化硼粉4～5重量份、復(fù)合阻燃劑2.8～3.8重量份、硅烷偶聯(lián)劑0.2重量份。
所述復(fù)合阻燃劑為硼酸鋅復(fù)合阻燃劑。
所述的硼酸鋅復(fù)合阻燃劑，由該復(fù)合阻燃劑總重量10-20％的硼酸鋅、60-70％的微膠囊包覆紅磷和10-20％的酚醛樹脂組成。
所述的鉛粉粒徑為80～120μm。
本發(fā)明的效果在于本發(fā)明提供的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，具有優(yōu)良的綜合屏蔽特性及力學(xué)性能，其阻燃特性符合GB4609-84中FV-1的要求，阻燃性能好。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，由聚乙烯、鉛粉、碳化硼粉、硼酸鋅復(fù)合阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑組成，各組份的配比為聚乙烯15～22重量份、鉛粉70～77重量份、碳化硼粉4～5重量份、硼酸鋅復(fù)合阻燃劑2.8～3.8重量份、硅烷偶聯(lián)劑0.2重量份。
本發(fā)明中所用原料的規(guī)格鉛粉Pb≥99.5％、粒徑80～120μm。
碳化硼粉B4C≥98.6％、粒徑≤63μm。
聚乙烯低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。
硼酸鋅復(fù)合阻燃劑粒徑≤63μm本發(fā)明的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能檢測指標(biāo)為密度 ≥3.3～3.5g/cm3總硼質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≥1.0～4.4％鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥69.5～78.5％拉伸強(qiáng)度 σb≥9～12.0Mpa彎曲強(qiáng)度 σbb 11.0～16.0MPa沖擊韌性 ≥12～15.0KJ/m2本發(fā)明的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料的制備工藝為公知技術(shù)，現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1 阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料I，其制備工藝如下1.混料取鉛粉7700g、碳化硼粉500g、硼酸鋅復(fù)合阻燃劑(由10％硼酸鋅、70％微膠囊包覆紅磷、20％酚醛樹脂組成)280g、硅烷偶聯(lián)劑(KH550)20g，放入雙螺旋混料器中混勻；2.混煉將混料器中的原料放入高速混料器中，加入1500g聚乙烯，在高速混煉器中熔融攪勻；3.造粒從混煉器中取出物料，進(jìn)行粉碎，然后將粉碎的物料送入雙螺桿擠塑機(jī)造粒；4.成型在注塑成型機(jī)上制備出樣塊。
其樣塊的阻燃性能符合GB4609-84中FV-1要求；力學(xué)性能檢測指標(biāo)為密度 ≥3.5g/cm3總硼質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≥1.0％鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥78.5％拉伸強(qiáng)度 σb≥10.0Mpa彎曲強(qiáng)度 σbb 11.0MPa沖擊韌性 ≥14.0KJ/m2。
實(shí)施例2 阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料II，其制備工藝如下1.混料取鉛粉7000g、碳化硼粉400g、硼酸鋅復(fù)合阻燃劑(由20％硼酸鋅、60％微膠囊包覆紅磷、20％酚醛樹脂組成)380g、硅烷偶聯(lián)劑(KH550)20g，放入雙螺旋混料器中混勻；2.混煉將混料器中的原料放入高速混料器中，加入2200g聚乙烯，在高速混煉器中熔融攪勻；3.同實(shí)施例1；4.同實(shí)施例1。
其樣塊的阻燃性能符合GB4609-84中FV-1要求；力學(xué)性能檢測指標(biāo)為密度 ≥3.42g/cm3總硼質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≥1.0％鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥77％拉伸強(qiáng)度 σb≥12.0Mpa彎曲強(qiáng)度 σbb16.0MPa
沖擊韌性 ≥15.0KJ/m2。
實(shí)施例3 阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料III，其制備工藝如下1.混料取鉛粉7300g、碳化硼粉480g、硼酸鋅復(fù)合阻燃劑(由20％硼酸鋅、65％微膠囊包覆紅磷、15％酚醛樹脂組成)300g、硅烷偶聯(lián)劑(KH550)20g，放入雙螺旋混料器中混勻；2.混煉將混料器中的原料放入高速混料器中，加入1900g聚乙烯，在高速混煉器中熔融攪勻；3.同實(shí)施例1；4.同實(shí)施例1。
其樣塊的阻燃性能符合GB4609-84中FV-1要求；力學(xué)性能檢測指標(biāo)為密度 ≥3.3g/cm3總硼質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≥4.0％鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥69.5％拉伸強(qiáng)度 σb≥9.0MPa彎曲強(qiáng)度 σbb13.0Mpa沖擊韌性 ≥12.0KJ/m2。
權(quán)利要求
1.一種阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于包含有聚乙烯、鉛粉、碳化硼粉、復(fù)合阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑組份，各組份的重量份配比為聚乙烯15～22重量份、鉛粉70～77重量份、碳化硼粉4～5重量份、復(fù)合阻燃劑2.8～3.8重量份、硅烷偶聯(lián)劑0.2重量份。
2.按照權(quán)利要求1所述的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的復(fù)合阻燃劑，為硼酸鋅復(fù)合阻燃劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的硼酸鋅復(fù)合阻燃劑，為由復(fù)合阻燃劑總重量10-20％的硼酸鋅、60-70％的微膠囊包覆紅磷和10-20％的酚醛樹脂組成的混合物。
4.按照權(quán)利要求1所述的阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的鉛粉粒徑為80～120μm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，包含有聚乙烯、鉛粉、碳化硼粉、復(fù)合阻燃劑和硅烷偶聯(lián)劑組份，各組份的重量份配比為聚乙烯15～22重量份、鉛粉70～77重量份、碳化硼粉4～5重量份、復(fù)合阻燃劑2.8～3.8重量份、硅烷偶聯(lián)劑0.2重量份；所述復(fù)合阻燃劑為硼酸鋅復(fù)合阻燃劑，它由復(fù)合阻燃劑總重量10－20％的硼酸鋅、60－70％的微膠囊包覆紅磷和10－20％的酚醛樹脂組成；本發(fā)明阻燃鉛硼聚乙烯復(fù)合材料，具有優(yōu)良的綜合屏蔽特性及力學(xué)性能，阻燃性能好，其阻燃特性完全符合GB4609－84中FV－1的要求。
文檔編號C08K3/38GK101033313SQ20071004884
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者劉保金, 劉錦洪, 楊勇飛, 雷茂林, 黎志萬, 谷明非 申請人:中國核動力研究設(shè)計(jì)院