CN103093844A - 用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用，涉及用于空间带电粒子辐射防护的复合材料及其制备方法的领域。本发明是要解决现有的辐射防护材料方法制备得到的辐射防护材料，铝防护层存在密度大而导致使用重量大，采用聚乙烯做为辐射防护材料时存在着由于其热稳定性较差，制约其使用范围的问题。用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，是由聚乙烯树脂、碳纳米管、纳米钽和偶联剂制备而成。制备：一、将碳纳米管、纳米钽和偶联剂混合得改性碳纳米管和纳米钽；二、混合改性碳纳米管和纳米钽与聚乙烯树脂后热压。材料是用于防护空间质子和电子辐射。在本发明适用于辐射防护领域。

Description

用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及用于空间带电粒子辐射防护的复合材料及其制备方法和应用的领域。 
背景技术
对于航天器的设计，空间带电粒子辐射防护材料一直以来是重要的研究课题，传统的辐射防护材料以铝为主。为了达到防辐射效果，必须增加铝防护层的厚度，从而使航天器的重量增加，航天器轻量化问题一直是设计师们关注的热点问题。研究表明，含氢轻元素在抵抗辐射损伤方面比重元素更加有效，也就是说辐射防护效率随着原子序数的降低呈增加趋势。理论上，液氢具有最好的防护效率，但是实际应用时并不可行，可以将材料的含氢量作为衡量材料防护效率的一个标准。 
聚乙烯分子中含有一个碳原子、两个氢原子，具有非常高的氢含量，因此具有较高的辐射防护效率。然而，在现有的辐射防护材料方法制备得到的在聚乙烯辐射防护材料时，由于其热稳定性较差，严重制约其使用范围。 
发明内容
本发明是要解决现有的辐射防护材料方法制备得到的辐射防护材料，铝防护层存在密度大而导致使用的重量大，采用聚乙烯材料做为辐射防护材料时存在着由于其热稳定性较差，严重制约其使用范围的问题，而提供了用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。 
用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，按重量份数是由1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽和0.5份~20份的偶联剂制备而成。 
用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的： 
一、按重量份数称取1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽、0.5份~20份的偶联剂和2份~5份的乙醇； 
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液； 
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶 联剂，在50℃~140℃的温度下，以80r/min~120r/min的搅拌速率，搅拌1h~15h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物； 
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在175℃~240℃的温度和5MPa~45MPa的机械压力下，压制1min~40min，即得到用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料。 
用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的应用，是将该材料用于防护空间质子和电子辐射。 
本发明具有以下优点： 
一、本发明提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于采用的是聚乙烯做为辐射防护材料，使其密度大大降低，有效的解决了铝防护层重量大的弊端； 
二、本发明提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于掺杂了碳纳米管和纳米钽，使得聚乙烯复合材料相对于纯聚乙烯的热稳定性有了很大的提高，提高了10%~40%； 
三、本发明提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料在应用于防护空间质子和电子辐射时，经过电子辐照后探测器吸收穿过材料后的剂量，相对于纯铝降低了0.1倍~0.5倍，防护质子效率相对于纯铝提高了35%~65%。 
附图说明
图1为试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅰ，虚线为纯聚乙烯。 
图2为试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅰ，虚线为纯铝。 
图3为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯铝。 
图4为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯聚乙烯。 
图5为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯铝。 
图6为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中， 实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯铝。 
图7为试验一得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯聚乙烯。 
图8为试验一得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯铝。 
图9为试验一得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯铝。 
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，按重量份数是由1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽和0.5份~20份的偶联剂制备而成。 
本实施方式的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料中加入了碳纳米管，能够更好地防止聚乙烯裂解，提高该材料的防护质子效果。同时，聚乙烯复合材料中加入了钽，由于钽的密度大，当电子入射到材料时，易于发生较大的散射，使得电子在材料中的能量损失增加，提高了该材料防护电子的效果。 
本实施方式具有以下优点：一、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于采用的是聚乙烯做为辐射防护材料，使其密度大大降低，有效的解决了铝防护层重量大的弊端；二、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于掺杂了碳纳米管和纳米钽，使得聚乙烯复合材料相对于纯聚乙烯的热稳定性有了很大的提高，提高了10%~40%；三、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料在应用于防护空间质子和电子辐射时，经过电子辐照后探测器吸收穿过材料后的剂量，相对于纯铝降低了0.1倍~0.5倍，防护质子效率相对于纯铝提高了35%~65%。 
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于：所述的复合材料按重量份数是由20份~95份的聚乙烯树脂、4份~6份的碳纳米管、5份~40份的纳米钽和1份~15份的偶联剂制备而成。其它与具体实施方式一相同。 
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点在于：所述的聚乙烯树脂的密度为0.900g/cm3~0.980g/cm3。其它与具体实施方式一或二相同。 
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一的不同点在于：所述的碳纳米管的粒径大小为0.001μm~1μm；所述的纳米钽的粒径大小为0.001μm~1μm。其它与具体实施方式一至三相同。 
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一的不同点在于：所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。其它与具体实施方式一至四相同。 
具体实施方式六：本实施方式是用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的： 
一、按重量份数称取1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽、0.5份~20份的偶联剂和2份~5份的乙醇； 
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液； 
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶联剂，在50℃~140℃的温度下，以80r/min~120r/min的搅拌速率，搅拌1h~15h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物； 
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在175℃~240℃的温度和5MPa~45MPa的机械压力下，压制1min~40min，即得到用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料。 
本实施方式的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料中加入了碳纳米管，能够更好地防止聚乙烯裂解，提高该材料的防护质子效果。同时，聚乙烯复合材料中加入了钽，由于钽的密度大，当电子入射到材料时，易于发生较大的散射，使得电子在材料中的能量损失增加，提高了该材料防护电子的效果。 
本实施方式具有以下优点：一、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于采用的是聚乙烯做为辐射防护材料，使其密度大大降低，有效的解决了铝防护层重量大的弊端；二、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于掺杂了碳纳米管和纳米钽，使得聚乙烯复合材料相对于纯聚乙烯的热稳定性有了很大的提高，提高了10%~40%；三、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料在应用于防护空间质子和电子辐射时，经过电子辐照后探测器吸收穿过材料后的剂量，相对于纯铝降低了0.1倍~0.5倍，防护质子效率相对于纯铝提高了 35%~65%。 
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同点在于：所述的步骤一中为按重量份数称取20份~95份的聚乙烯树脂、4份~6份的碳纳米管、5份~40份的纳米钽、1份~15份的偶联剂和和3份~5份的乙醇制备而成。其它与具体实施方式六相同。 
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七的不同点在于：所述的步骤一中称取的聚乙烯树脂的密度为0.900g/cm3~0.980g/cm3。其它与具体实施方式六或七相同。 
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一的不同点在于：所述的步骤一中称取的碳纳米管的粒径大小为0.001μm~1μm；所述的步骤一中的纳米钽的粒径大小为0.001μm~1μm。其它与具体实施方式六至八相同。 
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一的不同点在于：所述的步骤一中称取的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。其它与具体实施方式六至九相同。 
具体实施方式十一：本实施方式提供了用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的应用，是将该材料用于防护空间质子和电子辐射。 
本实施方式的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料中加入了碳纳米管，能够更好地防止聚乙烯裂解，提高该材料的防护质子效果。同时，聚乙烯复合材料中加入了钽，由于钽的密度大，当电子入射到材料时，易于发生较大的散射，使得电子在材料中的能量损失增加，提高了该材料防护电子的效果。 
本实施方式具有以下优点：一、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于采用的是聚乙烯做为辐射防护材料，使其密度大大降低，有效的解决了铝防护层重量大的弊端；二、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料，由于掺杂了碳纳米管和纳米钽，使得聚乙烯复合材料相对于纯聚乙烯的热稳定性有了很大的提高，提高了10%~40%；三、本实施方式提供的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法制备得到的辐射防护材料在应用于防护空间质子和电子辐射时，经过电子辐照后探测器吸收穿过材料后的剂量，相对于纯铝降低了0.1倍~0.5倍，防护质子效率相对于纯铝提高了35%~65%。 
采用以下试验验证本发明的效果： 
试验一：用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的： 
一、按重量份数称取84份的聚乙烯树脂、5份的碳纳米管、10份的纳米钽、1份的钛酸酯偶联剂和3份的乙醇；其中，聚乙烯树脂的密度为0.920g/cm3，碳纳米管的粒径为0.05μm，纳米钽的粒径为0.05μm； 
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液； 
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶联剂，在80℃的温度下，以100r/min的搅拌速率，搅拌8h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物； 
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在200℃的温度和25MPa的机械压力下，恒温恒压压制20min，得到辐射防护材料Ⅰ，即完成了用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备。 
对试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯聚乙烯进行热重分析测试，得到图1。图1为试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅰ，虚线为纯聚乙烯。从图1中可以得到纯聚乙烯的初始分解温度为365℃，辐射防护材料Ⅰ的初始分解温度为427℃，相比较，辐射防护材料Ⅰ的热稳定性相比纯聚乙烯提高了17.0%。 
所述的热重分析测试的方法为：取10mg的辐射防护材料Ⅰ和10mg的现有的纯聚乙烯，放在热重/差热分析仪中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速率从室温升温至800℃，收集不同温度下的实时质量，得出实时质量与初始质量之比随温度的变化曲线。 
对试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯铝进行电子辐照电子吸收剂量测试，得到图2。图2为试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅰ，虚线为纯铝。从图2中，可以观察到在相同质量厚度下电子辐照辐射防护材料Ⅰ后剂量探测器吸收的剂量相对于纯铝降低了约0.14倍。 
电子辐照电子吸收剂量测试的方法：将试验一得到的辐射防护材料Ⅰ或现有的纯铝置于高能1MeV电子（型号为高频高压电子加速器，通量为1×1010e/cm2·s，辐照时间为4000s）和吸收剂量探测器之间，入射电子能量固定不变，使用剂量探测器收集电子穿过辐射防护材料Ⅰ或纯铝的吸收剂量，以吸收剂量为纵坐标，以质量厚度为横坐标做图。将1MeV电子穿过辐射防护材料Ⅰ之后的吸收剂量之差与辐射防护材料Ⅰ吸收剂量之比值作为辐射防护材料Ⅰ对电子辐照防护效率。 
对试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯铝进行质子辐照防护测试，得到图3。图 3为试验一得到的辐射防护材料Ⅰ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅰ，虚线为纯铝。从图3中，可以观察到在相同质量厚度下辐射防护材料Ⅰ的防护质子效率相对于纯铝提高了53.84%。 
质子辐照防护测试的方法：将试验一得到的辐射防护材料Ⅰ或纯铝置于EN-18串列静电加速器的质子源和能量探测器之间，入射质子能量固定不变，使用能量探测器收集质子穿过辐射防护材料Ⅰ或纯铝之后的剩余能量，入射能量与剩余能量之差为材料吸收的能量，将材料吸收能量与入射能量之比作为材料对质子的防护效率，以防护效率为纵坐标，以质量厚度为横坐标做图。 
试验二：用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的： 
一、按重量份数称取73份的聚乙烯树脂、5份的碳纳米管、20份的纳米钽、2份的偶联剂和3份的乙醇；其中，聚乙烯树脂的密度为0.920g/cm3，碳纳米管的粒径为0.05μm，纳米钽的粒径为0.05μm； 
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液； 
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶联剂，在80℃的温度下，以100r/min的搅拌速率，搅拌8h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物； 
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在200℃的温度和25MPa的机械压力下，恒温恒压压制20min，得到辐射防护材料Ⅱ，即完成了用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备。 
对试验二得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯聚乙烯进行热重分析测试，得到图4。图4为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯聚乙烯。从图4中可以得到纯聚乙烯的初始分解温度为365℃，辐射防护材料Ⅱ的初始分解温度为438℃，相比较，辐射防护材料Ⅱ的热稳定性相比纯聚乙烯提高了20%。 
对试验二得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行电子辐照电子吸收剂量测试，得到图5。图5为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯铝。从图5中，可以观察到在相同质量厚度下电子辐照辐射防护材料Ⅱ后剂量探测器吸收的剂量相对于纯铝降低了约0.17倍。 
对试验二得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行质子辐照防护测试，得到图3。图3为试验一得到的辐射防护材料Ⅱ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅱ，虚线为纯铝。从图3中，可以观察到在相同质量厚度下辐射防护材料Ⅱ的防护质子效率相对于纯铝提高了44.87%。 
试验三：用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的： 
一、按重量份数称取63份的聚乙烯树脂、5份的碳纳米管、30份的纳米钽、1份的偶联剂和3份的乙醇；其中，聚乙烯树脂的密度为0.920g/cm3，碳纳米管的粒径为0.05μm，纳米钽的粒径为0.05μm； 
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液； 
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶联剂，在80℃的温度下，以100r/min的搅拌速率，搅拌8h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物； 
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在200℃的温度和25MPa的机械压力下，恒温恒压压制20min，得到辐射防护材料Ⅲ，即完成了用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备。 
对试验三得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯聚乙烯进行热重分析测试，得到图7。图7为试验三得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯聚乙烯进行热重分析对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯聚乙烯。从图7中可以得到纯聚乙烯的初始分解温度为365℃，辐射防护材料Ⅲ的初始分解温度为455℃，相比较，辐射防护材料Ⅲ的热稳定性相比纯聚乙烯提高了24.6%。 
对试验三得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行电子辐照电子吸收剂量测试，得到图8。图8为试验一得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行电子辐照对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯铝。从图8中，可以观察到在相同质量厚度下电子辐照辐射防护材料Ⅲ后剂量探测器吸收的剂量相对于纯铝降低了约0.20倍。 
对试验三得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行质子辐照防护测试，得到图9。图9为试验三得到的辐射防护材料Ⅲ和现有的纯铝进行质子辐照防护对比图。其中，实线为辐射防护材料Ⅲ，虚线为纯铝。从图9中，可以观察到在相同质量厚度下辐射防护材料Ⅲ的防护质子效率相对于纯铝提高了40.06%。 

Claims (10)

1.用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，其特征在于：复合材料按重量份数是由1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽和0.5份~20份的偶联剂制备而成。
2.根据权利要求1所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的复合材料按重量份数是由20份~95份的聚乙烯树脂、4份~6份的碳纳米管、5份~40份的纳米钽和1份~15份的偶联剂制备而成。
3.根据权利要求1或2所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的聚乙烯树脂的密度为0.900g/cm3~0.980g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
5.制备如权利要求1所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的方法，其特征在于，制备方法具体是按以下步骤进行的：
一、按重量份数称取1份~100份的聚乙烯树脂、1份~10份的碳纳米管、5份~50份的纳米钽、0.5份~20份的偶联剂和2份~5份的乙醇；
二、将步骤一称取的碳纳米管和纳米钽混合均匀后，加入到步骤一称取的乙醇中，均匀分散，得到均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液；
三、向步骤二得到的均匀分散的碳纳米管和纳米钽的混合液中，加入步骤一称取的偶联剂，在50℃~140℃的温度下，以80r/min~120r/min的搅拌速率，搅拌1h~15h，然后，过滤、烘干，得到固体混合物；
四、将步骤一称取的聚乙烯树脂与步骤三得到的固体混合物混合均匀，然后，在175℃~240℃的温度和5MPa~45MPa的机械压力下，压制1min~40min，即得到用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料。
6.根据权利要求5所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中为按重量份数称取20份~95份的聚乙烯树脂、4份~6份的碳纳米管、5份~40份的纳米钽、1份~15份的偶联剂和和3份~5份的乙醇制备而成。
7.根据权利要求5或6所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中称取的聚乙烯树脂的密度为0.900g/cm3~0.980g/cm3。
8.根据权利要求5或6所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中称取的碳纳米管的粒径大小为0.001μm~1μm；所述的步骤一中的纳米钽的粒径大小为0.001μm~1μm。
9.根据权利要求5或6所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中称取的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
10.如权利要求1所述的用于空间带电粒子辐射防护的掺杂碳纳米管和纳米钽的聚乙烯复合材料的应用，其特征在于是将该材料用于防护空间质子和电子辐射。
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