CN108164783A - 一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法 - Google Patents

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吴雄鹰
沈聪
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邓锐
赵青
刘小祥
戚进祥
朱伟
朱贤江
李圆媛
李磊
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Abstract

本发明公开了一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，包括以下步骤：（1）原材料选择；（2）配料：按照重量分数称取以下原料：80‑85份的铅粉、10‑20份的PE材料、0.5‑5份的碳化硼粉末和助剂0.1‑5份；（3）混料；（4）铺料；（5）热压成型；（6）冷压；（7）脱模取板。本发明的原料均采用国产，成本低；且材料能够得到充分混合，确保了材料的均匀性，在制备过程中不易产生团聚现象；同时能够保证材料的综合力学性能。

Description

一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铅硼聚乙烯板，具体是一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法。
背景技术
目前，在国内能够生产高分子材料的企业相当的多，但能够生产铅硼聚乙烯类屏蔽材料的企业却为数不多。经过调研，国内能够生产含铅量80%左右的高含铅量铅硼聚乙烯的企业少之又少。曾经国内有文献介绍过PB202这种高铅含量铅硼聚乙烯，由于之前的生产工艺原因，还存在一定的局限性。由于铅的密度是PE密度的11倍左右，导致在制备过程中很难保证该类材料的均匀性，从而进一步影响了材料的相关力学性能和屏蔽性能。一些企业为了保证相关技术要求，不惜成本使用国外进口PE材料，导致成本较高。且现有技术仍然存在以下问题：各种材料混合不够充分，材料的均匀性较差，在制备过程中易产生团聚现象；且无法保证材料的综合力学性能。
因此，本发明提供一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，其成本较低，且制备的高含铅量铅硼聚乙烯板的各项性能均能满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料选择：PE材料粒径为20目过筛率99%以上；碳化硼采用符合核级要求的碳化硼粉末，碳化硼粉末粒径为300目过筛率100%；铅粉采用纯度99.9%以上的铅粉，铅粉粒径为300目过筛率100%；
（2）配料：按照重量分数称取以下原料：80-85份的铅粉、10-20份的PE材料、0.5-5份的碳化硼粉末和助剂0.1-5份；
（3）混料：将称好的PE材料加入高速混料机中，启动高速混料机混料2-10min；然后加入助剂，启动高速混料机混料2-10min；然后将称好的铅粉、碳化硼粉末加入混料机中，启动高速混料机混料5-10min，然后从出料口卸料10s；进行二次混料工序：将卸出的料重新装入高速混料机中，混料3-5min；重复进行3-5次二次混料工序，然后出料并停机；
（4）铺料：先用喷枪将调好的脱模剂均匀的喷涂在模具工作面上；再将混合好的粉料倒入模具中，用刮尺刮平；
（5）热压成型：升温速度为100-250℃/小时，模具温度设定为205-225℃，整个升温和保温过程中的压力设定为6-15MPa；
（6）冷压：当材料达到保温压力和时间后，对材料采用冷压处理；
（7）脱模取板：当模具和板的温度达到室温时，即可脱模取板。
作为本发明进一步的方案：步骤（5）加载压力时采用手动模式，当上模与混合料接触后，采用每3秒点动加压一次，每次加压时间1-2秒，直到达到规定压力值。
作为本发明进一步的方案：步骤（5）热压成型过程中压力保持时间为1-12小时。
作为本发明进一步的方案：步骤（6）冷压处理的压力为6-20 MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过原材料的选择、混料工艺、压制工艺等的配合使用，使高含铅量铅硼聚乙烯板可实现批量化生产，原料均采用国产，成本低；且各种材料能够得到充分混合，确保了材料的均匀性，在制备过程中不易产生团聚现象；同时能够保证材料的综合力学性能；该材料还具有优异的综合屏蔽性能，可以用于屏蔽快中子、热中子及γ辐射；且材料制备的厚度可从几毫米到120mm。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料选择：PE材料采用国产PE材料，且PE材料粒径为20目过筛率99%以上；碳化硼采用国内符合核级要求的碳化硼粉末，碳化硼粉末粒径为300目过筛率100%；铅粉采用国内纯度99.9%以上的铅粉，铅粉粒径为300目过筛率100%；
（2）配料：按照重量分数称取以下原料：80份的铅粉、10份的PE材料、0.5份的碳化硼粉末和助剂0.1份；
（3）混料：将称好的PE材料加入高速混料机中，启动高速混料机混料2min；然后加入助剂，启动高速混料机混料2min；然后将称好的铅粉、碳化硼粉末加入混料机中，启动高速混料机混料5min，然后从出料口卸料10s；进行二次混料工序：将卸出的料重新装入高速混料机中，混料3min；重复进行3次二次混料工序，然后出料并停机；
（4）铺料：先用喷枪将调好的脱模剂均匀的喷涂在模具工作面上；再将混合好的粉料根据厚度要求按重量倒入模具中，用刮尺刮平；
（5）热压成型：升温速度为100℃/小时，模具温度设定为205℃，整个升温和保温过程中的压力设定为6MPa（压力大小应根据板的面积确定）；注意加载压力时应采用手动模式，当上模与混合料接触后，采用每3秒点动加压一次，每次加压时间1秒，确保随气体溢出的粉料尽量少，直到达到规定压力值；在加热过程中压力应采用自动模式，以便排气时的压力回升；热压成型过程中压力保持时间为1小时（保压时间根据板厚确定）；
（6）冷压：当材料达到保温压力和时间后，对材料采用冷压处理，冷压处理的压力一般在6 MPa（压力大小应根据板的面积确定）；
（7）脱模取板：当模具和板的温度达到室温时，即可脱模取板。
实施例2
一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料选择：PE材料采用国产PE材料，且PE材料粒径为20目过筛率99%以上；碳化硼采用国内符合核级要求的碳化硼粉末，碳化硼粉末粒径为300目过筛率100%；铅粉采用国内纯度99.9%以上的铅粉，铅粉粒径为300目过筛率100%；
（2）配料：按照重量分数称取以下原料：85份的铅粉、20份的PE材料、5份的碳化硼粉末和助剂5份；
（3）混料：将称好的PE材料加入高速混料机中，启动高速混料机混料10min；然后加入助剂，启动高速混料机混料10min；然后将称好的铅粉、碳化硼粉末加入混料机中，启动高速混料机混料10min，然后从出料口卸料10s；进行二次混料工序：将卸出的料重新装入高速混料机中，混料5min；重复进行5次二次混料工序，然后出料并停机；
（4）铺料：先用喷枪将调好的脱模剂均匀的喷涂在模具工作面上；再将混合好的粉料根据厚度要求按重量倒入模具中，用刮尺刮平；
（5）热压成型：升温速度为250℃/小时，模具温度设定为225℃，整个升温和保温过程中的压力设定为15MPa（压力大小应根据板的面积确定）；注意加载压力时应采用手动模式，当上模与混合料接触后，采用每3秒点动加压一次，每次加压时间2秒，确保随气体溢出的粉料尽量少，直到达到规定压力值；在加热过程中压力应采用自动模式，以便排气时的压力回升；热压成型过程中压力保持时间为12小时（保压时间根据板厚确定）；
（6）冷压：当材料达到保温压力和时间后，对材料采用冷压处理，冷压处理的压力一般在20 MPa（压力大小应根据板的面积确定）；
（7）脱模取板：当模具和板的温度达到室温时，即可脱模取板。
实施例3
一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，包括以下步骤：
（1）原材料选择：PE材料采用国产PE材料，且PE材料粒径为20目过筛率99%以上；碳化硼采用国内符合核级要求的碳化硼粉末，碳化硼粉末粒径为300目过筛率100%；铅粉采用国内纯度99.9%以上的铅粉，铅粉粒径为300目过筛率100%；
（2）配料：按照重量分数称取以下原料：82份的铅粉、15份的PE材料、1份的碳化硼粉末和助剂2份；
（3）混料：将称好的PE材料加入高速混料机中，启动高速混料机混料5min；然后加入助剂，启动高速混料机混料5min；然后将称好的铅粉、碳化硼粉末加入混料机中，启动高速混料机混料8min，然后从出料口卸料10s；进行二次混料工序：将卸出的料重新装入高速混料机中，混料4min；重复进行4次二次混料工序，然后出料并停机；
（4）铺料：先用喷枪将调好的脱模剂均匀的喷涂在模具工作面上；再将混合好的粉料根据厚度要求按重量倒入模具中，用刮尺刮平；
（5）热压成型：升温速度为120℃/小时，模具温度设定为215℃，整个升温和保温过程中的压力设定为10MPa（压力大小应根据板的面积确定）；注意加载压力时应采用手动模式，当上模与混合料接触后，采用每3秒点动加压一次，每次加压时间1秒，确保随气体溢出的粉料尽量少，直到达到规定压力值；在加热过程中压力应采用自动模式，以便排气时的压力回升；热压成型过程中压力保持时间为5小时（保压时间根据板厚确定）；
（6）冷压：当材料达到保温压力和时间后，对材料采用冷压处理，冷压处理的压力一般在15 MPa（压力大小应根据板的面积确定）；
（7）脱模取板：当模具和板的温度达到室温时，即可脱模取板。
本发明通过原材料的选择、混料工艺、压制工艺等的配合使用，使高含铅量铅硼聚乙烯板可实现批量化生产，原料均采用国产，成本低；且各种材料能够得到充分混合，确保了材料的均匀性，在制备过程中不易产生团聚现象；同时能够保证材料的综合力学性能；该材料还具有优异的综合屏蔽性能，可以用于屏蔽快中子、热中子及γ辐射；且材料制备的厚度可从几毫米到120mm。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原材料选择：PE材料粒径为20目过筛率99%以上；碳化硼采用符合核级要求的碳化硼粉末，碳化硼粉末粒径为300目过筛率100%；铅粉采用纯度99.9%以上的铅粉，铅粉粒径为300目过筛率100%；
（2）配料：按照重量分数称取以下原料：80-85份的铅粉、10-20份的PE材料、0.5-5份的碳化硼粉末和助剂0.1-5份；
（3）混料：将称好的PE材料加入高速混料机中，启动高速混料机混料2-10min；然后加入助剂，启动高速混料机混料2-10min；然后将称好的铅粉、碳化硼粉末加入混料机中，启动高速混料机混料5-10min，然后从出料口卸料10s；进行二次混料工序：将卸出的料重新装入高速混料机中，混料3-5min；重复进行3-5次二次混料工序，然后出料并停机；
（4）铺料：先用喷枪将调好的脱模剂均匀的喷涂在模具工作面上；再将混合好的粉料倒入模具中，用刮尺刮平；
（5）热压成型：升温速度为100-250℃/小时，模具温度设定为205-225℃，整个升温和保温过程中的压力设定为6-15MPa；
（6）冷压：当材料达到保温压力和时间后，对材料采用冷压处理；
（7）脱模取板：当模具和板的温度达到室温时，即可脱模取板。
2.根据权利要求1所述的高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，其特征在于，步骤（5）加载压力时采用手动模式，当上模与混合料接触后，采用每3秒点动加压一次，每次加压时间1-2秒，直到达到规定压力值。
3.根据权利要求1所述的高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，其特征在于，步骤（5）热压成型过程中压力保持时间为1-12小时。
4.根据权利要求1所述的高含铅量铅硼聚乙烯板的制备方法，其特征在于，步骤（6）冷压处理的压力为6-20 MPa。
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