CN108250557A - 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents

一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108250557A
CN108250557A CN201810051929.5A CN201810051929A CN108250557A CN 108250557 A CN108250557 A CN 108250557A CN 201810051929 A CN201810051929 A CN 201810051929A CN 108250557 A CN108250557 A CN 108250557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shielding material
low hydrogen
neutron shielding
polyvinyl acetate
minutes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810051929.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108250557B (zh
Inventor
程志毓
邱永福
常学义
范洪波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan University of Technology
Original Assignee
Dongguan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan University of Technology filed Critical Dongguan University of Technology
Priority to CN201810051929.5A priority Critical patent/CN108250557B/zh
Publication of CN108250557A publication Critical patent/CN108250557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108250557B publication Critical patent/CN108250557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/10Organic substances; Dispersions in organic carriers
    • G21F1/103Dispersions in organic carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08Copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/003Additives being defined by their diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明提供一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法,其中制备方法为:将20份乙烯‑聚醋酸乙烯共聚物、0.2~1.4份过氧化二苯甲酰、0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,与一定量的甲苯进行混合,加热条件下进行搅拌至溶解均匀,加入80份碳化硼后进行加热,再放进模具中,在预设的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。由于乙烯‑聚醋酸乙烯共聚物较现有的材料而言提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,因此只需添加较低的质量百分比含量作为基材,就可以达到较佳的柔性性能,同时减少添加量降低了整体氢含量,能更加有效地屏蔽中子。

Description

一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及中子屏蔽材料领域,具体涉及一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法。
背景技术
随着原子能工业、放射医学和国防科研的迅速发展,中子领域的研究也在不断深入。由于中子的穿透力较强的特点,容易对周边物体和人员产生辐照损伤,因此须利用核屏蔽材料对中子进行屏蔽,防止对人造成伤害。
中子屏蔽材料对中子屏蔽的作用分快中子慢化和慢中子吸收两种。快中子慢化是指快中子与铁、钨等重核元素发生非弹性散射,或与氢等轻核元素发生弹性散射后,快中子的能量被散射损失,从而转变为慢中子。慢中子吸收是指硼、锂、部分稀土元素等的化合物具有较大慢中子吸收截面,可以很好的吸收慢中子,特别是含硼元素的材料,如碳化硼(B4C)是最常见的中子吸收体,其具有价格便宜、慢中子吸收截面大、成型加工较方便、热稳定性好、吸收中子后没有较强的γ射线二次辐射,易于防护等优点,B4C广泛被用作中子屏蔽材料功能填料。
近年来,在中子屏蔽材料中,对结构复杂或者位置特殊的器件表面进行包裹屏蔽以及军民用中子防护服材料的制备,都要求材料具备易于切割、弯折、柔性等特征。国内外对于柔性中子屏蔽材料开展了部分工作,研制出如铅硼聚乙烯、玻璃纤维(或碳纤维)/环氧树脂/B4C复合材料、氮化硼(BN)/高密度聚乙烯复合材料、B4C/SEBS热塑性弹性体复合材料、B4C/丁苯橡胶(SBR)复合材料等柔性中子屏蔽材料。
尽管目前国内外有一些柔性中子屏蔽材料的研究,但这些柔性中子屏蔽材料通常利用较高质量百分比含量的高分子弹性体作为基材以确保柔性性能,由于一般高分子弹性体基材本身氢含量比较高,使得复合材料整体氢含量高,因此很难满足弹性(非弹性)散射背底敏感器件的中子屏蔽需求。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法,该柔性低氢中子屏蔽材料的氢含量低,可满足弹性(非弹性)散射背底敏感器件的中子屏蔽需求,同时也能保持良好的柔韧性和抗张强度。
根据第一方面,一实施例中提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,柔性低氢中子屏蔽材料包括以下组分:
20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物;
0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰;
0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯;
80份碳化硼,以及
一定量的甲苯;
柔性低氢中子屏蔽材料是由上述组分混合后,在110~170℃的温度条件和预设的压力条件下交联得到的柔性低氢中子屏蔽材料。
进一步地,乙烯-聚醋酸乙烯共聚物中聚醋酸乙烯的含量为5~40%。
进一步地,柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3
进一步地,柔性低氢中子屏蔽材料的氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
根据第二方面,本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,包括:将
20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物,
0.2~1.4份过氧化二苯甲酰,
0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,与
一定量的甲苯进行混合,加热条件下进行搅拌至溶解均匀,加入80份碳化硼后进行加热,再放进模具中,在预设的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
进一步地,制备方法具体包括以下步骤:
混合基材与交联剂:加入20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物、一定量甲苯、0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰、0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,在70~100℃的温度条件下进行搅拌至溶解均匀;
加入功能填料:加入80份碳化硼,在80~100℃的温度条件下加热直至得到粘稠的糊状物;
分布交联,冷却去模:将糊状物加入模具中,在100~800 kg/m2的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
进一步地,乙烯-聚醋酸乙烯共聚物中聚醋酸乙烯的含量为5~40%。
进一步地,碳化硼为过150~800目筛的粉体。
在另一实施例中,进行分布交联,冷却去模的步骤时,将糊状物加入模具中,在200~600 kg/m2的压力条件下加热至115~125℃保持20~50分钟,升高温度至150~160℃保持20~50分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
在另一实施例中,进行分布交联,冷却去模的步骤时,将糊状物加入模具中,在300~500 kg/m2的压力条件下加热至120~125℃保持30~40分钟,升高温度至155~160℃保持30~40分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
依据上述实施例的柔性低氢中子屏蔽材料,采用乙烯-聚醋酸乙烯共聚物作为基体,较现有的材料而言提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,制备中子屏蔽材料时只需添加较低的质量百分比含量,就可以达到较佳的柔性性能,并且由于减少基体的添加量,从而降低了整体氢含量,能更加有效地屏蔽中子。
附图说明
图1为本发明一种实施例中柔性低氢中子屏蔽材料的制备方法流程图;
图2为本发明一种实施例中的成品在干燥空气中的TG图;
图3为本发明一种实施例中的成品的扫描电镜图;
图4为本发明实施例一中的成品的拉伸曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
说明书中方法描述的各步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。
本实施例提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物(EVA);
0.2~1.4份过氧化二苯甲酰(BPO);
0.1~0.8份过氧化二异丙苯(DCP)或双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP);
80份碳化硼,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
乙烯-聚醋酸乙烯共聚物中聚醋酸乙烯的含量为5~40%,控制聚醋酸乙烯的含量可提高制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,以符合工业要求。
制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3。市场上优质的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.5 g/cm3,其氢含量为2*1022 atom/cm3。上述数据表明本发明的柔性低氢中子屏蔽材料与市场上优质产品相比,密度和氢含量处于同一水平,进一步说明本发明的柔性低氢中子屏蔽材料的屏蔽性能和致密性均达到优质产品的水平。
请参见图1,本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为5~40%的乙烯-聚醋酸乙烯共聚物、一定量甲苯、0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰、0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,在70~100℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。其中乙烯-聚醋酸乙烯共聚物作为基体,过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和双叔丁基过氧异丙基苯作为交联剂,甲苯作为助溶剂。乙烯-聚醋酸乙烯共聚物在整个体系中的含量为20%左右,较现有的原料而言,降低了整体氢含量,同时由于乙烯-聚醋酸乙烯共聚物具有的耐老化性能优异、可塑性强和弹性高的特性,即使加入量少也能满足柔性要求。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份碳化硼,碳化硼为过150~800目筛的微粉。碳化硼的粒径越小,与混合物混合越均匀,交联效果越好。接着在80~100℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在100~800 kg/m2的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
请参见图2,对柔性低氢中子屏蔽材料进行热重分析,热重分析使用PerkinElmerTGA 8000测量,工作气氛为干燥空气,升温速率为10℃/分钟。从图中可以看出柔性低氢中子屏蔽材料样品在200℃以下都比较稳定,温度达到236℃时乙烯-聚醋酸乙烯共聚物开始分解,直到600℃左右乙烯-聚醋酸乙烯共聚物完全分解,样品只剩下碳化硼。温度达到600℃时,碳化硼开始氧化,产物开始增重,放出热量。因此交联温度应不超过200℃。在本发明中,采用分布交联的方式进行交联反应,温度达到110~130℃时,过氧化二苯甲酰开始分解进行交联,温度达到140~170℃时,过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯开始分解进行交联。这种分布交联的方式可实现多重网络结构,使制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料结构更加致密。
请参见图3,从图中可看出不规则颗粒为碳化硼1,暗场为乙烯-聚醋酸乙烯共聚物2。虽然乙烯-聚醋酸乙烯共聚物2的含量只有20 wt%,但碳化硼1在乙烯-聚醋酸乙烯共聚物2中分散得非常均匀,碳化硼1被乙烯-聚醋酸乙烯共聚物2包裹形成非常致密的防辐射层,该防辐射层无孔洞,保证了柔性低氢中子屏蔽材料具有良好的防护功能。
实施例一
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
0.2BPO;
0.1份DCP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为5%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为5%的EVA、一定量甲苯、0.2 份BPO、0.1份DCP,在70℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过150目筛的微粉。在80℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在100 kg/m2的压力条件下加热至110℃保持10分钟,升高温度至140℃保持10分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
实施例二
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
1份BPO;
0.5份DCP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为25%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为25%的EVA、一定量甲苯、1份BPO、0.5份DCP,在85℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过500目筛的微粉。在90℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在500 kg/m2的压力条件下加热至120℃保持30分钟,升高温度至150℃保持30分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
实施例三
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
1.4份BPO;
0.8份DCP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为40%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为40%的EVA、一定量甲苯、1.4份BPO、0.8份DCP,在100℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过800目筛的微粉。在100℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在800 kg/m2的压力条件下加热至130℃保持60分钟,升高温度至170℃保持60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
实施例四
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
0.2BPO;
0.1份BIBP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为5%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为5%的EVA、一定量甲苯、0.2 份BPO、0.1份BIBP,在70℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过150目筛的微粉。在80℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在100 kg/m2的压力条件下加热至110℃保持10分钟,升高温度至140℃保持10分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
实施例五
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
1份BPO;
0.5份BIBP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为25%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为25%的EVA、一定量甲苯、1份BPO、0.5份BIBP,在85℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过500目筛的微粉。在90℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在500 kg/m2的压力条件下加热至120℃保持30分钟,升高温度至150℃保持30分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
实施例六
在本实施例中,提供一种柔性低氢中子屏蔽材料,其包括以下组分:
20份EVA;
1.4份BPO;
0.8份BIBP;
80份B4C,以及
一定量的甲苯。
其中甲苯的纯度为分析纯,甲苯作为助溶剂,甲苯的加入量通常能使其他材料充分溶解即可。
EVA中聚醋酸乙烯的含量为40%。制备得到的柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
本实施例还提供一种制备上述柔性低氢中子屏蔽材料的方法,制备方法具体包括以下步骤:
S1、混合基材与交联剂:在反应釜中加入20份聚醋酸乙烯的含量为40%的EVA、一定量甲苯、1.4份BPO、0.8份BIBP,在100℃的温度条件下进行机械搅拌至溶解均匀,得到混合物。
S2、加入功能填料:往S1步骤中得到的混合物中加入80份B4C,B4C为过800目筛的微粉。在100℃的温度条件下进行加热,直至得到粘稠的糊状物。
S3、分布交联,冷却去模:将上述糊状物加入模具中,在800 kg/m2的压力条件下加热至130℃保持60分钟,升高温度至170℃保持60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。该柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3,其氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
取实施例一得到的B4C含量80 wt%的柔性低氢中子屏蔽材料样品与购得的B4C含量80wt%的对照产品(英国,产品型号X-1699),分别使用英斯特朗3360双立柱万能材料试验系统进行力学性能测试。将柔性低氢中子屏蔽材料样品编号为1,购得的对照产品编号为2,分别剪切得到长宽厚分别为50mm,10mm,2mm的标准样条,用夹具将两段夹紧,施加一个应力,保持拉伸速率为10 mm/min,记录应力-应变曲线,请见图4。测试结果请见下表。
表1 柔性低氢中子屏蔽材料的力学性能测试结果
编号 弹性模量/MPa 抗拉强度/MPa 断裂伸长率
1 120 2.59 17.4 %
2 2.9 0.11 43.9 %
从表1可看出,本发明的柔性中子屏蔽材料样品的抗拉强度为2.59 MPa,而对照产品的抗拉强度只有0.11 MPa,即本发明的柔性中子屏蔽材料样品由于采用多种交联剂分布交联形成多重网络结构,使得抗拉强度大幅提高,并且该多重网络结构能将碳化硼颗粒牢牢固定住,不会掉粉。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种柔性低氢中子屏蔽材料,其特征在于,所述柔性低氢中子屏蔽材料包括以下组分:
20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物;
0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰;
0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯;
80份碳化硼,以及
一定量的甲苯;
所述柔性低氢中子屏蔽材料是由上述组分混合后,在110~170℃的温度条件和预设的压力条件下交联得到的柔性低氢中子屏蔽材料。
2.根据权利要求1所述的柔性低氢中子屏蔽材料,其特征在于,所述乙烯-聚醋酸乙烯共聚物中聚醋酸乙烯的含量为5~40%。
3.根据权利要求1或2所述的柔性低氢中子屏蔽材料,其特征在于,所述柔性低氢中子屏蔽材料的密度为1.3~1.6 g/cm3
4.根据权利要求1或2所述的柔性低氢中子屏蔽材料,其特征在于,所述柔性低氢中子屏蔽材料的氢含量为1.5~2.6*1022 atom/cm3
5.一种制备权利要求1所述的柔性低氢中子屏蔽材料的方法,其特征在于,包括:将
20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物,
0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰,
0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,与
一定量的甲苯进行混合,加热条件下进行搅拌至溶解均匀,加入80份碳化硼后进行加热,再放进模具中,在预设的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
混合基材与交联剂:加入20份乙烯-聚醋酸乙烯共聚物、一定量甲苯、0.2~1.4 份过氧化二苯甲酰、0.1~0.8份过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧异丙基苯,在70~100℃的温度条件下进行搅拌至溶解均匀;
加入功能填料:加入80份碳化硼,在80~100℃的温度条件下加热直至得到粘稠的糊状物;
分布交联,冷却去模:将所述糊状物加入模具中,在100~800 kg/m2的压力条件下加热至110~130℃保持10~60分钟,升高温度至140~170℃保持10~60分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述乙烯-聚醋酸乙烯共聚物中聚醋酸乙烯的含量为5~40%。
8.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述碳化硼为过150~800目筛的粉体。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分布交联,冷却去模的步骤中,将所述糊状物加入模具中,在200~600 kg/m2的压力条件下加热至115~125℃保持20~50分钟,升高温度至150~160℃保持20~50分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分布交联,冷却去模的步骤中,将所述糊状物加入模具中,在300~500 kg/m2的压力条件下加热至120~125℃保持30~40分钟,升高温度至155~160℃保持30~40分钟,冷却去模,得到柔性低氢中子屏蔽材料。
CN201810051929.5A 2018-01-19 2018-01-19 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法 Active CN108250557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810051929.5A CN108250557B (zh) 2018-01-19 2018-01-19 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810051929.5A CN108250557B (zh) 2018-01-19 2018-01-19 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108250557A true CN108250557A (zh) 2018-07-06
CN108250557B CN108250557B (zh) 2020-08-21

Family

ID=62741540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810051929.5A Active CN108250557B (zh) 2018-01-19 2018-01-19 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108250557B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113698773A (zh) * 2021-10-15 2021-11-26 中国建材检验认证集团安徽有限公司 一种阻燃型硅橡胶柔性中子屏蔽材料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101916604A (zh) * 2010-08-02 2010-12-15 北京富迪创业科技有限公司 一种防护中子辐射的复合屏蔽材料及制备方法
CN102264828A (zh) * 2008-12-26 2011-11-30 湖南石油化学株式会社 具有高熔体强度的聚丙烯树脂组合物及其制备方法
CN102693767A (zh) * 2012-05-21 2012-09-26 北京富迪创业科技有限公司 一种超薄防中子辐射复合屏蔽材料及其制备方法
CN102746557A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 肖伯文 一种组合物、由其制得的防中子板及防中子板的制备方法
JP2013108931A (ja) * 2011-11-24 2013-06-06 Trust Life:Kk 難燃・不燃性放射線遮蔽部材及びそれを用いた積層部材、構造部材又はケース
CN103814069A (zh) * 2011-09-21 2014-05-21 日东电工株式会社 乙烯-丙烯-二烯橡胶发泡体以及密封材料
CN103827182A (zh) * 2011-09-21 2014-05-28 日东电工株式会社 乙烯-丙烯-二烯橡胶发泡体、其制造方法以及密封材料
US20140312536A1 (en) * 2011-05-13 2014-10-23 Korea Atomic Energy Research Institute Epoxy resin composition for neutron shielding, and method for preparing the same
CN105295206A (zh) * 2015-11-26 2016-02-03 中国工程物理研究院化工材料研究所 压缩回弹性优良的微孔三元乙丙橡胶泡沫材料及制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102264828A (zh) * 2008-12-26 2011-11-30 湖南石油化学株式会社 具有高熔体强度的聚丙烯树脂组合物及其制备方法
CN101916604A (zh) * 2010-08-02 2010-12-15 北京富迪创业科技有限公司 一种防护中子辐射的复合屏蔽材料及制备方法
US20140312536A1 (en) * 2011-05-13 2014-10-23 Korea Atomic Energy Research Institute Epoxy resin composition for neutron shielding, and method for preparing the same
CN103814069A (zh) * 2011-09-21 2014-05-21 日东电工株式会社 乙烯-丙烯-二烯橡胶发泡体以及密封材料
CN103827182A (zh) * 2011-09-21 2014-05-28 日东电工株式会社 乙烯-丙烯-二烯橡胶发泡体、其制造方法以及密封材料
JP2013108931A (ja) * 2011-11-24 2013-06-06 Trust Life:Kk 難燃・不燃性放射線遮蔽部材及びそれを用いた積層部材、構造部材又はケース
CN102693767A (zh) * 2012-05-21 2012-09-26 北京富迪创业科技有限公司 一种超薄防中子辐射复合屏蔽材料及其制备方法
CN102746557A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 肖伯文 一种组合物、由其制得的防中子板及防中子板的制备方法
CN105295206A (zh) * 2015-11-26 2016-02-03 中国工程物理研究院化工材料研究所 压缩回弹性优良的微孔三元乙丙橡胶泡沫材料及制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHRUTI NAMBIAR ET AL.: ""Polymer-Composite Materials for Radiation Protection"", 《ACS APPL. MATER. INTERFACES》 *
晨光化工研究院有机硅编写组: "《有机硅单体及聚合物》", 31 December 1986, 化学工业出版社 *
柴浩 等: ""新型柔性中子屏蔽复合材料研制及性能研究"", 《原子能科学技术》 *
邓本诚 等: "《橡胶工艺原理》", 31 March 1984, 化学工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113698773A (zh) * 2021-10-15 2021-11-26 中国建材检验认证集团安徽有限公司 一种阻燃型硅橡胶柔性中子屏蔽材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108250557B (zh) 2020-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104744945B (zh) 具有阻燃隔热性能的中子屏蔽材料及其制备方法
CN107118449A (zh) 一种耐核辐射橡胶材料
Harrison et al. Polyethylene/boron composites for radiation shielding applications
CN109825088B (zh) 一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法
CN101717583B (zh) 具有耐辐照性能的加成型热硫化硅橡胶及其制备方法
CN108250557A (zh) 一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法
CN112662020A (zh) 一种无铅核辐射防护手套及其制备方法
CN109370066A (zh) 一种可车削三元乙丙橡胶绝热层材料及其制备方法
CN109192348A (zh) 一种可浇筑型硅橡胶基耐温屏蔽材料及其制备方法
JPWO2014061598A1 (ja) 薄片化黒鉛誘導体の製造方法、及び薄片化黒鉛・樹脂複合材料の製造方法
JP2015061924A (ja) 熱伝導シート、熱伝導シートの製造方法、及び熱伝導シートを用いた放熱装置
CN108148351B (zh) 辐射防护材料
CN113185840A (zh) 一种柔性中子屏蔽材料及其生产工艺
CN109161203A (zh) 一种耐辐射特种作业用石墨烯复合橡胶及制备方法
CN105801990A (zh) 一种无卤无红磷高阻燃热缩套管及其制备方法
JP4779029B2 (ja) 可撓性中性子遮蔽材、可撓性中性子遮蔽材製造用ストック、中性子遮蔽用テープ、中性子遮蔽用パッキング、および中性子遮蔽用充填材
CN110194851A (zh) 一种复合磷烯阻燃剂、阻燃高分子复合材料及其制备方法
CN111469506A (zh) 一种新型核辐射防护材料其制备方法
JP5495285B2 (ja) プリプレグとその製造方法
CN1758385A (zh) 无卤阻燃辐射交联电线及其制备方法
CN110983779B (zh) 用于中子和伽马射线共同防护皮芯结构纤维的制备方法
CN109705478A (zh) 第三代核电站橡胶电缆用半导电导体屏蔽料
CN108342620A (zh) 一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝
US3085989A (en) Process for incorporating a polymercoated acidic pigment in polyethylene
CN108257702B (zh) 一种高强度高硼含量无氢中子屏蔽材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant