CN109825088B - 一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物15~23份。本发明采用具有一定耐辐照性能的含苯基硅橡胶为基体,将经处理后的功能化硼化物均匀分散其中,再经γ辐射交联,即可获得一种具有综合性能优异的硅橡胶基柔性辐射屏蔽材料;该柔性材料不仅具有优异的中子屏蔽效果,同时具有良好的力、热性能及环境友好性,且可根据实际使用场景进行任意形态的裁制。
Description
技术领域
本发明属于特种橡胶材料及其先进复合材料技术领域,具体涉及一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法。
背景技术
随着新能源技术、无损检测技术、先进医学显像以及诊治技术等的快速发展,辐射技术已广泛应用于国民经济的多个领域,给社会发展进步和人类生产生活带来巨大裨益的同时,各种辐射尤以中子相关的安全防护问题日益引起关注,研制其屏蔽材料以最大限度地降低辐射的各种危害是一项十分重要且迫切的工作。
混凝土等传统的屏蔽材料,以及防辐射有机玻璃(Singh V P,Bandiger NM,Chanthima N,Evaluation of gamma-ray exposure buildup factors and neutronshielding for bismuth borosilicate glasses,Radiation Physics and Chemistry,2014,98(1):14-21)、铅硼聚乙烯(Zhang S J,Cao X B,Luan Y Q,Preparation andproperties of smart thermal control and radiation protection materials formulti-functional structure of small spacecraft,J Mater Sci Technol,2011,27(10):879-884)、金属基含硼材料(武高辉,姜龙涛,徐中国.一种中子吸收材料的制备方法.CN 105200274 A,2015.王文先,陈洪胜,黄哲远.一种铜基中子吸收材料的制备方法.CN105950897 A.)等,均没有良好的柔韧性,而中子防护纤维虽然柔性较好,但屏蔽性能相对较弱,因此,上述材料均难以满足实际场景中形态复杂的核设施/设备部件外围防护对于柔软辐射防护材料的特殊需求,亟需研究具有优良中子屏蔽性能同时兼具有良好柔韧性的新型材料以满足实际使用的具体需求。
近年来,柔性屏蔽材料已见报道(Chai H,Tang X B,Ni M X,Preparation andproperties of flexible flame-retardant neutron shielding material based onmethyl vinyl silicone rubber,Journal of Nuclear Materials,2015,464:210-215.陈飞达,张云,陈托.一种柔性氧化石墨烯水凝胶中子辐射屏蔽材料及其制备方法.CN107887046 A,2018.),但作为屏蔽中子用材料,其服役环境除辐射外常伴有较高温度,这就需要材料本身还必须兼有良好的耐辐照性和耐热性能,同时材料本身也需要有一定的洁净性,否则会在使用过程中因释放物质而对周遭环境或部件造成潜在安全风险或腐蚀危害。此外,提升材料单位厚度的屏蔽效率也是发展的必需趋势。如何获得既有优异的中子屏蔽效果,又兼具有良好的力学、热学性能,同时环境友好的柔性中子屏蔽材料,是当前本技术领域中急需研究解决的难点。因此,研究性能优异且制备工艺简捷环保的新型柔性中子屏蔽材料具有十分积极的意义。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物15~23份。
优选的是,所述苯基硅橡胶基料为质量比为45~50:5~6的苯基硅橡胶生胶与白炭黑的混合物,使用前需充分捏合。
优选的是,所述苯基硅橡胶生胶的苯基含量为4~7%。
优选的是,所述功能化硼化物为质量比为60~75:4~25的氮化硼与硼单质的混合物。
优选的是,所述氮化硼为质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼的混合物;所述功能化硼化物的制备过程为:先将六方氮化硼与立方氮化硼搅拌混合,再加入硼单质,充分研磨,然后烘焙干燥;所述六方氮化硼、立方氮化硼与硼单质的纯度均不低于99%。
优选的是,所述羟基硅油复合物为质量比为13~19:2~4的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物,作为复合型功能剂,用于提升硼化物与硅橡胶的界面融合性,使用前需将羟基硅油复合物置于真空干燥箱内在室温及1~10kPa的条件下处理10~12h;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚。
本发明还提供一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、取45~50份苯基含量为4~7%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,40~60℃下,加入5~6份白炭黑,开炼捏合8~10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼,搅拌混合后,加入与其总质量比为60~75:4~25的硼单质,研磨8~15min,然后置于80~110℃下烘焙2~4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取质量比为13~19:2~4的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌5~10min,然后置于真空干燥箱内室温及1~10kPa的条件下处理10~12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,40~60℃下,开炼3~5min,依次加入功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物15~23份,继续混炼10~15min,将混炼得到的物料置于模具中,在压力100~150kg.cm-2和温度40~60℃的条件下,压延制成厚度为1.0~4.0mm的片材;将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,使其总吸收剂量保持30~80kGy进行辐射交联,完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
优选的是,所述步骤四中,置于γ射线辐照场中,放置位置选用100~300Gy.min-1的吸收剂量率。
本发明至少包括以下有益效果:
(1)本发明采用具有一定耐辐照性能的含苯基硅橡胶为基体,将经处理后的功能化硼化物均匀分散其中,再经γ辐射交联,即可获得一种具有综合性能优异的硅橡胶基柔性辐射屏蔽材料;该柔性材料不仅具有优异的中子屏蔽效果,同时具有良好的力、热性能,且可根据实际使用场景进行任意形态的裁制。
(2)本发明的制备方法中采用一次性完成辐射交联,吸收剂量率不受限制,兼顾时效的情况下,样品放置位置选用100~300Gy.min-1的吸收剂量率。同时,由于本发明采用的是辐射法制备,无需使用催化剂,因此得到的制品无异味,不会释放可能对周遭环境或部件造成潜在安全风险或腐蚀危害的物质,具有很好的环境友好性。
(3)本发明所采用的苯基硅橡胶基料中苯基硅橡胶生胶的苯基含量适中,在有效发挥苯基耐辐照特性的同时,其成品的永久形变低于4.0%(多数在1.0%以下),压缩应力松弛率低于25%(多数低于15%),因此材料还可作为垂直型异形缝隙或孔道的长期填塞物。
(4)本发明制备过程中,使用经预处理的功能化硼化物作为中子吸收剂,成品材料具有较好的力学强度和耐温特性,其拉伸强度可达2.80MPa,撕裂强度可达12.96kN.m-1,断裂伸长率大于50%,热分解起始温度远远高于300℃。
(5)本发明通过控制羟基硅油复合物调配及引入次序,使得制得的成品具有一定的粘性,多数情况下无需借助于额外的加固手段即可方便地贴附于设备或装置外围,在实际应用过程中还采用多层薄片叠加的形式达到更高要求的屏蔽效目的;通过对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试发现,在厚度不足5mm的情况下其中子屏蔽效果可达99.64%,达到了发明的预期目的。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物128份、羟基硅油复合物15份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取100份的苯基含量为4%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,50℃下,加入10份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为1:1的六方氮化硼与立方氮化硼,共计120份,搅拌混合后,加入8份的硼单质,研磨8min,然后置于110℃下烘焙2h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取13份低分子量羟基硅油与2份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌5min,然后置于真空干燥箱内室温及1kPa的条件下处理10h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,40℃下,开炼5min,依次加入功能化硼化物120份、羟基硅油复合物15份,继续混炼10min,将经混炼物料置于模具中,在压力100kg.cm-2和温度40℃的条件下,压延制成厚度为1.20mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持80kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料;
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为83.14%/1.20mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.38MPa;断裂伸长率:76.37%;撕裂强度:12.02kN.m-1;压缩强度(25%),2.07kPa;永久形变,0.80%;压缩应力松弛率,12.08%;热分解起始温度,396.69℃;成品无异味。
实施例2:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物128份、羟基硅油复合物17份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取90份的苯基含量为4%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,60℃下,加入10份白炭黑,开炼捏合8min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为3:1的六方氮化硼与立方氮化硼,共计120份,搅拌混合后,加入8份硼单质,研磨8min,然后置于80℃下烘焙4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取13份低分子量羟基硅油与4份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌6min,然后置于真空干燥箱内室温及10kPa的条件下处理12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,60℃下,开炼3min,依次加入功能化硼化物128份、羟基硅油复合物17份,继续混炼12min,将经混炼物料置于模具中,在压力150kg.cm-2和温度60℃的条件下,压延制成厚度为2.14mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持50kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为95.88%/2.14mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.57MPa;断裂伸长率68.04%;撕裂强度:11.60kN.m-1;压缩强度(25%):2.07kPa;永久形变:0.72%;压缩应力松弛率:13.71%;热分解起始温度:396.86℃;成品无异味。
实施例3:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物174份、羟基硅油复合物23份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取90份的苯基含量为7%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,50℃下,加入10份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为1:2的六方氮化硼与立方氮化硼,共计150份,搅拌混合后,加入24份的硼单质,研磨15min,然后置于100℃下烘焙3h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取19低分子量羟基硅油与4份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌10min,然后置于真空干燥箱内室温及1kPa的条件下处理10h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,50℃下,开炼4min,依次加入功能化硼化物174份、羟基硅油复合物23份,继续混炼15min,将经混炼物料置于模具中,在压力100kg.cm-2和温度50℃的条件下,压延制成厚度为2.10mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持40kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为97.75%/2.10mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.80MPa;断裂伸长率:131.50%;撕裂强度:12.97kN.m-1;压缩强度(25%):2.88kPa;永久形变:3.35%;压缩应力松弛率:22.65%;热分解起始温度:369.60℃;成品无异味。
实施例4:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物174份、羟基硅油复合物23份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取100份的苯基含量为7%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,50℃下,加入10份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为2:1的六方氮化硼与立方氮化硼,共计150份,搅拌混合后,加入24份的硼单质,研磨15min,然后置于100℃下烘焙3h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取19低分子量羟基硅油与4份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌10min,然后置于真空干燥箱内室温及1kPa的条件下处理10h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,50℃下,开炼5min,依次加入功能化硼化物174份、羟基硅油复合物23份,继续混炼15min,将经混炼物料置于模具中,在压力100kg.cm-2和温度50℃的条件下,压延制成厚度为1.40mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持50kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为91.82%/1.40mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.51MPa;断裂伸长率:199.85%;撕裂强度:11.64kN.m-1;压缩强度(25%):1.65kPa;永久形变:3.62%;压缩应力松弛率:22.81%;热分解起始温度:369.85℃;成品无异味。
实施例5:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物170份、羟基硅油复合物21份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取100份的苯基含量为4%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,60℃下,加入11份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为1:1的六方氮化硼与立方氮化硼,共计120份,搅拌混合后,加入50份的硼单质,研磨10min,然后置于80℃下烘焙4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取19份低分子量羟基硅油与2份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌8min,然后置于真空干燥箱内室温及10kPa的条件下处理12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,60℃下,开炼3min,依次加入功能化硼化物170份、羟基硅油复合物21份,继续混炼10min,将经混炼物料置于模具中,在压力150kg.cm-2和温度60℃的条件下,压延制成厚度为3.59mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持30kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为99.64%/3.59mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.51MPa;断裂伸长率:51.31%;撕裂强度:11.87kN.m-1;压缩强度(25%):3.10kPa;永久形变:0.42%;压缩应力松弛率:10.06%;热分解起始温度:344.52℃;成品无异味。
实施例6:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物170份、羟基硅油复合物23份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取90份的苯基含量为4%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,60℃下,加入11份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为3:1的六方氮化硼与立方氮化硼,共计120份,搅拌混合后,加入50份的硼单质,研磨10min,然后置于80℃下烘焙4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取19份低分子量羟基硅油与4份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌10min,然后置于真空干燥箱内室温及10kPa的条件下处理12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,60℃下,开炼3min,依次加入功能化硼化物170份、羟基硅油复合物23份,继续混炼10min,将经混炼物料置于模具中,在压力150kg.cm-2和温度60℃的条件下,压延制成厚度为1.35mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,放置位置选用150Gy.min-1的吸收剂量率,使其总吸收剂量保持50kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为93.05%/1.35mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.67MPa;断裂伸长率:63.84%;撕裂强度:11.18kN.m-1;压缩强度(25%):3.72kPa;永久形变:0.55%;热分解起始温度:344.60℃;成品无异味。
实施例7:
一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物170份、羟基硅油复合物22份;
该硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取100份的苯基含量为4%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,60℃下,加入12份白炭黑,开炼捏合10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为2:3的六方氮化硼与立方氮化硼,共计120份,搅拌混合后,加入50份的硼单质,研磨10min,然后置于80℃下烘焙4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取19份低分子量羟基硅油与3份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌10min,然后置于真空干燥箱内室温及10kPa的条件下处理12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,将苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,60℃下,开炼3min,依次加入功能化硼化物170份、羟基硅油复合物22份,继续混炼15min,将经混炼物料置于模具中,在压力150kg.cm-2和温度60℃的条件下,压延制成厚度为2.24mm的片材,将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,使其总吸收剂量保持50kGy进行辐射交联;完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料。
对该实施例制备的硅橡胶基柔性中子屏蔽材料进行性能测试,结果:中子屏蔽效果为98.62%/2.24mm(对波长为1.59×10-10m的中子进行屏蔽效果测试);拉伸强度:2.65MPa;断裂伸长率:62.42%;撕裂强度:10.96kN.m-1;压缩强度(25%):3.19kPa;永久形变:0.34%;压缩应力松弛率:8.52%;热分解起始温度:344.85℃;成品无异味。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。
Claims (2)
1.一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料,其特征在于,以重量份计,其配方包括:苯基硅橡胶基料100份、功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物15~23份;
所述苯基硅橡胶基料为质量比为45~50:5~6的苯基硅橡胶生胶与白炭黑的混合物,使用前需充分捏合;
所述苯基硅橡胶生胶的苯基含量为4~7%;
所述功能化硼化物为质量比为60~75:4~25的氮化硼与硼单质的混合物;
所述氮化硼为质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼的混合物;所述功能化硼化物的制备过程为:先将六方氮化硼与立方氮化硼搅拌混合,再加入硼单质,充分研磨,然后烘焙干燥;所述六方氮化硼、立方氮化硼与硼单质的纯度均不低于99%;
所述羟基硅油复合物为质量比为13~19:2~4的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物;使用前需将羟基硅油复合物置于真空干燥箱内在室温及1~10kPa的条件下处理10~12h;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚。
2.一种硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、按重量份,取45~50份苯基含量为4~7%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中,40~60℃下,加入5~6份白炭黑,开炼捏合8~10min,得到苯基硅橡胶基料,待用;
步骤二、取质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼,搅拌混合后,加入与其总质量比为60~75:4~25的硼单质,研磨8~15min,然后置于80~110℃下烘焙2~4h,得到功能化硼化物,待用;
步骤三、取质量比为13~19:2~4的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,震荡搅拌5~10min,然后置于真空干燥箱内室温及1~10kPa的条件下处理10~12h,得到羟基硅油复合物,待用;所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚;
步骤四、按重量份,取苯基硅橡胶基料100份置入双棍开炼机中,40~60℃下,开炼3~5min,依次加入功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物15~23份,继续混炼10~15min,将混炼得到的物料置于模具中,在压力100~150kg.cm-2和温度40~60℃的条件下,压延制成厚度为1.0~4.0mm的片材;将片材塑封后,置于γ射线辐照场中,使其总吸收剂量保持30~80kGy进行辐射交联,完成辐照后,拆除塑封,即得硅橡胶基柔性中子屏蔽材料;
所述步骤四中,置于γ射线辐照场中,放置位置选用100~300Gy.min-1的吸收剂量率。
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