JPH0325398A - 中性子遮蔽材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は原子炉、核燃料再処理工場等の辰射性物質取扱
い施設、或は放射性物質の格納容器、輸送容器等にに使
用する中性子の遮蔽材に関するものである。

［従来の技術］ 原子炉、核燃料再処理工場等の放射性物質取扱い施設、
あるいは放射性同位元素等からの中性子は、エネルギー
が高く、強力な透過力を有し、かつ他の物質と衝突する
とガンマ線を発生し人体に重大な障害をあたえるため、
この中性子を安全確実に遮蔽する材料が要望される。

中性子のうち高速中性子は、ほぼ同じ質遣の水素原子と
衝突することによりエネルギーが吸収され効果的に減速
されるので水素原子密度の高い物質が高速中性子の遮蔽
に有効である。

従って従来、中性子の遮蔽材としては水、バラフィン、
またはポリエチレン、ボリプロビレン等のポリオレフイ
ン系の熱可塑性樹脂、あるいはポリエチレン粉末を配合
したエポキシ樹脂（特開昭６０−１９４３９４号参照）
、または不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂で構
成された中性子遮蔽材（特公昭６２−１８０４０号、特
公昭６２−５３０８０号参照）が使用される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術で述べたもののうち水等の液体は取扱い
上その用途は限定され、またボリエチレン等のポリオレ
フイン系の熱可塑性樹脂は加熱により軟化流動するとい
う欠点がある． また、ポリエチレンの粉末を配合したエポキシ樹脂、あ
るいは不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化樹脂で構成さ
れた中性子遮蔽材は一応有効な効果をしめすが、なお、
耐熱性、成形性、機械加工性、および熱衝撃性等に問題
がある。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、耐熱
性、成形性、機械加工性、および熱衝撃性の優れた中性
子遮蔽材を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明者等はアミン系硬化
剤を用いてエポキシ樹脂を硬化せしめるにあたり、エポ
キシ樹脂に、分子中にエポキシ基と反応するヒドロキシ
ル基を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体を配
合することにより硬化物（成形品）の内部応力を排除し
、熱衝撃性、機械加工性に優れ、かつエポキシ樹脂硬化
物が本来有する耐熱性、成形性を保持する中性子遮蔽材
を得ることに成功した。

すなわち本発明は、エポキシ樹脂とエチレン−ビニルア
ルコール共重合体粉末との混合物にエポキシ樹脂用アミ
ン硬化剤を添加し硬化せしめたことを特徴とする中性子
遮蔽材で、以下詳細に説明する。

本発明に用いるエポキシ樹脂としては、その分子中にエ
ポキシ基を少なくとも２個以上有する化合物である。こ
のようなエポキシ樹脂として具体的には、例えばビスフ
ェノールＡ１ビスフェノールＦ．　１．１，２．２−テ
トラキス（４−ヒドロキシフエニル）エタン等のポリフ
ェノール類化合物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂
：前記ポリフェノール類化合物の核水素化物のグリシジ
ルエーテル系エポキシ樹脂；カテコール、レゾルシン、
ヒドロキノン、フロログルシン等の多価フェノール類の
グリシジルエーテル系エポキシ樹脂；エチレングリコー
ル、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリオキシア
ルキレングリコール等の多価アルコ一ル類のグリシジル
エーテル系エポキシ樹脂；ノボラツク型エポキシ樹脂；
ビニルシクロヘキセンジオキシド、ジシクロペンタジエ
ンジオキシド等の指環族系エポキシ樹脂；フタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、コ
ハク酸等のポリカルボン酸のポリグリシジルエステル系
エポキシ樹脂．　４．４’−ジアミノジフエニルメタン
、ｐ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、１．
３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン等のアミン類
のポリグリシジルアミン系エポキシ樹脂；メチルエビク
ロ型エポキシ樹脂等があげられる。

これらの多官能エポキシ樹脂は単独でまたは２種類以上
混合して使用することができる。また必要に応じ、日分
子中に！個以上のエポキシ基を有する反応性希釈剤を上
記エポキシ樹脂に添加、混合してもよい。

本発明で使用するアミン系硬化剤としては、エポキシ樹
脂の硬化剤として知られているあらゆるアミン系硬化剤
を使用することができる。具体的には、例えばジエチレ
ントリアミン、トリエチ１ノンテトラミン・、テトラエ
チレンペンタミン、ジエチルアミノプロビルアミン等の
鎖状脂肪族系ポリアミン；ボリアミドボリアミン：メン
センジアミン、イソホロンジアミン、トアミノエチルピ
ベラジン、３．９−ビス（３−アミノプロビル’）　−
２．４，８．１０−テトラオキサスビロ（５．５）ウン
デカンアダクト、ビス（４−アミノー３−メチルシクロ
ヘキシル）メタン、ビス（４−アミノシク口ヘキシル）
メタン等の指環族ポリアミン；メタキシリレンジアミン
、ジアミノジフエニルメタン等の芳香族ポリアミン；変
性脂肪族系ポリアミン；イミダゾール化合物等があげら
れる。

これらのアミン系硬化剤は単独でまたは２種類以上混合
して使用することができる。また、アミン系硬化剤の配
合量は、イミダゾール化合物以外はエポキシ樹脂のエポ
キシ等量より理論式を用いて算出すればよい。

本発明で使用するエチレン−ビニルアルコール共重合体
はエチ１ノン一昨酸ビニル共重合体をけん化して得られ
るもので、ビニルアルコールの比率が４〜２２モル％で
ある限り、一般に使用されている物を肱く包含する。

ビニルアルコールの比率が４モル％未満では成形体の耐
熱性が低く、２２モル％を越えると成形体の水素含有量
を高く維持することが困難となる。

また、その分子量は好ましくは７０００　（メルトイン
デックス３〜３　０　０ｇ／　１　０ｓｉｎ）以上のも
のがよく、その形状は粉末状のものが好ましく、その粒
径はｌＯＯμ陽以下、特に１０〜６０μ硼のものが好ま
しい。分子量が７０００未満の場合、成形体の耐熱性が
低下する。

また、エチレン−ビニルアルコール共重合体の含有量は
成形体に対して、５〜４０重量％が好ましい。５重量％
未満では低内部応力化に効果が低く、また水素含有量が
ｌｏｗｎ％以下に低下し、４０重量％を越えると成形性
が低下する。

本発明においては必要に応じて、シリカ粉末、アルミナ
、炭酸カルシウム、二酸化アンチモン、酸化ホウ素、酸
化チタン、アスベスト、クレーマイ力、ガラス繊維、炭
素繊維等の充填材；天然ワックス、脂肪酸の金属塩、酸
アミド類、エステル類等の離型剤；塩化バラフィン、ブ
ロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、二酸化アンチモ
ン等の難燃剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤
；シランカツブリング剤、チタンカップリング剤等を適
宜添加してもよい。

本発明を実施する一般的な方法としては、所定の組成比
に選択した前記の各成分をエポキシ樹脂系（エポキシ樹
脂とエチレン−ビニルアルコール共重合体との混合物）
と硬化剤系に分けて、デイスパ−　３本ロール等で予備
混合し、続いてエポキシ樹脂系と硬化剤系とを真空混合
した後注型し、成形する。

次に本発明を実施例により説明するが、本発明は以下の
実施例に限定されるものではない。

なお、実施例において「部」とは「重量部」を意味する
。

［実施例ｌ］ ２．２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロバ
ンージグリシジルエーテル型エポキシ樹Ｉｌｌ（エポキ
シ当量２５０）５０部、１．３−ビス（アミノメチル）
シクロヘキサンーテトラグリシジルアミン型エポキシ樹
ｌＩ１（エポキシ当量１０２）５０郎、エヂレンービニ
ルアルコール共重合体（ビニルアルコールの比率１！，
２モル％、メルトインデックス！　８　５　ｇ／　１　
０ｍｉｎ，粒度２０〜４０μｓ，分子ｆｆｉｌ３０００
）１０部とカップリング剤としてテトラオクチルビス（
ジトリデシルホスファイト）チタネート０．３部とを予
備混合し、これに硬化剤としてイソホロンジアミン３０
部を加えスパイラルミキサーで３０分間真空混合した後
、金型に注型し、６０℃で５時間、ついで１２０℃２０
時間保温硬化させ成形体を得た。

［実施例２］ ビスフェノールＦ−ジグリシジルエーテル型エポキシ樹
脂（エポキシ当ｆｆｉ１７０）２５部、１．３−ビス（
アミノメチル）シクロヘキサンーテトラグリシジルアミ
ン型エポキシ樹脂（エポキシ当量ｌ０２）７５部、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体（ビニルアルコールの
比率１１．２モル％、メルトインデックス１　８　５　
ｇ／　Ｉ　Ｏｍｉｎ，粒度２０〜４０μｍ，分子量１３
０００）５０部とカップリング剤としてテトラオクチル
ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート０．３１
とを予備混合し、これに硬化剤としてビス（４−アミノ
ー３ーメチルシクロヘキシル）メタン６０部を加えスパ
イラルミキサーで３０分間真空混合した後、金型に注型
し、６０℃で５時間、ついで！２０℃で２０時間保温硬
化させ成形体を得た。

［比較例１ ビスフェノールＦ−ジグリシジルエーテル型エポキシ樹
指（エポキシ当量１７０）２５部、１．３−ビス（アミ
ノメチル）シクロヘキサンーテ１・ラグリシジルアミン
型エポキシ樹脂（エポキシ当ｆｆｉｌ０２）７５部、ポ
リエチレン〔粒度２０〜３０μｍ，メルトインデックス
２　０ｇ／　１　（ｌｎｉｎ）　５　０部とカップリン
グ剤としてテトラオクチルビス（ジトリデシルホスファ
イト）チタネート０．３部とを予備混合し、これに硬化
剤としてビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル
）メタン６０部を加えスパイラルミキサーで３０分間真
空混合した後、金型に注型し、６０℃で５時間、ついで
１２０℃で２０時間保温硬化させ成形体を得た。

次に実施例！、２および比較例で得た成形体の物性を表
一ｌに示す。

表一！ 中性子遮蔽材と比較して水素原子密度は大差なく優れた
中性子遮蔽能力を有する。

また、本発明の中性子遮蔽材は、従来の中性子遮蔽材と
比較し成形性、耐熱性、耐圧縮性、および機械加工性が
優れているため、特に核燃料、放射性物質輸送容器の中
性子遮蔽材として極めて好適である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エポキシ樹脂と、ビニルアルコールの比率が４〜２
   ２モル％であるエチレン−ビニルアルコール共重合体粉
   末との混合物に、エポキシ樹脂用アミン硬化剤を添加し
   硬化させたことを特徴とする中性子遮蔽材。 ２、エチレン−ビニルアルコール共重合体の含有量が５
   〜４０重量％である請求項１記載の中性子遮蔽材。