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一種超低氫防中子輻射材料及其制備方法與流程

文檔序號:11277698閱讀:577來源:國知局
本發(fā)明涉及防中子輻射領(lǐng)域,具體涉及一種超低氫中子輻射材料及其制備方法。
背景技術(shù)
:人類對于核能的利用和開發(fā)越來成熟,核科學(xué)技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航天、醫(yī)學(xué)和探測檢測等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,給人類帶來巨大的裨益,也帶動了各領(lǐng)域在前沿科學(xué)的發(fā)展。然而,各種核輻射如x射線、γ射線特別是高let中子輻射對職業(yè)人員、公眾和環(huán)境生物的有害影響引起國際防護領(lǐng)域的極大關(guān)注。中子是原子核的組成部分,與質(zhì)子大小類似,與γ射線一樣不帶電。因此,中子與原子核或電子之間沒有靜電作用;當中子與物質(zhì)相互作用時,主要是和原子核內(nèi)的核力相互作用,與外層的電子不會發(fā)生作用,核所占據(jù)的體積是非常小的,所以中子對物質(zhì)具有極強的穿透力,對人體產(chǎn)生的危險比同劑量的射線更為嚴重。研究表明,對于中子屏蔽,水、石蠟、木材和聚乙烯、聚丙烯等富氫材料多能較好的慢化中子,但是這些材料不能夠吸收中子。對人體產(chǎn)生巨大危害的其實是中子輻射,人體受中子輻射后,腸胃和雄性腺會嚴重損傷、誘導(dǎo)腫瘤的生物效應(yīng)高、并易導(dǎo)致早期死亡,同時受損傷的機體易感染且程度重。而且富氫材料對中子的慢化后絕大部分情況下會產(chǎn)生二次射線,帶來二次污染。對于一些特殊的領(lǐng)域,對中子防輻射材料是不允許有氫元素的存在或需要嚴格控制氫元素的含量。目前首選的不含氫元素的防中子輻射材料是碳化硼、石墨、硼砂、鎢粉和鉛粉等,雖然人們都期望將材料中的氫元素降低,但目前現(xiàn)有技術(shù)最大的困難在于:按照傳統(tǒng)的配方和工藝,在提高了低氫元素的防中子輻射材料的添加量之后,材料的機械性能等會受到較大的影響,無法應(yīng)用到實際的生產(chǎn)使用中,所以即便目前人們都希望增加防中子輻射材料的添加量,但依然無法克服上述問題。技術(shù)實現(xiàn)要素:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足,本發(fā)明的目的在于提供一種超低氫防中子輻射材料,極大的增加了材料中無氫防中子吸收劑的含量,能夠很好的起到防中子輻射的作用。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.2%-48.8%無氫防中子吸收劑50%-90%抗氧劑0.1%-0.4%銅鹽0.1%-0.4%硅烷偶聯(lián)劑1%-6%,上述原料的總和為100%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼、石墨、硼砂、鎢粉和鉛粉中至少一種。上述物質(zhì)的添加都會增強防中子輻射效果,但現(xiàn)有技術(shù)中,其添加量越大,材料的機械性能越差。為了克服這個問題,本發(fā)明選擇低粘度pa(尼龍)為基材,低粘度pa基材上含有酰胺極性基團,能夠很好的與無氫防中子吸收劑結(jié)合,極大的增加本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中無氫防中子吸收劑的添加量,并且使制得的超低氫防中子輻射材料具有很強的機械強度。常規(guī)選用sebs,pp,pe等材料作為基材加入高含量的無氫防中子吸收劑,添加的無氫防中子吸收劑根本無法被基材的樹脂侵潤,基材和無氫防中子吸收劑無法結(jié)合,制得的材料機械強度很低,容易破碎,使用價值較低。而低粘度pa因為粘度低、分子量低、酰胺基團的比例高,與無氫防中子吸收劑可以更牢固的結(jié)合,并且因為低粘度pa的粘度低,無氫防中子吸收劑也能更好的在基材中均勻分散。本發(fā)明再通過硅烷偶聯(lián)劑的配伍添加使低粘度pa與無氫防中子吸收劑更好的結(jié)合,硅烷偶聯(lián)劑在兩者直接起到橋梁的作用,使制得的超低氫防中子輻射材料的機械強度更強。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中極大的增加了無氫防中子吸收劑的添加量,最高可達到90%的添加量,其防中子輻射的效果大大增強,對人體起到良好的保護。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中減少了其他含氫物質(zhì)的加入,具有很好的防中子輻射功能,同時避免了富氫材料對中子的慢化后產(chǎn)生的二次射線帶來的二次污染。無氫防中子吸收劑中,碳化硼、石墨、硼砂、鎢粉和鉛粉是較好的無氫防中子吸收劑,另外石墨和硼砂成本較低,添加石墨和硼砂可以降低原料成本。進一步的,所述超低氫防中子輻射材料中,可以優(yōu)選采用以下幾種組合方式:(1)總重量含量為50%-90%的碳化硼;(2)總重量含量為50%-90%的鎢粉;(3)總重量含量為50%-90%的鉛粉;(4)總含量為50%-90%的碳化硼、鎢粉,其重量百分比為1:0-0.8;(5)總重量含量為50%-90%的碳化硼、石墨,其重量比為1:0-0.5;(6)總重量含量為50%-90%的碳化硼、鎢粉,其重量比為1:0-3.5。進一步的,本申請還添加了銅鹽和硅烷偶聯(lián)劑作為配伍添加,可以克服當無氫防中子吸收劑含量大幅度提高的情況下確保其機械性能的保持甚至提高。銅鹽優(yōu)選的為鹵化銅;硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選的為硅烷偶聯(lián)劑kh580和硅烷偶聯(lián)劑kh550其中的一種或者兩種的組合。優(yōu)選的,所述超低氫防中子輻射材料包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%-26.8%無氫防中子吸收劑70%-90%抗氧劑0.1%-0.3%銅鹽0.1%-0.3%硅烷偶聯(lián)劑3%-6%。優(yōu)選的,所述超低氫防中子輻射材料包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑6%。優(yōu)選的,所述碳化硼的粒徑為5-50μm;石墨的粒徑為0.1-50μm;硼砂的粒徑為1-100μm;鎢粉的粒徑為0.4-8.99μm;鉛粉的粒徑為0.1-50μm。所選的碳化硼為粒徑為5-50μm的超細碳化硼,石墨為粒徑為0.1-50μm的氧化石墨;硼砂的粒徑為1-100μm,鎢粉為粒徑為0.4-8.99μm的超細鎢粉;鉛粉的粒徑為0.1-50μm。選用這些粒徑的防中子吸收劑,可以均勻分散在低粘度pa基材中,使制得的超低氫防中子輻射材料的防輻射功能更穩(wěn)定,同時選用的無氫防中子吸收劑的粒徑較小,使得制得的材料的空隙較小,增加了防輻射效果。但無氫防中子吸收劑的粒徑不能過小,過小代表粒徑的總比表面積越大,而本申請的低粘度pa的含量要控制在少量,所以總比表面積越大會影響材料的混合效果,選擇合適的粒徑控制無氫防中子吸收劑的總比表面積,確保材料混合性和防輻射性能。更為優(yōu)選的,所述碳化硼的粒徑為25-50μm;石墨的粒徑為20-50μm;硼砂的粒徑為50-100μm;鎢粉的粒徑為5-8.99μm;鉛粉的粒徑為30-50μm。選用粒徑較大的碳化硼、石墨、硼砂、鎢粉和鉛粉,較大粒徑的防輻射粉末表面積比較小,同等pa含量可以添加更高的填充物,同時有利于防中子吸收劑分散,機械性能更好。優(yōu)選的,所述低粘度pa為低粘度pa6、低粘度pa66中的任意一種或兩種的組合;所述低粘度pa6及低粘度pa66的相對粘度為:1.4-1.8。選擇低粘度pa6及低粘度pa66作為基材,在所述超低氫防中子輻射材料中,可以采用以下幾種組合方式:(1)總重量百分比為3.2%-48.8%的低粘度pa6;(2)總重量百分比為3.2%-48.8%低粘度pa66;(3)總重量百分比為3.2%-48.8%的低粘度pa6、低粘度pa66,其重量混合比為1:0-2。選用的低粘度pa6及低粘度pa66的相對粘度均為:1.2-2.0,其粘度低、分子量低、酰胺基團的比例高,與無氫防中子吸收劑可以更牢的結(jié)合,并且因為低粘度pa的粘度低,無氫防中子吸收劑也能更好的在基材中均勻分散。優(yōu)選的,所述低粘度pa6及低粘度pa66的相對粘度均為:1.4-1.8。選用的低粘度pa6及低粘度pa66的相對粘度為:1.4-1.8,其粘度低、分子量低、酰胺基團的比例高,與無氫防中子吸收劑可以更牢固的結(jié)合,并且因為低粘度pa的粘度低,無氫防中子吸收劑也能更好的在基材中均勻分散。優(yōu)選的,所述抗氧劑為抗氧劑1098、抗氧劑245、抗氧劑3114、抗氧劑168中的任意一種或幾種的組合??寡鮿┛梢约庸み^程中低粘度pa的熱氧化降解,使其成型加工能順利進行。以上抗氧劑具有高的抗氧化能力;與樹脂的相容性好,不析出;加工性能良好,在高聚物的加工溫度下不揮發(fā)、不分解;耐抽出性好,不溶于水和油中;價格低廉;其中優(yōu)選的抗氧劑為抗氧劑1098,或者抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物,其混合重量比例為1:0-3。本發(fā)明的另一目的在于提供一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,極大的增加了材料中的無氫防中子吸收劑的添加量,制得的超低氫防中子輻射材料能夠很好的起到防中子輻射的作用。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,速度范圍是50-100r/min,混合時間為5-10min,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,速度范圍是1000-1500r/min,混合時間為2-10min,通過控制轉(zhuǎn)速可以使各組分材料混合均勻,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,速度范圍是1000-1500r/min,混合5-20min,得到混合原料。(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為270-300℃,溫控3-4區(qū)的溫度為260-280℃,溫控5-6區(qū)的溫度為260-270℃,溫控7-8區(qū)的溫度為240-260℃,溫控9-10區(qū)的溫1度為250-260℃。優(yōu)選的,由于本發(fā)明的材料無機分體含量大,材料的松散性較強,因此在送入擠出機的位置采用的是大導(dǎo)程螺紋螺桿進行送料,提高材料的成型效果。優(yōu)選的,在第六區(qū)增加九十度剪切塊和四十五度剪切塊,增加材料在機器的停留時間,使其混合分散更加均勻;在第八區(qū)增加四十五度、六十度、四十五度反剪切塊,進一步加強分散。優(yōu)選的,熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在3-6米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到140-180℃再進行切?!,F(xiàn)有的技術(shù)中,可以采用特殊的風(fēng)冷設(shè)備,這種風(fēng)冷設(shè)備帶有履帶,擠出的超低氫防中子輻射材料在履帶表面上傳動拉伸,在履帶上面裝有多個風(fēng)扇對超低氫防中子輻射材料進行冷卻,熔融擠出的超低氫防中子輻射材料在保持長條狀的結(jié)構(gòu)中逐漸冷卻,其韌性得到有效的提升。履帶的長度跟據(jù)產(chǎn)量進行調(diào)節(jié),產(chǎn)量大履帶越長,風(fēng)扇的個數(shù)約多,一般的履帶長5-10m,小風(fēng)扇10-16個。將冷卻好的料條送入切粒機,得到塑膠粒。步驟(3)中的雙螺桿擠出機有兩個抽真空處,其中一個抽真空處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端;另一個抽真空處位于計量段。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料具有較高的填充量,常規(guī)的水冷方式得到的材料韌性不足。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明選擇低粘度pa(尼龍)為基材,因為低粘度pa基材上含有酰胺極性基團,能很好的與無氫防中子吸收劑結(jié)合,使制得的超低氫防中子輻射材料具有很強的機械強度,具有使用價值,能夠進行后續(xù)的加工生產(chǎn)。低粘度pa,因為粘度低,分子量低,酰胺基團的比例高,與無氫防中子吸收劑可以更牢的結(jié)合,無氫防中子吸收劑也能更好的均勻分散與基材中,使制得的超低氫放中子輻射材料防輻射功能更穩(wěn)定,效果更好。本發(fā)明通過硅烷偶聯(lián)劑使低粘度pa與無氫防中子吸收劑更好的結(jié)合,硅烷偶聯(lián)劑在兩者直接起到橋梁的作用,使制得的超低氫防中子輻射材料機械強度更強。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中極大的增加了無氫防中子吸收劑的添加量,最高能達到90%的添加量。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中減少了其他含氫物質(zhì)的加入,具有很好的防中子輻射功能,同時避免了富氫材料對中子的慢化后產(chǎn)生的二次射線帶來的二次污染。本發(fā)明的另一有益效果在于:通過制備方法的條件控制,成功將本發(fā)明超低氫防中子輻射材料擠出、造粒,同時生產(chǎn)的超低氫防中子輻射材料具有優(yōu)良的機械性能和優(yōu)異的抗中子輻射效果,適合工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明,實施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。實施例1本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.2%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.4%銅鹽0.4%硅烷偶聯(lián)劑6%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼,低粘度pa為低粘度pa6,抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑168,其比例為1:3,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh580,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為20-25μm,低粘度pa6的相對粘度為:1.2。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;具體操作為:熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在3米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到140℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為270℃,溫控3-4區(qū)的溫度為260℃,溫控5-6區(qū)的溫度為260℃,溫控7-8區(qū)的溫度為260℃,溫控9-10區(qū)的溫度為250℃。實施例2本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa26.8%無氫防中子吸收劑70%抗氧劑0.1%銅鹽0.1%硅烷偶聯(lián)劑3%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼,低粘度pa為低粘度pa66,抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑245的混合物,其比例為2:1,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh580和硅烷偶聯(lián)劑kh550的混合物,其比例為1:1,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為15-25μm,低粘度pa6的相對粘度為:1.8。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合10min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合15min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;具體的操作為:熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在3.5米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到145℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為300℃,溫控3-4區(qū)的溫度為280℃,溫控5-6區(qū)的溫度為270℃,溫控7-8區(qū)的溫度為260℃,溫控9-10區(qū)的溫度為260℃。實施例3本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa48.8%無氫防中子吸收劑50%抗氧劑0.1%銅鹽0.1%硅烷偶聯(lián)劑1%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼,低粘度pa為低粘度pa6和低粘度pa66的混合物,其比例為1:1,抗氧劑為抗氧劑1098,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為8-15μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相對粘度為:2.0。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合8min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合10min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;具體的操作為:熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在4米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到150℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為290℃,溫控3-4區(qū)的溫度為270℃,溫控5-6區(qū)的溫度為265℃,溫控7-8區(qū)的溫度為250℃,溫控9-10區(qū)的溫度為255℃。實施例4本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑6%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼和鎢粉的混合物,其比例為5:4,低粘度pa為低粘度pa6,抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑3114的混合物,其比例為1:2,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550和硅烷偶聯(lián)劑kh580的混合物,其比例為1:2,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為25-35μm,鎢粉的粒徑為4-6μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相對粘度為:1.4。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在4.5米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到155℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為280℃,溫控3-4區(qū)的溫度為280℃,溫控5-6區(qū)的溫度為270℃,溫控7-8區(qū)的溫度為240℃,溫控9-10區(qū)的溫1度為260℃。實施例5本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa8.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑1%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼和鎢粉的混合物,其比例為5:4,低粘度pa為低粘度pa66,抗氧劑為抗氧劑1098,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh580,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為5-15μm,鎢粉的粒徑為0.4-2μm,低粘度pa66的相對粘度為:1.2。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在5米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到160℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為300℃,溫控3-4區(qū)的溫度為275℃,溫控5-6區(qū)的溫度為260℃,溫控7-8區(qū)的溫度為250℃,溫控9-10區(qū)的溫度為260℃。實施例6本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa6.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑3%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼和石墨的混合物,其比例為6:3,低粘度pa為低粘度pa66和低粘度pa6的混合物,其比例為1:1,抗氧劑為抗氧劑1098,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為30-40μm,石墨的粒徑為10-30μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相對粘度為:1.4。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在5.5米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到165℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為290℃,溫控3-4區(qū)的溫度為280℃,溫控5-6區(qū)的溫度為270℃,溫控7-8區(qū)的溫度為240℃,溫控9-10區(qū)的溫度為250℃。實施例7本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa5.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑4%;其中,所述無氫防中子吸收劑為鎢粉,低粘度pa為低粘度pa6,抗氧劑為抗氧劑1098,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550,銅鹽為鹵化銅;所述鎢粉的粒徑為5-8.99μm,低粘度pa6的相對粘度為:1.2。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在5.5米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到160℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為270℃,溫控3-4區(qū)的溫度為260℃,溫控5-6區(qū)的溫度為270℃,溫控7-8區(qū)的溫度為260℃,溫控9-10區(qū)的溫度為250℃。實施例8本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa4.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑5%;其中,所述無氫防中子吸收劑為鉛粉,低粘度pa為低粘度pa6,抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑168的混合物,其比例為1:2,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh580,銅鹽為鹵化銅;所述鉛粉的粒徑為30-50μm,低粘度pa6的相對粘度為:1.2。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在6米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到165℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為275℃,溫控3-4區(qū)的溫度為265℃,溫控5-6區(qū)的溫度為265℃,溫控7-8區(qū)的溫度為255℃,溫控9-10區(qū)的溫1度為250℃。實施例9本實施例涉及一種超低氫防中子輻射材料,一種超低氫防中子輻射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa5.4%無氫防中子吸收劑90%抗氧劑0.3%銅鹽0.3%硅烷偶聯(lián)劑4%;其中,所述無氫防中子吸收劑為碳化硼和硼砂的混合物,其比例為2:7,低粘度pa為低粘度pa6,抗氧劑為抗氧劑1098和抗氧劑168的混合物,其比例為1:2,硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh550和硅烷偶聯(lián)劑kh580的混合物,其比例為1:1,銅鹽為鹵化銅;所述碳化硼的粒徑為25-50μm,硼砂的粒徑為50-100μm,低粘度pa6的相對粘度為:1.4。一種超低氫防中子輻射材料的制備方法,包括以下步驟:(1)按配方稱取無氫防中子吸收劑、抗氧劑和銅鹽,導(dǎo)入高速混合機,先設(shè)置為低速混合,慢慢倒入硅烷偶聯(lián)劑,再開高速混合,混合15min,得到混合固體粉末;(2)按配方稱取低粘度pa,加入步驟(1)的混合固體粉末中進行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)將步驟(2)的混合原料投置于雙螺桿擠出機中,熔融擠出,造粒;所述步驟(3)中,熔融擠出和造粒過程中,通過風(fēng)冷設(shè)備冷卻拉條后切割造粒;熔融擠出后將超低氫防中子輻射材料保持在6米的長條結(jié)構(gòu)狀態(tài)下進行冷卻到180℃再進行切粒。其中雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū),分別為:溫控1-2區(qū)的溫度為285℃,溫控3-4區(qū)的溫度為280℃,溫控5-6區(qū)的溫度為265℃,溫控7-8區(qū)的溫度為255℃,溫控9-10區(qū)的溫1度為250℃。表1:各實施例的性能測試結(jié)果 實例1實例2實例3實例4實例5實例6實例7實例8實例9拉伸強度(astmd638)mpa80.6192.1165.3150.3124.690.380.370.274.2彎曲強度(astmd790)mpa134.5180.6190.3160.4170.9178.3153.5189.2147.8彎曲模量(astmd790)gpa20.613.411.213.418.915.914.219.413.9沖擊強度(astmd256)j/m24.689.489.4100.424.534.612.516.715.2中子透過率(%,3mm)22025457896注:拉伸測試條件為5mm/min,彎曲測試條件為2.8mm/min。由表1可知,本發(fā)明超低氫防中子輻射材料具有優(yōu)良的機械性能和優(yōu)異的抗中子輻射效果,使用價值高,適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明選擇低粘度pa(尼龍)為基材,能夠很好的與無氫防中子吸收劑結(jié)合,無氫防中子吸收劑也能更好的在基材中均勻分散,極大的增加本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中無氫防中子吸收劑的添加量,并且使制得的超低氫防中子輻射材料具有很強的機械強度。本發(fā)明再通過硅烷偶聯(lián)劑的配伍添加使低粘度pa與無氫防中子吸收劑更好的結(jié)合,硅烷偶聯(lián)劑在兩者直接起到橋梁的作用,使制得的超低氫防中子輻射材料的機械強度更強。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中極大的增加了無氫防中子吸收劑的添加量,最高可達到90%的添加量,其防中子輻射的效果大大增強,對人體起到良好的保護。本發(fā)明超低氫防中子輻射材料中減少了其他含氫物質(zhì)的加入,具有很好的防中子輻射功能,同時避免了富氫材料對中子的慢化后產(chǎn)生的二次射線帶來的二次污染。上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案,除此之外,本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12
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