[发明专利]一种含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射防护技术领域，具体涉及一种含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法，用于核电站和其它核设施的辐射屏蔽。

背景技术

含硼超高分子量聚乙烯板材在辐射防护领域有着广泛的应用。其对中子有很好的屏蔽效果。在设计辐射防护屏蔽体时，按照结构与位置需要，不可避免的会使用到含硼超高分子量聚乙烯板材，因此，设计一种可靠性强，屏蔽效果好的用于中子屏蔽的含硼超高分子量聚乙烯板材十分必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足之处，而提供一种用于中子屏蔽的含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法， 其获得铅硼聚乙烯板材，使用方便，可靠性强，屏蔽效果好。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法，该板材由超高分子量聚乙烯、碳化硼、硅烷偶联剂加工而成，主要分为物料配重、搅拌偶联、模压成型三个工艺步骤，参照工艺流程，通过电子天平，搅拌机，平板硫化液压机等设备控制工艺参数。具体步骤如下：

（1）称取如下重量比例的组分，超高分子量聚乙烯：碳化硼=8：5，放入搅拌机中混合搅拌；

（2）将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，搅拌充分，待液体成分彻底挥发；

（3）将上述步骤制得的混合物倒入平板硫化液压机中，使物料在平板硫化液压机模腔内均匀平铺；

（4）升温保压阶段和保温保压阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至270℃并保持4小时，持续1MPa压力，此时物料全部融化，在1MPa压力作用下，挤出物料中的空气；

（5）降温加压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降，同时将压力升至10MPa，此时含硼超高分子量聚乙烯板在压力作用下开始成型；

（6）卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，获得成型含硼超高分子量聚乙烯板。

在上述技术方案中，酒精和偶联剂的配比为，酒精：偶联剂=3：1，物料在搅拌容器中的混合时间不少于40分钟，让偶联剂充分发挥作用。

在上述技术方案中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂、酒精等辅助材料酌情添加。

在上述技术方案中，含硼超高分子量聚乙烯板的长宽尺寸和厚度可以根据不同位置的需求进行调整。

本发明方法加工的含硼超高分子量聚乙烯板，可靠性强，屏蔽效果好，可广泛用于核电站和其它核设施的中子辐射屏蔽。

附图说明

图1为本发明一种含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本实施例提供一种含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法，具体的工艺流程为：

（1）称取超高分子量聚乙烯80kg、碳化硼50kg，放入搅拌机中混合搅拌30min以上；

（2）将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，继续搅拌10min以上，待液体成分彻底挥发；

（3）将上述步骤制得的混合物称重120kg倒入平板硫化液压机中，使物料在平板硫化液压机模腔内均匀平铺；

（4）0～8h，升温保压阶段和保温保压阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至270℃并保持4小时，持续1MPa压力，此时物料全部融化，在1MPa压力作用下，挤出物料中的空气；

（5）8～30h，降温加压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降，同时将压力升至10MPa，此时含硼超高分子量聚乙烯板在压力作用下开始成型；

（6）30h，卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，压制出均匀、致密、美观、屏蔽效果好的含硼超高分子量聚乙烯板。

上述实施例中，在开始使用平板硫化液压机时需清洁模具，并使用有机硅油等脱模剂在模具上均匀涂刷。

上述实施例中，含硼超高分子量聚乙烯板材的长宽尺寸和厚度可以根据不同位置的需求进行调整。

上述实施例中，成品含硼超高分子量聚乙烯板密度为1.10～1.13g/cm³。

通过本实施例加工方法获得的含硼超高分子量聚乙烯板材结构致密紧凑，可靠性强，屏蔽效果好，易于使用维护。厚度为40mm的含硼超高分子量聚乙烯板材，对²⁵²Cf源的快中子屏蔽系数Kf≥2.0；厚度为20mm的含硼超高分子量聚乙烯板材，对²⁵²Cf源热中子的屏蔽率≥98%。

本说明书中未做详细描述的内容，属于被专业技术人员公知的现有技术。