[发明专利]一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法

说明书

本发明公开一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将杜仲胶、乙丙橡胶、高密度聚乙烯混炼后得到初段混炼胶；（2）将初段混炼胶、单质铅、单质硼、氧化锑、四氧化三钴、氧化锌、促进剂、防老剂、硫化剂混合后进行二段混炼，然后用平板硫化机硫化后，加入至模具中，在215‑230℃的环境中保温处理100‑120min后，趁高温及时热压制得核屏蔽材料。本发明提供的一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法，操作简单，成本低廉，制得的铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料，即使具有较薄的厚度，依然具有优异的核屏蔽性能。

技术领域

本发明属于核屏蔽材料制备技术领域，具体涉及一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法。

背景技术

核能作为环保、高效的能源，已越来越受到人们的关注，它广泛应用于核电、核能、军工、宇航、医疗等领域。众所周知，在发生核反应时，会释放出中子、γ射线等对人体、仪器有伤害的射线，故要想让核反应更安全的为人类服务，必须对其进行屏蔽。所以，随着核能与核技术的广泛应用，核屏蔽材料的研发已成为必然趋势。

其中，铅硼聚乙烯是研究较早、应用较多、屏蔽性能较好的材料。聚乙烯具有较高的含氢量，氢原子对快中子具有良好的慢化作用，硼原子能吸收热中子，铅原子除了对具有一定能量的快中子有屏蔽作用外，对γ射线的屏蔽也特别有效。但是现有技术中，一些场合下，需要使用较薄的核屏蔽材料，当普通的铅硼聚乙烯厚度为5mm以下时，其对γ射线的屏蔽性能仅仅为18%左右，严重影响了铅硼聚乙烯的核屏蔽性能。

发明内容

为了提升核屏蔽材料的适用性，提升较薄核屏蔽材料的核屏蔽性能，本发明提供一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种薄壁高性能铅硼聚乙烯复合核屏蔽材料的制备方法，包括以下操作步骤：

（1）将杜仲胶、乙丙橡胶、高密度聚乙烯按照质量比为1:1:15-20的比例进行混炼后得到初段混炼胶；

（2）按重量份计，将180-220份初段混炼胶、80-120份单质铅、3-6份单质硼、0.5-0.9份氧化锑、0.1-0.3份四氧化三钴、13-18份氧化锌、1-4份促进剂、5-9份防老剂、4-8份硫化剂混合后进行二段混炼，然后用平板硫化机硫化后，加入至模具中，在215-230℃的环境中保温处理100-120min后，趁高温及时热压制得核屏蔽材料。

具体地，上述步骤（1）中，杜仲胶的数均分子量为4.1×10⁴，多分散指数为2.7，所述乙丙橡胶的重均分子量为3000-5000，高密度聚乙烯的密度为0.949-0.951g/cm³。

具体地，上述步骤（1）和步骤（2）中，混炼均采用转矩流变仪装置，其中步骤（1）中混炼的温度为135-140℃，转速为60r/min，混炼的时间为15-20min，步骤（2）中二段混炼的温度为138-144℃，转速为60r/min，混炼的时间为10-15min。

具体地，上述步骤（2）中，单质铅、单质硼的平均粒径大小均为500nm。

具体地，上述步骤（2）中，氧化锑和四氧化三钴的平均粒径大小均为60-80nm。

具体地，上述步骤（2）中，促进剂为二正丁基二硫代氨基甲酸锌，防老剂为N-异丙基-N-苯基对苯二胺，硫化剂为硫磺。

由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：