[发明专利]滚塑用中子屏蔽材料及具有中子屏蔽效果的滚塑制品

说明书

本发明涉及一种滚塑用中子屏蔽材料及具有中子屏蔽效果的滚塑制品，本发明的滚塑用中子屏蔽材料，包括A料和B料，其中，A料包括如下重量份的组分：聚丙烯100份、第一抗氧剂0.2‑1份、第一润滑剂0.1‑0.5份、重金属化合物10‑25份、含硼元素纤维10‑30份；B料包括：聚丙烯100份、第二抗氧剂0.2‑1份、第二润滑剂0.1‑0.5份、含硼元素的化合物5‑20份；含硼元素的化合物为非纤维状材料。本发明的滚塑用中子屏蔽材料制备过程简单，材料耐热性能好，具有较高的辐射屏蔽效率，所成型的具有中子屏蔽效果的滚塑制品结构可设计，满足不同设施的辐射屏蔽需求，能有效减少中子对人员和环境造成的影响。

技术领域

本发明涉及中子屏蔽技术领域，尤其涉及一种滚塑用中子屏蔽材料及具有中子屏蔽效果的滚塑制品。

背景技术

滚塑成型又称旋转模塑或回转成型，是将事先配比好的一定量的塑料粉末加入模具，模具随机器的转臂做空间球面运动并进行加热，塑料粉末在重力和热传导、热辐射的作用下逐渐熔化并贴覆于模具的成型表面，然后经过冷却，脱模得到制品。滚塑工艺能够成型表面积大、厚度均匀，内外表面平滑的中空塑料制品，如大型储罐、容器、游艇等。

随着核能、辐照加工、无损检测、放射医疗等产业的快速发展，高能射线已广泛应用于工业、医疗、科研等多个领域。常见的高能射线包括X射线、γ射线和中子等，高能射线的辐射与防护问题一直是人们关注的重点。中子产生的辐射危害有效性约通常是射线的2.5倍，中子的屏蔽比单纯的γ射线屏蔽也要复杂得多，既要考虑快中子、热中子的屏蔽，还要考虑屏蔽材料与中子发生作用而发出γ射线的情况，所以在实际工作中对中子的屏蔽防护变得更为复杂。中子屏蔽材料在国防科研、放射性医学、核工业和航空航天等领域具有广泛的应用，它能够防止中子射线进入人体活动空间，保护人员的安全。

传统的中子屏蔽材料主要以硼基或铅基聚乙烯复合屏蔽材料为主体。这类材料对快中子的减速和慢中子的捕获具有良好的效果，自上世纪80年代研制成功以来，得到了广泛的应用。硼基或铅基聚乙烯复合屏蔽材料虽然具有屏蔽中子与射线的综合效果，但由于耐热性较差且强度低，不适宜应用于有温度要求的工作环境，致其寿命极短，使用更换频繁。传统的中子屏蔽材料采用聚合物和铅、硼等填料直接共混的方式制备，所得到中子屏蔽材料屏蔽效率较低，需要较高的填料添加量和较大的厚度才能达到较好的屏蔽效率。

此外，核实验与应用过程中的设备外形各异，结构复杂。目前常用的中子屏蔽材料多为板材或片材结构，难以加工成大尺寸，外形复杂的屏蔽防护装置，因而在实际应用中受到较多限制，使用效果不理想。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种滚塑用中子屏蔽材料及具有中子屏蔽效果的滚塑制品，本发明的滚塑用中子屏蔽材料制备过程简单，材料耐热性能好，具有较高的辐射屏蔽效率，所成型的具有中子屏蔽效果的滚塑制品结构可设计，满足不同设施的辐射屏蔽需求，能有效减少中子对人员和环境造成的影响。

本发明的第一个目的是提供一种滚塑用中子屏蔽材料，包括A料和B料，其中：

A料包括如下重量份的组分：

聚丙烯100份、第一抗氧剂0.2-1份、第一润滑剂0.1-0.5份、重金属化合物10-25份、含硼元素纤维10-30份；

B料包括如下重量份的组分：

聚丙烯100份、第二抗氧剂0.2-1份、第二润滑剂0.1-0.5份、含硼元素的化合物5-20份；含硼元素的化合物为非纤维状材料。

进一步地，A料与B料的质量比为1:2-2:1。

进一步地，A料与B料中的聚丙烯的简支梁缺口冲击强度≥20KJ/m²，230℃及2.16kg条件下的熔融指数为10-50g/10min。