[發(fā)明專利]橡膠基柔性屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910059052.5
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101591457A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶詩泉;王曉敏;付明;邱呂強(qiáng);李芳;康慨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08K13/02;C08K3/26;C08J3/24
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉世權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合射線屏蔽材料及其制備工藝，具體是一種橡膠基柔性屏蔽 材料及其制備工藝。

背景技術(shù)

目前常用的射線屏蔽材料種類很多，如用于屏蔽X射線和γ射線的鉛、鑄 鐵、水泥、鉛硼聚乙烯等，常用于屏蔽中子的材料有含硼聚乙烯、含硼石蠟、 石墨、水等。這些屏蔽材料一般情況下均屬于硬質(zhì)或脆性材料，可廣泛用于制 造結(jié)構(gòu)較規(guī)則的屏蔽體。但在實(shí)際情況下，由于受環(huán)境條件或屏蔽對象本身結(jié) 構(gòu)的限制，大部分屏蔽場合可適用的屏蔽體均是非標(biāo)異型結(jié)構(gòu)，此時常見的屏 蔽材料就很難通過加工來滿足這些要求。

國內(nèi)外在柔性屏蔽材料研究方面，主要分為物理方法和化學(xué)方法兩種。物 理方法主要是將重金屬或其化合物中加入一些助劑，攪拌均勻干燥后熔紡成絲 或做成浸涂物涂在原材料上。此種工藝不能將屏蔽當(dāng)量做得很高，屏蔽效果不 是很好，特別是對高能量(MeV級)的射線的屏蔽效果不明顯?；瘜W(xué)方法基本 是以強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂、弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂等為模 板劑，用離子交換柱法和電磁攪拌法把鉛離子、硫酸鉛交換到其中，制備了不 同鉛含量，不同樹脂類型的樹脂基納米鉛防高能輻射復(fù)合材料。但納米材料和 離子交換等化學(xué)反應(yīng)過程復(fù)雜，工藝流程繁瑣，制造成本很高，不適用于批量 化生產(chǎn)。目前通過硫代交聯(lián)工藝制備這類屏蔽材料時，為了降低硬度而直接選 用不耐輻射的硅橡膠或三元乙丙橡膠，其使用壽命不到4年。雖然其硬度(邵 爾A)可以低到45度以下，但其拉斷伸長率只能達(dá)到450％左右，而且鉛當(dāng)量 一般也只有0.23mmPb/mm水平(按ZBC43022-8B《醫(yī)用x射線防護(hù)用品鉛當(dāng)量 試驗方法》測試)，而且在硫化時用硫做硫化劑，從而導(dǎo)致屏蔽材料中含硫，不 適合于核電領(lǐng)域使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適合于核電領(lǐng)域使用、具有極好韌性和良好屏 蔽性能的橡膠基柔性屏蔽材料及其制備工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種橡膠基柔性屏蔽材料，其特征在于：用含苯環(huán)的丁苯橡膠做基體，基 體中均勻彌散有鉛粉或碳化硼粉，并加有添加劑，按重量份數(shù)計量，該橡膠基 柔性屏蔽材料所含各組份如下：

一種制備所述橡膠基柔性屏蔽材料的工藝方法，步驟如下：

步驟一，原膠塑煉：

將配方量的丁苯橡膠裝入塑化機(jī)中，在45℃～60℃溫度下低溫塑煉30～40 分鐘；

步驟二，密煉或開煉：

將塑煉好的丁苯橡膠裝入密煉機(jī)或開煉機(jī)中，加入配方量的鉛粉或碳化硼 粉，攪拌均勻，使其均勻地彌散在該密煉或開煉的橡膠基體中，操作完成10～ 15分鐘后，再加入配方量的高苯乙烯橡膠、碳酸鈣、偶聯(lián)劑、油膏、及環(huán)烷油， 在45℃～55℃條件下混煉40～50分鐘；

步驟三，氧化交聯(lián)反應(yīng)：

將混煉好的該橡膠裝入平板交聯(lián)機(jī)中，同時加入配方量的氧化鋅、氧化鎂 兩種氧化物交聯(lián)促進(jìn)劑、及配方量的TT、DM、TRA促進(jìn)劑，在溫度150℃～ 170℃、壓力150MPa～180MPa下進(jìn)行氧化交聯(lián)反應(yīng)1～1.5小時。

本發(fā)明的效果在于：直接采用含苯環(huán)的丁苯橡膠做基體，并通過添加劑改 善其硬度和韌性，通過原膠塑煉、密煉或開煉、氧化交聯(lián)工藝生產(chǎn)出一種具有 可任意塑性、良好的屏蔽性能、極好的韌性及結(jié)構(gòu)適應(yīng)性的耐輻照橡膠材料。 本發(fā)明的制備工藝首次提出在制備柔性屏蔽材料的交聯(lián)反應(yīng)中，不采用“硫代” 方法，而采用“氧化”方法進(jìn)行，這樣可以使本發(fā)明的橡膠材料不含硫，因而 在核電使用中不受限制。經(jīng)檢測：鉛的重量含量為78％，碳化硼的重量含量大 于35％。硬度為43度(邵爾A)，拉斷伸長率800％，鉛當(dāng)量0.32mmPb，其它 性能數(shù)據(jù)均滿足GB16363-1996《x射線防護(hù)材料屏蔽性能及檢驗方法》的要求。

具體實(shí)施方式

一種橡膠基柔性屏蔽材料，按重量份數(shù)計量所含各組份如下：

一種制備所述橡膠基柔性屏蔽材料的工藝方法，步驟如下：

步驟一，原膠塑煉：

將配方量的丁苯橡膠裝入塑化機(jī)中，在45℃～60℃溫度下低溫塑煉30～40 分鐘；

步驟二，密煉或開煉：