[發明專利]核屏蔽材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201811115151.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109354826B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 楊中甲;郭國萬;申宏璇;鄭知;江雷
• 申請（專利權）人: 北航（四川）西部國際創新港科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/38;C08K3/08;C08K7/10;C08K7/06;C08K7/00;G21F1/10
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 馮倩

本發明提供的核屏蔽材料及其制造方法，涉及復合材料應用技術領域。該核屏蔽材料包括樹脂基體、屏蔽劑和纖維，三者按照一定質量份數比混合成型。該核屏蔽材料具有屏蔽性能好、力學強度高、重量輕的優良特性。本發明提供的核屏蔽材料制造方法，通過復合材料的一體化成型技術，可制造出各種結構的核屏蔽材料，結構可靠，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及復合材料應用技術領域，具體而言，涉及一種核屏蔽材料及其制造方法。

背景技術

隨著科學技術的高速發展，粒子加速器以及核反應堆等新射線技術的出現以及其在國防科技、科學研究、放射件醫學以及核工業技術等方面的廣泛應用，各種輻射特別是放射性輻射對人體的傷害以及對壞境的破壞越來越受到人們的關注。其中中子是唯一一種可以使物質帶有放射性的電離輻射，可引起骨、肺、甲狀腺癌變、白血病、甚至基因突變和染色體畸變。為了讓中子技術更好地服務人類，研究并開發新型的、綜合性能更好的中子屏蔽材料是非常必要的。

目前，常用的核屏蔽材料為含硼聚乙烯屏蔽材料，但由于聚乙烯基體本身的強度低，只能以夾芯的形式澆注到金屬模具中使用，結構復雜，重量大，不適用于移動式反應堆和可攜帶放射源等對屏蔽材料有強度、重量要求的環境。

有鑒于此，設計制造出一種核屏蔽材料，既具有良好的屏蔽效果，又能夠用于對屏蔽材料有強度、重量要求的環境中，是目前核屏蔽材料領域中急需改善的技術問題。

發明內容

本發明的目的包括提供一種核屏蔽材料，包括樹脂基體、屏蔽劑和纖維，三者按照一定質量份數比混合成型。該核屏蔽材料具有屏蔽性能好、力學強度高、重量輕的優良特性，可用于對屏蔽材料有強度、重量要求的環境中，適用范圍廣。

本發明的目的還包括提供一種核屏蔽材料制造方法，將樹脂基體和屏蔽劑按照預設比例混合，通過復合材料的一體化成型技術，可制造出具有各種結構的核屏蔽材料。通過該方法制造的核屏蔽材料，具有屏蔽性能好、力學強度高、重量輕的優良特性。

本發明改善其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。

本發明提供的一種核屏蔽材料，包括樹脂基體、屏蔽劑和纖維，所述樹脂基體、所述屏蔽劑和所述纖維的質量份數比為1：0.5：0.1至1：5：1。

進一步地，所述樹脂基體為環氧樹脂、聚乙烯、有機硅樹脂、酚醛型氰酸酯樹脂、硅芳炔樹脂、雜化半陶樹脂中的任意一種或任意多種的混合物。

進一步地，所述屏蔽劑為碳化硼、鉛粉中的任意一種或兩種的混合物。

進一步地，所述纖維為玄武巖纖維、碳纖維、玻璃纖維中的任意一種或兩種及兩種以上的混合物。

本發明提供的一種核屏蔽材料制造方法，包括以下步驟：

制取基體混合物：將樹脂基體和屏蔽劑按照預設比例混合。

制備核屏蔽材料：將所述基體混合物與纖維混合成型，制得核屏蔽材料。

進一步地，所述制取基體混合物步驟中，所述樹脂基體和所述屏蔽劑的質量份數比為1：0.5至1：5。

進一步地，所述制備核屏蔽材料步驟中，所述混合成型的工藝為模壓成型、熱壓罐成型或RTM成型。

進一步地，將短切玄武巖纖維與所述基體混合物攪拌混合，倒入模具中采用熱壓成型；所述熱壓成型條件為：先保持恒溫恒壓狀態，升溫至預設溫度，再保持恒溫恒壓，后冷卻至室溫，成型為核屏蔽材料。

進一步地，將長切碳纖維與所述基體混合物混合后倒入模具中；所述模具真空密封后放入熱壓罐中固化成型，獲得核屏蔽材料。

進一步地，采用連續玄武巖纖維編織為三維結構織物，所述三維結構織物采用多層角連鎖結構；將所述三維結構織物放入模具中，向所述模具中注入所述基體混合物，固化成型，獲取核屏蔽材料。