[發(fā)明專(zhuān)利]泡沫型低密度硅橡膠基柔性中子屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011434593.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112662180B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋宏濤;張行泉;高小鈴;李新喜;李昊;陳喜平;蹇源;謝雷;沈杭;楊桂霞;連啟會(huì)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所;西南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L83/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L83/04;C08K13/06;C08K3/02;C08K3/38;C08K7/26;C08K5/21;C08J3/28;C08J3/24;C08J9/28;G21F1/10
• 代理公司: 綿陽(yáng)遠(yuǎn)卓弘睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種泡沫型低密度硅橡膠基柔性中子屏蔽材料及其制備方法，以重量份計(jì)，其配方包括：苯基硅橡膠混煉膠100份、中子吸收劑35～155份、界面融合劑7.5～18份、密度調(diào)節(jié)劑100～200份。本發(fā)明采用硅橡膠為基體，分別加入一定量的中子吸收劑、界面融合劑和密度調(diào)節(jié)劑，經(jīng)輻射交聯(lián)、溶析成孔、冷凍干燥，即可獲得一種具有綜合性能優(yōu)異的低密度柔性中子屏蔽材料；該材料不僅具有優(yōu)異的中子屏蔽效果，同時(shí)具有輕質(zhì)高韌及環(huán)境友好性，且可根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景進(jìn)行任意形態(tài)的裁制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特種橡膠材料及其先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泡沫型低密度硅橡膠基柔性中子屏蔽材料及其制備方法。

背景技術(shù)

柔性中子屏蔽材料由于具有優(yōu)良中子屏蔽性能同時(shí)兼具有良好柔韌性，而特別適用于實(shí)際場(chǎng)景中形態(tài)復(fù)雜的核設(shè)施/設(shè)備部件外圍防護(hù)，且便于裁剪成為適宜使用的各種形態(tài)。

近年來(lái)，柔性屏蔽材料已見(jiàn)報(bào)道(Chai H,Tang X B,Ni M X,Preparation andproperties of flexible flame-retardant neutron shielding material based onmethyl vinyl silicone rubber,Journal of Nuclear Materials,2015,464:210-215.宋宏濤,張行泉,高小鈴.一種硅橡膠柔性中子屏蔽材料及其制備方法.CN 109825088 A,2019.)，但這些材料由于密度較高(均大于1.0g/cm³)，因此其柔性是比較有限的，同時(shí)對(duì)于便攜使用也是不利的。如何提升材料單位質(zhì)量的屏蔽效率，又兼具有良好的力學(xué)、熱學(xué)性能，同時(shí)環(huán)境友好的柔性中子屏蔽材料，是當(dāng)前本技術(shù)領(lǐng)域中急需研究解決的難點(diǎn)。因此，研究性能優(yōu)異且制備低密度的新型柔性中子屏蔽材料具有十分積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種泡沫型低密度硅橡膠基柔性中子屏蔽材料及其制備方法，該方法以含苯基的硅橡膠為基體，將經(jīng)處理后的硼化物等均勻分散其中，再經(jīng)輻射交聯(lián)、溶析成孔、冷凍干燥，即可獲得一種具有綜合性能優(yōu)異的泡沫型低密度硅橡膠基柔性輻射屏蔽材料；該材料不僅具有優(yōu)異的中子屏蔽效果，同時(shí)具有輕質(zhì)高韌及環(huán)境友好性，且可根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景進(jìn)行任意形態(tài)的裁制。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種泡沫型低密度硅橡膠基柔性中子屏蔽材料，以重量份計(jì)，其配方包括：苯基硅橡膠混煉膠100份、中子吸收劑35～155份、界面融合劑7.5～18份、密度調(diào)節(jié)劑100～200份。

優(yōu)選的是，所述苯基硅橡膠混煉膠為質(zhì)量比為100:9～13的苯基硅橡膠與白炭黑的混合物，并在使用前充分捏合；所述苯基硅橡膠的苯基含量為4％～15％。

優(yōu)選的是，所述中子吸收劑為硼單質(zhì)和/或氮化硼，使用前先充分研磨，然后烘焙至干燥；氮化硼與硼單質(zhì)的純度均不低于99％。

優(yōu)選的是，所述界面融合劑為質(zhì)量比為3～9:2的羥基硅油與三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物；界面融合劑使用前置于真空干燥箱內(nèi)預(yù)處理；三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氫醌單甲醚；羥基硅油為市售羥基硅油的任意一種；

優(yōu)選的是，所述密度調(diào)節(jié)劑為尿素，使用前先將尿素在真空氛圍下充分烘焙，之后破碎、研磨、篩分，取粒徑不大于500μm的篩分物。

本發(fā)明還提供一種低密度柔性中子屏蔽材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按重量份，取100份苯基含量4～15％的苯基硅橡膠置于雙輥開(kāi)煉機(jī)中，在溫度40℃～70℃下，加入9～13份白炭黑，開(kāi)煉捏合8～10min，得到苯基硅橡膠混煉膠，待用；

步驟二、取氮化硼和/或硼單質(zhì)，研磨8～15分鐘，然后置于80～110℃下烘焙2～6小時(shí)，作為中子吸收劑待用；