一种超低氢防中子辐射材料及其制备方法与流程

文档序号:11277698阅读:504来源:国知局
本发明涉及防中子辐射领域,具体涉及一种超低氢中子辐射材料及其制备方法。
背景技术
:人类对于核能的利用和开发越来成熟,核科学技术在工业、农业、国防、航天、医学和探测检测等领域的应用日益广泛,给人类带来巨大的裨益,也带动了各领域在前沿科学的发展。然而,各种核辐射如x射线、γ射线特别是高let中子辐射对职业人员、公众和环境生物的有害影响引起国际防护领域的极大关注。中子是原子核的组成部分,与质子大小类似,与γ射线一样不带电。因此,中子与原子核或电子之间没有静电作用;当中子与物质相互作用时,主要是和原子核内的核力相互作用,与外层的电子不会发生作用,核所占据的体积是非常小的,所以中子对物质具有极强的穿透力,对人体产生的危险比同剂量的射线更为严重。研究表明,对于中子屏蔽,水、石蜡、木材和聚乙烯、聚丙烯等富氢材料多能较好的慢化中子,但是这些材料不能够吸收中子。对人体产生巨大危害的其实是中子辐射,人体受中子辐射后,肠胃和雄性腺会严重损伤、诱导肿瘤的生物效应高、并易导致早期死亡,同时受损伤的机体易感染且程度重。而且富氢材料对中子的慢化后绝大部分情况下会产生二次射线,带来二次污染。对于一些特殊的领域,对中子防辐射材料是不允许有氢元素的存在或需要严格控制氢元素的含量。目前首选的不含氢元素的防中子辐射材料是碳化硼、石墨、硼砂、钨粉和铅粉等,虽然人们都期望将材料中的氢元素降低,但目前现有技术最大的困难在于:按照传统的配方和工艺,在提高了低氢元素的防中子辐射材料的添加量之后,材料的机械性能等会受到较大的影响,无法应用到实际的生产使用中,所以即便目前人们都希望增加防中子辐射材料的添加量,但依然无法克服上述问题。技术实现要素:为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种超低氢防中子辐射材料,极大的增加了材料中无氢防中子吸收剂的含量,能够很好的起到防中子辐射的作用。本发明的目的通过下述技术方案实现:一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.2%-48.8%无氢防中子吸收剂50%-90%抗氧剂0.1%-0.4%铜盐0.1%-0.4%硅烷偶联剂1%-6%,上述原料的总和为100%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼、石墨、硼砂、钨粉和铅粉中至少一种。上述物质的添加都会增强防中子辐射效果,但现有技术中,其添加量越大,材料的机械性能越差。为了克服这个问题,本发明选择低粘度pa(尼龙)为基材,低粘度pa基材上含有酰胺极性基团,能够很好的与无氢防中子吸收剂结合,极大的增加本发明超低氢防中子辐射材料中无氢防中子吸收剂的添加量,并且使制得的超低氢防中子辐射材料具有很强的机械强度。常规选用sebs,pp,pe等材料作为基材加入高含量的无氢防中子吸收剂,添加的无氢防中子吸收剂根本无法被基材的树脂侵润,基材和无氢防中子吸收剂无法结合,制得的材料机械强度很低,容易破碎,使用价值较低。而低粘度pa因为粘度低、分子量低、酰胺基团的比例高,与无氢防中子吸收剂可以更牢固的结合,并且因为低粘度pa的粘度低,无氢防中子吸收剂也能更好的在基材中均匀分散。本发明再通过硅烷偶联剂的配伍添加使低粘度pa与无氢防中子吸收剂更好的结合,硅烷偶联剂在两者直接起到桥梁的作用,使制得的超低氢防中子辐射材料的机械强度更强。本发明超低氢防中子辐射材料中极大的增加了无氢防中子吸收剂的添加量,最高可达到90%的添加量,其防中子辐射的效果大大增强,对人体起到良好的保护。本发明超低氢防中子辐射材料中减少了其他含氢物质的加入,具有很好的防中子辐射功能,同时避免了富氢材料对中子的慢化后产生的二次射线带来的二次污染。无氢防中子吸收剂中,碳化硼、石墨、硼砂、钨粉和铅粉是较好的无氢防中子吸收剂,另外石墨和硼砂成本较低,添加石墨和硼砂可以降低原料成本。进一步的,所述超低氢防中子辐射材料中,可以优选采用以下几种组合方式:(1)总重量含量为50%-90%的碳化硼;(2)总重量含量为50%-90%的钨粉;(3)总重量含量为50%-90%的铅粉;(4)总含量为50%-90%的碳化硼、钨粉,其重量百分比为1:0-0.8;(5)总重量含量为50%-90%的碳化硼、石墨,其重量比为1:0-0.5;(6)总重量含量为50%-90%的碳化硼、钨粉,其重量比为1:0-3.5。进一步的,本申请还添加了铜盐和硅烷偶联剂作为配伍添加,可以克服当无氢防中子吸收剂含量大幅度提高的情况下确保其机械性能的保持甚至提高。铜盐优选的为卤化铜;硅烷偶联剂优选的为硅烷偶联剂kh580和硅烷偶联剂kh550其中的一种或者两种的组合。优选的,所述超低氢防中子辐射材料包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%-26.8%无氢防中子吸收剂70%-90%抗氧剂0.1%-0.3%铜盐0.1%-0.3%硅烷偶联剂3%-6%。优选的,所述超低氢防中子辐射材料包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂6%。优选的,所述碳化硼的粒径为5-50μm;石墨的粒径为0.1-50μm;硼砂的粒径为1-100μm;钨粉的粒径为0.4-8.99μm;铅粉的粒径为0.1-50μm。所选的碳化硼为粒径为5-50μm的超细碳化硼,石墨为粒径为0.1-50μm的氧化石墨;硼砂的粒径为1-100μm,钨粉为粒径为0.4-8.99μm的超细钨粉;铅粉的粒径为0.1-50μm。选用这些粒径的防中子吸收剂,可以均匀分散在低粘度pa基材中,使制得的超低氢防中子辐射材料的防辐射功能更稳定,同时选用的无氢防中子吸收剂的粒径较小,使得制得的材料的空隙较小,增加了防辐射效果。但无氢防中子吸收剂的粒径不能过小,过小代表粒径的总比表面积越大,而本申请的低粘度pa的含量要控制在少量,所以总比表面积越大会影响材料的混合效果,选择合适的粒径控制无氢防中子吸收剂的总比表面积,确保材料混合性和防辐射性能。更为优选的,所述碳化硼的粒径为25-50μm;石墨的粒径为20-50μm;硼砂的粒径为50-100μm;钨粉的粒径为5-8.99μm;铅粉的粒径为30-50μm。选用粒径较大的碳化硼、石墨、硼砂、钨粉和铅粉,较大粒径的防辐射粉末表面积比较小,同等pa含量可以添加更高的填充物,同时有利于防中子吸收剂分散,机械性能更好。优选的,所述低粘度pa为低粘度pa6、低粘度pa66中的任意一种或两种的组合;所述低粘度pa6及低粘度pa66的相对粘度为:1.4-1.8。选择低粘度pa6及低粘度pa66作为基材,在所述超低氢防中子辐射材料中,可以采用以下几种组合方式:(1)总重量百分比为3.2%-48.8%的低粘度pa6;(2)总重量百分比为3.2%-48.8%低粘度pa66;(3)总重量百分比为3.2%-48.8%的低粘度pa6、低粘度pa66,其重量混合比为1:0-2。选用的低粘度pa6及低粘度pa66的相对粘度均为:1.2-2.0,其粘度低、分子量低、酰胺基团的比例高,与无氢防中子吸收剂可以更牢的结合,并且因为低粘度pa的粘度低,无氢防中子吸收剂也能更好的在基材中均匀分散。优选的,所述低粘度pa6及低粘度pa66的相对粘度均为:1.4-1.8。选用的低粘度pa6及低粘度pa66的相对粘度为:1.4-1.8,其粘度低、分子量低、酰胺基团的比例高,与无氢防中子吸收剂可以更牢固的结合,并且因为低粘度pa的粘度低,无氢防中子吸收剂也能更好的在基材中均匀分散。优选的,所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂245、抗氧剂3114、抗氧剂168中的任意一种或几种的组合。抗氧剂可以加工过程中低粘度pa的热氧化降解,使其成型加工能顺利进行。以上抗氧剂具有高的抗氧化能力;与树脂的相容性好,不析出;加工性能良好,在高聚物的加工温度下不挥发、不分解;耐抽出性好,不溶于水和油中;价格低廉;其中优选的抗氧剂为抗氧剂1098,或者抗氧剂1098与抗氧剂168的混合物,其混合重量比例为1:0-3。本发明的另一目的在于提供一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,极大的增加了材料中的无氢防中子吸收剂的添加量,制得的超低氢防中子辐射材料能够很好的起到防中子辐射的作用。本发明的目的通过下述技术方案实现:一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,速度范围是50-100r/min,混合时间为5-10min,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,速度范围是1000-1500r/min,混合时间为2-10min,通过控制转速可以使各组分材料混合均匀,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,速度范围是1000-1500r/min,混合5-20min,得到混合原料。(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为270-300℃,温控3-4区的温度为260-280℃,温控5-6区的温度为260-270℃,温控7-8区的温度为240-260℃,温控9-10区的温1度为250-260℃。优选的,由于本发明的材料无机分体含量大,材料的松散性较强,因此在送入挤出机的位置采用的是大导程螺纹螺杆进行送料,提高材料的成型效果。优选的,在第六区增加九十度剪切块和四十五度剪切块,增加材料在机器的停留时间,使其混合分散更加均匀;在第八区增加四十五度、六十度、四十五度反剪切块,进一步加强分散。优选的,熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在3-6米的长条结构状态下进行冷却到140-180℃再进行切粒。现有的技术中,可以采用特殊的风冷设备,这种风冷设备带有履带,挤出的超低氢防中子辐射材料在履带表面上传动拉伸,在履带上面装有多个风扇对超低氢防中子辐射材料进行冷却,熔融挤出的超低氢防中子辐射材料在保持长条状的结构中逐渐冷却,其韧性得到有效的提升。履带的长度跟据产量进行调节,产量大履带越长,风扇的个数约多,一般的履带长5-10m,小风扇10-16个。将冷却好的料条送入切粒机,得到塑胶粒。步骤(3)中的双螺杆挤出机有两个抽真空处,其中一个抽真空处位于输送料段的末端、熔融段的开始端;另一个抽真空处位于计量段。本发明超低氢防中子辐射材料具有较高的填充量,常规的水冷方式得到的材料韧性不足。本发明的有益效果在于:本发明选择低粘度pa(尼龙)为基材,因为低粘度pa基材上含有酰胺极性基团,能很好的与无氢防中子吸收剂结合,使制得的超低氢防中子辐射材料具有很强的机械强度,具有使用价值,能够进行后续的加工生产。低粘度pa,因为粘度低,分子量低,酰胺基团的比例高,与无氢防中子吸收剂可以更牢的结合,无氢防中子吸收剂也能更好的均匀分散与基材中,使制得的超低氢放中子辐射材料防辐射功能更稳定,效果更好。本发明通过硅烷偶联剂使低粘度pa与无氢防中子吸收剂更好的结合,硅烷偶联剂在两者直接起到桥梁的作用,使制得的超低氢防中子辐射材料机械强度更强。本发明超低氢防中子辐射材料中极大的增加了无氢防中子吸收剂的添加量,最高能达到90%的添加量。本发明超低氢防中子辐射材料中减少了其他含氢物质的加入,具有很好的防中子辐射功能,同时避免了富氢材料对中子的慢化后产生的二次射线带来的二次污染。本发明的另一有益效果在于:通过制备方法的条件控制,成功将本发明超低氢防中子辐射材料挤出、造粒,同时生产的超低氢防中子辐射材料具有优良的机械性能和优异的抗中子辐射效果,适合工业化生产。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。实施例1本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.2%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.4%铜盐0.4%硅烷偶联剂6%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼,低粘度pa为低粘度pa6,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168,其比例为1:3,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh580,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为20-25μm,低粘度pa6的相对粘度为:1.2。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;具体操作为:熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在3米的长条结构状态下进行冷却到140℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为270℃,温控3-4区的温度为260℃,温控5-6区的温度为260℃,温控7-8区的温度为260℃,温控9-10区的温度为250℃。实施例2本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa26.8%无氢防中子吸收剂70%抗氧剂0.1%铜盐0.1%硅烷偶联剂3%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼,低粘度pa为低粘度pa66,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂245的混合物,其比例为2:1,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh580和硅烷偶联剂kh550的混合物,其比例为1:1,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为15-25μm,低粘度pa6的相对粘度为:1.8。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合10min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合15min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;具体的操作为:熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在3.5米的长条结构状态下进行冷却到145℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为300℃,温控3-4区的温度为280℃,温控5-6区的温度为270℃,温控7-8区的温度为260℃,温控9-10区的温度为260℃。实施例3本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa48.8%无氢防中子吸收剂50%抗氧剂0.1%铜盐0.1%硅烷偶联剂1%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼,低粘度pa为低粘度pa6和低粘度pa66的混合物,其比例为1:1,抗氧剂为抗氧剂1098,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为8-15μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相对粘度为:2.0。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合8min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合10min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;具体的操作为:熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在4米的长条结构状态下进行冷却到150℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为290℃,温控3-4区的温度为270℃,温控5-6区的温度为265℃,温控7-8区的温度为250℃,温控9-10区的温度为255℃。实施例4本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa3.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂6%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼和钨粉的混合物,其比例为5:4,低粘度pa为低粘度pa6,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂3114的混合物,其比例为1:2,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550和硅烷偶联剂kh580的混合物,其比例为1:2,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为25-35μm,钨粉的粒径为4-6μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相对粘度为:1.4。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在4.5米的长条结构状态下进行冷却到155℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为280℃,温控3-4区的温度为280℃,温控5-6区的温度为270℃,温控7-8区的温度为240℃,温控9-10区的温1度为260℃。实施例5本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa8.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂1%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼和钨粉的混合物,其比例为5:4,低粘度pa为低粘度pa66,抗氧剂为抗氧剂1098,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh580,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为5-15μm,钨粉的粒径为0.4-2μm,低粘度pa66的相对粘度为:1.2。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在5米的长条结构状态下进行冷却到160℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为300℃,温控3-4区的温度为275℃,温控5-6区的温度为260℃,温控7-8区的温度为250℃,温控9-10区的温度为260℃。实施例6本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa6.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂3%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼和石墨的混合物,其比例为6:3,低粘度pa为低粘度pa66和低粘度pa6的混合物,其比例为1:1,抗氧剂为抗氧剂1098,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为30-40μm,石墨的粒径为10-30μm,低粘度pa6和低粘度pa66的相对粘度为:1.4。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在5.5米的长条结构状态下进行冷却到165℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为290℃,温控3-4区的温度为280℃,温控5-6区的温度为270℃,温控7-8区的温度为240℃,温控9-10区的温度为250℃。实施例7本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa5.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂4%;其中,所述无氢防中子吸收剂为钨粉,低粘度pa为低粘度pa6,抗氧剂为抗氧剂1098,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550,铜盐为卤化铜;所述钨粉的粒径为5-8.99μm,低粘度pa6的相对粘度为:1.2。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在5.5米的长条结构状态下进行冷却到160℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为270℃,温控3-4区的温度为260℃,温控5-6区的温度为270℃,温控7-8区的温度为260℃,温控9-10区的温度为250℃。实施例8本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa4.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂5%;其中,所述无氢防中子吸收剂为铅粉,低粘度pa为低粘度pa6,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的混合物,其比例为1:2,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh580,铜盐为卤化铜;所述铅粉的粒径为30-50μm,低粘度pa6的相对粘度为:1.2。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在6米的长条结构状态下进行冷却到165℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为275℃,温控3-4区的温度为265℃,温控5-6区的温度为265℃,温控7-8区的温度为255℃,温控9-10区的温1度为250℃。实施例9本实施例涉及一种超低氢防中子辐射材料,一种超低氢防中子辐射材料,包括如下重量百分比的原料:低粘度pa5.4%无氢防中子吸收剂90%抗氧剂0.3%铜盐0.3%硅烷偶联剂4%;其中,所述无氢防中子吸收剂为碳化硼和硼砂的混合物,其比例为2:7,低粘度pa为低粘度pa6,抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的混合物,其比例为1:2,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550和硅烷偶联剂kh580的混合物,其比例为1:1,铜盐为卤化铜;所述碳化硼的粒径为25-50μm,硼砂的粒径为50-100μm,低粘度pa6的相对粘度为:1.4。一种超低氢防中子辐射材料的制备方法,包括以下步骤:(1)按配方称取无氢防中子吸收剂、抗氧剂和铜盐,导入高速混合机,先设置为低速混合,慢慢倒入硅烷偶联剂,再开高速混合,混合15min,得到混合固体粉末;(2)按配方称取低粘度pa,加入步骤(1)的混合固体粉末中进行高速共混,混合20min,得到混合原料;(3)将步骤(2)的混合原料投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒;所述步骤(3)中,熔融挤出和造粒过程中,通过风冷设备冷却拉条后切割造粒;熔融挤出后将超低氢防中子辐射材料保持在6米的长条结构状态下进行冷却到180℃再进行切粒。其中双螺杆挤出机包括十个温控区,分别为:温控1-2区的温度为285℃,温控3-4区的温度为280℃,温控5-6区的温度为265℃,温控7-8区的温度为255℃,温控9-10区的温1度为250℃。表1:各实施例的性能测试结果 实例1实例2实例3实例4实例5实例6实例7实例8实例9拉伸强度(astmd638)mpa80.6192.1165.3150.3124.690.380.370.274.2弯曲强度(astmd790)mpa134.5180.6190.3160.4170.9178.3153.5189.2147.8弯曲模量(astmd790)gpa20.613.411.213.418.915.914.219.413.9冲击强度(astmd256)j/m24.689.489.4100.424.534.612.516.715.2中子透过率(%,3mm)22025457896注:拉伸测试条件为5mm/min,弯曲测试条件为2.8mm/min。由表1可知,本发明超低氢防中子辐射材料具有优良的机械性能和优异的抗中子辐射效果,使用价值高,适合工业化生产。本发明选择低粘度pa(尼龙)为基材,能够很好的与无氢防中子吸收剂结合,无氢防中子吸收剂也能更好的在基材中均匀分散,极大的增加本发明超低氢防中子辐射材料中无氢防中子吸收剂的添加量,并且使制得的超低氢防中子辐射材料具有很强的机械强度。本发明再通过硅烷偶联剂的配伍添加使低粘度pa与无氢防中子吸收剂更好的结合,硅烷偶联剂在两者直接起到桥梁的作用,使制得的超低氢防中子辐射材料的机械强度更强。本发明超低氢防中子辐射材料中极大的增加了无氢防中子吸收剂的添加量,最高可达到90%的添加量,其防中子辐射的效果大大增强,对人体起到良好的保护。本发明超低氢防中子辐射材料中减少了其他含氢物质的加入,具有很好的防中子辐射功能,同时避免了富氢材料对中子的慢化后产生的二次射线带来的二次污染。上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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