一种吸收中子及屏蔽用环氧材料及其制备方法与流程

本发明涉及屏蔽材料制备，尤其涉及一种吸收中子及屏蔽用环氧材料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，原子能工业、放射医学和国防科研有了迅速的发展，在中子领域的研究(包括实验研究和应用研究)也同样得到了极大的开展，同时，有关的技术和研究成果在许多产业已经投入使用并且取得不错成绩。中子本身呈电中性，与物质原子核直接发生作用，不与物质核外电子发生作用。中子穿透能力很强，与质量和能量相同的带电粒子相比，中子的穿透能力强得多。因此，中子会对人体或某些特殊的实验环境产生十分严重的危害。

2、为了避免中子带来的不利影响，对中子进行有效的屏蔽是必不可少的。但是现阶段公开的中子屏蔽材料往往存在屏蔽效果差、材料本体结构强度低、难以适应温差变化、可塑性差以及不适宜模具成型等问题，不能满足长期低温高湿(或高温高湿)及某些特殊环境对中子屏蔽材料提出的要求。

3、虽然，目前已有相关技术公开了树脂基中子屏蔽材料，能够一定程度的提高中子屏蔽材料的可塑性，但该类材料对可塑性的提升并不理想，而且仍存在屏蔽效果差、材料本体结构强度低等种种问题。

4、因此，如何提供一种吸收中子及屏蔽用环氧材料及其制备方法，提高中子屏蔽材料的综合性能及拓宽极端应用场景是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种吸收中子及屏蔽用环氧材料及其制备方法，以解决现有屏蔽材料硬度低、温度适应性差以及屏蔽效果差等问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，包括如下质量份数的组分：环氧树脂10～25份、胺类固化剂5～15份、碳化硼60～85份、添加剂2～5份。

4、优选的，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂和/或双酚f型环氧树脂。

5、优选的，所述胺类固化剂包括聚酰胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、脂环族胺类固化剂、聚醚胺类固化剂中的一种或几种。

6、优选的，所述碳化硼包括微米碳化硼和纳米碳化硼，所述微米碳化硼的粒径为50～500μm，纳米碳化硼的粒径为5～50nm。

7、优选的，所述微米碳化硼中100μm以下的碳化硼与100μm以上的碳化硼的质量比为0.8～1.2：3；所述微米碳化硼与纳米碳化硼的质量比为3.8～4.2：0.1～0.5。

8、优选的，所述添加剂为增硬剂、稀释剂和防沉剂的混合物，其中，增硬剂、稀释剂和防沉剂的质量比为0.05～0.1：0.5～1：2～4。

9、本发明的另一目的是提供一种吸收中子及屏蔽用环氧材料的制备方法，包括如下步骤：

10、1)将环氧树脂和碳化硼混合后进行捏合，得到混合料；

11、2)将混合料与胺类固化剂和添加剂混合，然后进行固化，得到吸收中子及屏蔽用环氧材料。

12、优选的，所述捏合的温度为40～50℃，捏合的时间为1～3h。

13、优选的，所述步骤2)中固化包括：先于60～80℃下保持1～2h，然后升温至90～140℃保持2～12h。

14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、1、本发明制备的吸收中子及屏蔽用环氧材料具有硬度高，可塑性强等优点，可以根据客户使用要求，用模具制成不同形状、大小产品；

16、2、本发明得到吸收中子及屏蔽用环氧材料能耐受高低温(-50℃～300℃)，另外，吸收中子或屏蔽效果可以达到99.9％，屏蔽效果十分优异；3、本发明公开的制备工艺简单，易操作，便于工业化推广。

技术特征：

1.一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，包括如下质量份数的组分：环氧树脂10～25份、胺类固化剂5～15份、碳化硼60～85份、添加剂2～5份。

2.根据权利要求1所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂和/或双酚f型环氧树脂。

3.根据权利要求1或2所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，所述胺类固化剂包括聚酰胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、脂环族胺类固化剂、聚醚胺类固化剂中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，所述碳化硼包括微米碳化硼和纳米碳化硼，所述微米碳化硼的粒径为50～500μm，纳米碳化硼的粒径为5～50nm。

5.根据权利要求4所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，所述微米碳化硼中100μm以下的碳化硼与100μm以上的碳化硼的质量比为0.8～1.2：3；所述微米碳化硼与纳米碳化硼的质量比为3.8～4.2：0.1～0.5。

6.根据权利要求4或5所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料，其特征在于，所述添加剂为增硬剂、稀释剂和防沉剂的混合物，其中，增硬剂、稀释剂和防沉剂的质量比为0.05～0.1：0.5～1：2～4。

7.权利要求1～6任一项所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料的制备方法，其特征在于，所述捏合的温度为40～50℃，捏合的时间为1～3h。

9.根据权利要求8所述的一种吸收中子及屏蔽用环氧材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中固化包括：先于60～80℃下保持1～2h，然后升温至90～140℃保持2～12h。

技术总结
本发明属于屏蔽材料制备技术领域，具体公开了一种吸收中子及屏蔽用环氧材料及其制备方法。本发明公开的吸收中子及屏蔽用环氧材料主要由环氧树脂10～25份、胺类固化剂5～15份、碳化硼60～85份、添加剂2～5份组成。本发明先将环氧树脂和碳化硼混合，进行捏合，得到混合料；然后再将混合料与胺类固化剂和添加剂混合，在特定温度下进行固化，得到吸收中子及屏蔽用环氧材料。本发明制备的吸收中子及屏蔽用环氧材料可塑性强，硬度高，可以根据客户使用要求，用模具制成不同形状、大小产品；得到的产品使用寿命长。另外，该材料能够耐受高低温(‑50℃～300℃)，具有优异的吸收中子或屏蔽效果。

技术研发人员：黄剑滨,孙志嘉,黄伟希,刘伟康
受保护的技术使用者：东莞市新懿电子材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13