一种铅硼聚乙烯板材的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核辐射防护技术领域，具体涉及一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，用于核电站和其它核设施的福射屏蔽。
【背景技术】
[0002]铅硼聚乙烯板材在辐射防护领域有着广泛的应用。其对中子和Y均有很好的屏蔽效果。在设计辐射防护屏蔽体时，按照结构与位置需要，不可避免的会使用到铅硼聚乙烯板材，因此，设计一种可靠性强，屏蔽效果好的用于中子和Y屏蔽的铅硼聚乙烯板材十分必要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服现有技术的不足之处，而提供一种用于中子和Y屏蔽的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其获得铅硼聚乙烯板材，可靠性强，屏蔽效果好。
[0004]本发明的目的是通过如下技术措施来实现的:一种用于中子和Y屏蔽的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其组分为铅砂颗粒、高密度聚乙烯、碳化硼、硅烷偶联剂等，铅硼聚乙烯板材压制需首先加工铅硼聚乙烯颗粒，再通过铅硼聚乙烯颗粒生产铅硼聚乙烯板材。具体步骤如下:
Cl)称取如下重量比例的组分,铅砂颗粒:高密度聚乙烯:碳化硼=85.3:12.8:1.9，放入容器中混合搅拌；
(2)将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，搅拌充分，放置至液体成分彻底挥发；
(3)将步骤(2)中得到的混合物置入密炼机中高温密炼混合70min至混合物到熔融状态；
(4)将熔融状态的混合物倒入双螺杆挤出机中，挤出铅硼聚乙烯柱状物；
(5)使用风冷方式对铅硼聚乙烯柱状物进行冷却，冷却至约50°C时对柱状物进行切割造粒；
(6)将上述步骤制得的铅硼聚乙烯颗粒倒入平板硫化液压机中，使铅硼聚乙烯颗粒在平板硫化液压机模腔内均匀平铺；
(7)升温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至180°C，不需加压力，在模具自重下挤出物料中的空气；
(8)保温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度保持在180°C并保持4小时，仍然不加压力，此时物料全部融化，在模具自重下，挤出物料中的空气；
(9)降温保压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降至45~55°C，施加并持续1MPa的压力，使铅硼聚乙烯板彻底成型稳定；
(10)卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，获得成型铅硼聚乙烯板。
[0005]在上述技术方案中，酒精和偶联剂的配比为，酒精:偶联剂=3:1，物料在搅拌容器中的混合时间不少于45分钟，让偶联剂充分发挥作用。
[0006]在上述技术方案中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂、酒精等辅助材料酌情添加。
[0007]在上述技术方案中，物料在搅密炼中的密炼时间不少于6O分钟，密炼温度为150°C，使物料变成熔融状态。
[0008]在上述技术方案中，铅硼聚乙烯板的长宽尺寸和厚度可以根据不同需求进行调難
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[0009]本发明方法加工的铅硼聚乙烯板材，可靠性强，屏蔽效果好，可广泛用于核电站和其它核设施的中子和Y福射屏蔽。
【附图说明】
[0010]图1为本发明一种铅硼聚乙烯板材的加工方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。
[0012]如图1所示，本实施例提供一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，具体的工艺流程为:
(1)将铅砂颗粒、高密度聚乙烯和碳化硼分别称重85.3kg、12.8kg、1.9kg并置入搅拌容器中搅拌20分钟，使物料均匀混合；
(2)将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，继续搅拌25分钟以上，待液体成分彻底挥发，使偶联剂彻底发挥作用；其中，偶联剂0.3kg、酒精0.9kg，
(3)将搅拌好的混合物倒入密炼机中，在150°C下将物料密炼70min为熔融状态；
(4)将熔融状态的混合物倒入双螺杆挤出机中挤出直径为3~4_的铅硼聚乙烯柱状物，并采用风冷的方式使柱状物冷却变硬；
(5)使用切割机将柱状物切割为长度3~4mm的圆柱形颗粒；
(6)清洁平板硫化液压机模具，模具中不得留有任何杂质，并使用有机硅油等脱模剂在模具上均匀涂刷；
(7)将上述步骤制得的铅硼聚乙烯颗粒倒入平板硫化液压机中，使铅硼聚乙烯颗粒在平板硫化液压机模腔内均匀平铺，在每个模具外沿均匀布放8个垫块；
(8)0min~lh，升温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至180°C，不需加压力，在模具自重下挤出物料中的空气；
(9)lh~5h，保温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度保持在180°C并保持4小时，仍然不加压力，此时物料全部融化，在模具自重下，挤出物料中的空气；
(10)5h~20h，降温保压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降至约50°C，持续1MPa的压力，使铅硼聚乙烯板彻底成型稳定；
(11)20h，卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，最终压制出均匀、致密、美观、屏蔽效果好的铅硼聚乙烯板。
[0013]上述实施例中，铅硼聚乙烯板材的长宽尺寸和厚度可以根据不同位置的需求进行调整。
[0014]上述实施例中，成品铅硼聚乙烯板密度为5.0-5.5g/cm3。
[0015]通过本实施例加工方法获得的铅硼聚乙烯板材结构致密紧凑，可靠性强，屏蔽效果好，易于使用维护。厚度为40mm的板材,对6ciCo源的、屏蔽系数> 2.3 ;厚度为40mm的板材，对252Cf源的快中子屏蔽系数Kf ^ 2.0 ;厚度为20mm的板材，对252Cf源热中子的屏蔽率彡96%ο
[0016]本说明书中未做详细描述的内容，属于被专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)称取如下重量比例的组分,铅砂颗粒:高密度聚乙烯:碳化硼=85.3:12.8:1.9，放入容器中混合搅拌； (2)将稀释于酒精的偶联剂均匀喷洒在上述混合物中，搅拌充分，放置至液体成分彻底挥发； (3)将步骤(2)中得到的混合物置入密炼机中高温密炼混合70分钟至混合物到熔融状态； (4)将熔融状态的混合物倒入双螺杆挤出机中，挤出铅硼聚乙烯柱状物； (5)使用风冷方式对铅硼聚乙烯柱状物进行冷却，冷却至约50°C时对柱状物进行切割造粒； (6)将上述步骤制得的铅硼聚乙烯颗粒倒入平板硫化液压机中，使铅硼聚乙烯颗粒在平板硫化液压机模腔内均匀平铺； (7)升温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度升至180°C，不需加压力，在模具自重下挤出物料中的空气； (8)保温阶段，将平板硫化液压机模腔内温度保持在180°C并保持4小时，仍然不加压力，此时物料全部融化，在模具自重下，挤出物料中的空气； (9)降温保压阶段，使平板硫化液压机模腔内温度自然下降至45~55°C，施加并持续1MPa的压力，使铅硼聚乙烯板彻底成型稳定； (10)卸压脱模阶段，5分钟内卸去平板硫化液压机所加压力至常压，脱模，获得成型铅硼聚乙烯板。
2.根据权利要求1所述的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于步骤(2)中酒精和偶联剂的配比为，酒精:偶联剂=3:1。
3.根据权利要求1所述的铅硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于:步骤(3)中所述的密炼温度为150°C。
【专利摘要】本发明涉及核辐射防护技术领域，提供一种铅硼聚乙烯板材的加工方法，用于核电站和其它核设施的辐射屏蔽。其组分为铅砂颗粒、高密度聚乙烯、碳化硼、硅烷偶联剂等，铅硼聚乙烯板材压制需首先加工铅硼聚乙烯颗粒，再通过铅硼聚乙烯颗粒生产铅硼聚乙烯板材。本发明获得的铅硼聚乙烯板材，可靠性强，屏蔽效果好。
【IPC分类】C08K3-38, C08K3-08, B29C69-00, C08L23-06, G21F1-10
【公开号】CN104610638
【申请号】CN201510025161
【发明人】吴荣俊, 聂凌霄, 许浒, 王益元, 李晓玲, 李文博, 蔺常勇, 张磊
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一九研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月19日