专利名称:铅硼聚乙烯板的层压工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射性屏蔽材料板的层压工艺，具体涉及铅硼聚乙烯板的层压工艺。
背景技术：
铅硼聚乙烯材料可以作为反应堆用的屏蔽材料，但通过文献、专利检索查询，未见到有关其层压成型方法的报道。在国内文献《核动力工程》(1994.4第十五卷)“高效能屏蔽材料铅硼聚乙烯”中只介绍了成份、规格、工艺流程及材料物理机械性能等，未涉及具体的制造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将2～3mm厚的铅硼聚乙烯薄板加工成10～40mm厚的符合反应堆屏蔽要求的铅硼聚乙烯板的层压工艺。
本发明的目的是通过以下方案实现的，一种铅硼聚乙烯板的层压工艺，包括(1)根据所需成品板的厚度、长度及宽度尺寸准备适量的合格铅硼聚乙烯原料薄板，预热到80～100℃后保温；(2)将预热好的原料薄板装上粘合模具送入单层热压机，在1～2MN压力下进行排气；(3)在热压机中，原料薄板在1～2MN压力下升温至110～120℃，保温；(4)在热压机中，将成型料降温至80～90℃时卸下粘合模具，插入精整模具，当温度降至60～70℃时加压力至10～15MN，当温度降至40℃以下时卸压，并将成型料推出热压机；(5)成型料冷却至室温后，按成品板尺寸切割，制成铅硼聚乙烯厚板。
上述方案是通过多次试验得出的最适宜铅硼聚乙烯板层压的条件。铅硼聚乙烯厚板作为反应堆的屏蔽材料主要是因为它对γ射线、中子、快中子具有良好的综合屏蔽效果，但前提是其自身的均匀性，必须无气孔，无夹杂，无裂纹，采用层压工艺而不采用挤压、铸造等工艺就是为了解决均匀性问题。
在上述方案步骤1中，预热后保温一段时间是为了使铅硼聚乙烯原料薄板受热均匀，温度一致。另外，预热前应该按照过量5％准备原料量，预热过程是在加热炉内进行的，并将原料薄板置于下上光板上，保温的时间为1～1.5小时。
在步骤2中，在装上粘合模具之前还要先在原料薄板上安装上上光板，加压排气的过程要重复5～7次。在热压机中原料薄板进行加压加热时，原料薄板是置于上、下上光板之间的，以避免成品表面粗糙；加压排气过程重复多次是为了保证排气彻底。本发明采用的是低温排气工艺，选择80～100℃为排气温度，若温度过低排气不充分，若温度过高气体将被包在铅硼聚乙烯薄板中。
在步骤3中，热压机保持压力不变，通过上下热板对原料薄板加热到110～120℃，所述保温时间为10～15分钟。此温度为合适的粘合温度，可避免裂纹、凹陷等缺陷。
在步骤4中，要求冷却速度均匀，加压的过程也要稳定均匀，以避免裂纹、厚度不均、凹陷等缺陷。同时，精整的压力和温度，决定了最后成品板材的尺寸公差，聚乙烯的收缩率为1.5％～3.6％，当精整温度不合适或受力不均匀、压力不合理则会造成成品板尺寸不合格或出现裂纹。
本发明的效果在于通过本发明的层压工艺制成的铅硼聚乙烯厚板，化学成份均匀，力学性能达到使用要求，表面光亮平整，无压痕、折叠、层离和划伤，内部无裂纹或气泡。
具体实施方案下面结合实施例对本发明作进一步的说明实施例一一种铅硼聚乙烯板的层压工艺，其步骤是(1)根据所需成品板的厚度、长度及宽度尺寸按过量5％准备合格的铅硼聚乙烯原料薄板，将原料薄板置于下上光板上，送入加热炉内进行预热，预热到80℃后保温1小时。
(2)将预热好的原料薄板先安装上上光板，在装上粘合模具送入25MN的单层热压机，在1MN压力下进行排气，加压排气过程重复进行5次。
(3)热压机通过其上下热板对原料薄板加热，使其在1MN压力下升温至110℃，保温10分钟。
(4)当成型料降温至80℃时卸下粘合模具，插入精整模具，继续降温至60℃，加压力至10MN，继续降温，当温度降到40℃以下后卸压，将成型料推出热压机。
(5)在接料辊道上待成型料继续冷却至室温后，去掉上、下上光板，按成品板尺寸进行切割，制成10mm厚的铅硼聚乙烯厚板。
实施例二一种铅硼聚乙烯板的层压工艺，其步骤是(1)根据所需成品板的厚度、长度及宽度尺寸按过量5％准备合格的铅硼聚乙烯原料薄板，将原料薄板置于下上光板上，送入加热炉内进行预热，预热到100℃后保温1.5小时。
(2)将预热好的原料薄板先安装上上光板，在装上粘合模具送入25MN的单层热压机，在2MN压力下进行排气，加压排气过程重复进行7次。
(3)热压机通过其上下热板对原料薄板加热，使其在2MN压力下升温至120℃，保温15分钟。
(4)当成型料降温至90℃时卸下粘合模具，插入精整模具，继续降温至70℃，加压力至15MN，继续降温，当温度降到40℃以下后卸压，将成型料推出热压机。
(5)在接料辊道上待成型料继续冷却至室温后，去掉上、下上光板，按成品板尺寸进行切割，制成40mm厚的铅硼聚乙烯厚板。
实施例三一种铅硼聚乙烯板的层压工艺，其步骤是
(1)根据所需成品板的厚度、长度及宽度尺寸按过量5％准备合格的铅硼聚乙烯原料薄板，将原料薄板置于下上光板上，送入加热炉内进行预热，预热到90℃后保温1.2小时。
(2)将预热好的原料薄板先安装上上光板，在装上粘合模具送入25MN的单层热压机，在1.5MN压力下进行排气，加压排气过程重复进行6次。
(3)热压机通过其上下热板对原料薄板加热，使其在1.5MN压力下升温至115℃，保温13分钟。
(4)当成型料降温至85℃时卸下粘合模具，插入精整模具，继续降温至65℃，加压力至12MN，继续降温，当温度降到40℃以下后卸压，将成型料推出热压机。
(5)在接料辊道上待成型料继续冷却至室温后，去掉上、下上光板，按成品板尺寸进行切割，制成30mm厚的铅硼聚乙烯厚板。
通过本发明的层压工艺制成的铅硼聚乙烯厚板，对样品板进行检验，达到下列技术指标a.化学成份均匀Pe≥18％，B≥1.0±0.17％，Pb≥80±1％b.内部缺陷及杂质无大于3mm的气孔和夹杂c.力学性能σb≥8.5Mpa，冲击韧性(缺口)≥3.0kj/m3d.尺寸厚40±1.2mm，长1600+30mm，宽700+15mme.材料密度ρ≥3.4g/cm3f.表面光亮平整，无裂纹、气泡及压痕、折叠、层离和划伤。
权利要求
1.一种铅硼聚乙烯板的层压工艺，其特征在于(1)根据所需成品板的厚度、长度及宽度尺寸准备适量的合格铅硼聚乙烯原料薄板，预热到80～100℃后保温；(2)将预热好的原料薄板装上粘合模具送入单层热压机，在1～2MN压力下进行排气；(3)在热压机中，原料薄板在1～2MN压力下升温至110～120℃，保温；(4)在热压机中，将成型料降温至80～90℃时卸下粘合模具，插入精整模具，当温度降至60～70℃时加压力至10～15MN，当温度降至40℃以下时卸压，将成型料推出热压机；(5)成型料冷却至室温后，按成品板尺寸切割，制成铅硼聚乙烯厚板。
2.根据权利要求
1所述的铅硼聚乙烯板的层压工艺，其特征在于所述步骤(1)中应按过量5％准备原料量，所述原料薄板的预热过程是在加热炉内进行的，并将原料薄板置于下上光板上，保温的时间为1～1.5小时。
3.根据权利要求
1所述的铅硼聚乙烯板的层压工艺，其特征在于所述步骤(2)中在装上粘合模具之前先在原料薄板上安装上上光板，加压排气的过程要重复5～7次。
4.根据权利要求
1所述的铅硼聚乙烯板的层压工艺，其特征在于所述步骤(3)中的热压机通过上下热板对成型料加热，所述保温时间为10～15分钟。
5.根据权利要求
1～4任一所述的铅硼聚乙烯板的层压工艺，其特征在于所述铅硼聚乙烯原料薄板的厚度为2～3mm，成型后的所述铅硼聚乙烯厚板的厚度为10～40mm。
专利摘要
本发明公开了一种放射性屏蔽材料板的层压工艺，具体为铅硼聚乙烯板的层压工艺。主要工艺为准备适量的合格铅硼聚乙烯原料薄板，预热保温后装上粘合模具送入单层热压机加压加热进行排气和粘合，然后利用精整模具进行降温精整，冷却到室温后切割即制成铅硼聚乙烯厚板。通过本发明的层压工艺制成的铅硼聚乙烯厚板，化学成份均匀，力学性能达到使用要求，表面光亮平整，无压痕、折叠、层离和划伤，内部无裂纹或气泡，可作为反应堆的屏蔽材料。
文档编号G21F1/10GKCN1504314SQ02153840
公开日2004年6月16日 申请日期2002年12月5日
发明者张世恩, 杨勇飞, 邹从沛, 蒋明忠, 王晓敏, 刘玉辉, 杨军, 姚蜀红, 刘超红 申请人:中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan