【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及屏蔽材料。具體地說是一種高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料及其制備方法。
技術介紹
1、鉛硼聚乙烯是一種將鉛粉、碳化硼粉及加工助劑加入到聚乙烯中制備的復合屏蔽材料。鉛硼聚乙烯材料中的聚乙烯含氫量高，氫元素對快中子有良好的減弱能力；碳化硼中硼元素含量高，硼元素具有較大的吸收熱中子截面；鉛元素對γ輻射屏蔽效果較好；因此鉛硼聚乙烯同時具有優良的快中子、熱中子及γ輻射屏蔽效果，與傳統的金屬材料相比，鉛硼聚乙烯有助于屏蔽結構的簡化，減輕屏蔽體的重量，縮小屏蔽體的體積，在核技術裝置的屏蔽防護設計中得到了廣泛的應用。
2、專利技術專利cn?104610637?a“一種含硼超高分子量聚乙烯板材的加工方法”提到用酒精稀釋偶聯劑噴到超高分子量聚乙烯和碳化硼混合后的粉末中，待酒精揮發完畢后，直接在壓機中升溫到270℃模壓成型，并給出了板材的屏蔽性能數據，但并未給出力學性能數據。采用偶聯劑酒精噴灑的方法只是將偶聯劑噴砂于材料表層，界面改善效果有限，同時模壓時間過長，聚乙烯長期高溫易降解，而且生產效率較低，對材料綜合性能產生不利影響。專利技術專利cn?112961423a“一種鉛硼聚乙烯板材及尺寸控制方法”提到采用碳化硼粉、鉛粉和超高聚乙烯粉混合，放入模具后逐步加熱加壓到170℃～200℃，然后再放入冷壓機中保壓冷卻到室溫出模。該專利未提及加入表面處理劑，同時逐步升溫過程需要較長時間。
3、目前高密度的超高分子量聚乙烯為基材的鉛硼聚乙烯材料，由于超高分子量聚乙烯表面極性低，熔融指數很高，和無機助劑的相容性較差，與高填量的鉛粉、
技術實現思路
1、為此，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料及其制備方法，在保證混合均勻性的基礎上提高鉛硼聚乙烯板材的生產效率，通過添加合適的表面相容劑，配合相應工藝流程，可以顯著改善超高分子量聚乙烯與鉛粉的相容性，力學強度顯著提高，加工時主要形成鉛硼材質的碎屑，大大減少鉛粉揚塵的產生，顯著提高了環境安全性。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，由以下組份組成：8～25wt％的超高分子量聚乙烯粉、0.5～8.0wt％的碳化硼粉末、70～90wt％的鉛粉、0.1～0.2wt％的抗氧劑和0.5～2.0wt％潤滑劑。
4、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，碳化硼粉末粒徑小于或等于100μm。
5、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，鉛粉粒徑為80～500目，鉛粉純度大于或等于99.5wt％。
6、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑7910、抗氧劑fd958和抗氧劑fd658中的一種或多種。
7、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，抗氧劑粒徑為200目。
8、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，潤滑劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟，聚乙烯蠟熔點≥132℃。
9、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，超高分子量聚乙烯粉用粘度系數為1000～4500ml/g的超高分子量聚乙烯制成。
10、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料的密度為3.0～5.0g/cm3。
11、上述高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料的制備方法，包括如下步驟：
12、步驟1)混合：將超分子量聚乙烯粉、碳化硼粉末、鉛粉、阻燃劑、抗氧劑粉、偶聯劑和潤滑劑稱量好后放入干粉混合機中進行混合，制得混合粉料，轉速為20～60r/min，混合時間為2～120min；
13、步驟2)混煉：將步驟1)制得的混合粉料加入到密煉機的流變儀腔室中加熱攪拌10～300s，制得混合物料，密煉機溫度為160～190℃，轉速為10～40r/min；
14、步驟3)模壓：將步驟2)制得的混合物料稱重后放入模具中進行壓制，制得高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，模具溫度為150～190℃，壓制用壓強為10～20mpa，壓制時間為20～40min。
15、上述制備方法，在步驟3)中，壓制過程的具體操作為：
16、步驟3-1)預壓5～10min，預壓壓強為3～5mpa，預壓溫度為130～150℃；
17、步驟3-2)兩階段正式壓制：第一階段正式壓制的壓制時間為5～10min，壓強為10mpa，溫度為150～170℃；第二階段正式壓制的壓制時間為10～20min，壓強為15～20mpa，溫度為170～190℃；
18、步驟3-3)同冷卻水降溫至50～60℃，壓強保持在18～20mpa。
19、本專利技術的技術方案取得了如下有益的技術效果：
20、1、利用本專利技術中的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料制備方法制備高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料時，升溫模壓時間僅1～2h即可進入冷壓機冷卻，顯著提高了生產效率。
21、2、本專利技術中的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料顯著提高了拉伸強度及彎曲強度，耐輻照性能也顯著提高，提高了材料的適用范圍核及使用壽命。
22、3、本專利技術中的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料中鉛粉緊密附著于聚乙烯織態結構中，形成了高強度的聚乙烯-鉛微結構，顯著減少了切割、加工過程中的鉛粉塵霧的生成，保護了操作人員的身體健康，降低了環境污染。
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1.一種高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，由以下組份組成：8～25wt％的超高分子量聚乙烯粉、0.5～8.0wt％的碳化硼粉末、70～90wt％的鉛粉、0.1～0.2wt％的抗氧劑和0.5～2.0wt％潤滑劑。
2.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，碳化硼粉末粒徑小于或等于100μm。
3.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，鉛粉粒徑為80～500目，鉛粉純度大于或等于99.5wt％。
4.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑7910、抗氧劑FD958和抗氧劑FD658中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，抗氧劑粒徑為200目。
6.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，潤滑劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟。
7.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，超高分子量聚乙烯粉用粘度系數為1000～4500ml/g的超高分子量聚乙烯制成。p>
8.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料的密度為3.0～5.0g/cm3。
9.權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在步驟3)中，壓制過程的具體操作為：
...【技術特征摘要】
1.一種高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，由以下組份組成：8～25wt％的超高分子量聚乙烯粉、0.5～8.0wt％的碳化硼粉末、70～90wt％的鉛粉、0.1～0.2wt％的抗氧劑和0.5～2.0wt％潤滑劑。
2.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，碳化硼粉末粒徑小于或等于100μm。
3.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，鉛粉粒徑為80～500目，鉛粉純度大于或等于99.5wt％。
4.根據權利要求1所述的高強鉛硼聚乙烯基屏蔽材料，其特征在于，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑7910、抗氧劑fd958和抗氧劑fd658中的一種或多種。
5.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張龍，秦培中，劉江偉，王連才，酒永斌，吳文婷，孟憲芳，張艷霞，
申請(專利權)人：北京市射線應用研究中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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