[发明专利]一种组合物、由其制得的防中子板及防中子板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中子防护板领域，特别地，涉及一种用于制备防中子板的组合物，此外，本发明还涉及一种采用上述组合物制成的防中子板及其制备方法。

背景技术

中子是核辐射中的一种，穿透力强，对人体有外照性损伤。为了防止中子对人体的伤害，国内外普遍采用含硼的聚乙烯板对中子进行屏蔽防护。由于中子的静止质量为1.0086649u，而氢原子的静止质量是1.007825u，中子的原子质量和氢原子的原子质量相近，因此，当快中子与屏蔽体的氢原子核发生碰撞时，最容易将快中子的能量传递给氢原子而损失能量，从而将快中子慢化为慢中子和热中子。屏蔽体中含氢量越多，则慢化作用越强，聚乙烯中含有的氢原子最多，是常用的快中子的慢化剂，达到减缓核反应的作用，是良好的防中子板的材料。硼酸是热中子的良好吸收剂，由于快中子被慢化成慢中子和热中子后，热中子不能被吸收，不能达到完全屏蔽热快中子的目的，硼元素对热中子的吸收截面大，并且不产生高能γ辐射，能完全吸收热中子。同时硼的丰度为18.98%，易于获取。

在制备防中子板的过程中产生大量的热量，而硼酸在100~105℃将会脱水变成偏硼酸（HBO₂）；而在104~160℃之间长时间的加热成会转为四硼酸（H₂B₄O₇）,也叫焦硼酸；继续加180℃则会分解，再继续加热则变为（B₂O₃）三氧化二硼，而导致防护中子的性能降低或丧失。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于制备防中子板的组合物，由其制得的防中子板和该防中子板的制备方法，以解决现有技术中硼酸不耐高温，防中子板屏蔽中子的能力不强的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于制备防中子板的组合物，包括46.1~62.9重量份硼酸、27.8~48.5重量份低密度聚乙烯，5.4~9.3重量份改性剂、2重量份炭黑、1重量份增塑剂。

进一步地，低密度聚乙烯的密度为0.92，熔体指数为2~7g/10min；改性剂为乙烯~醋酸乙烯共聚物；增塑剂为苯二甲酸二丁酯。

进一步地，乙烯~醋酸乙烯中醋酸乙烯的含量为14~16%，熔体指数为1.5~2.0g/10min。

进一步地，组合物进一步包括0.04~0.1重量份润滑剂、0.04~1重量份抗氧化剂；润滑剂为油酸酰胺；抗氧化剂为2,6~二叔丁基对甲酚。

本发明的另一方面还提供了由上述组合物制备而成的防中子板。

本发明的另一方面，还提供了上述的防中子板的制备方法，包括配料、混合、挤出初塑、破碎、挤出终塑、压延、模压成型步骤，其特征在于，

采用权利要求1~4中任一项的组合物作为物料，

挤出初塑步骤中加料段温度为70~80℃，塑化段温度为80~100℃，螺杆转速20~25r/min。

进一步地，混合步骤的转速为20~30r/min，混合温度为50~60℃。

进一步地，挤出终塑步骤中加料段温度为70~80℃，塑化段温度为90℃~103℃，螺杆转速15~20r/min。

进一步地，压延步骤中以油为加热介质对辊筒加热至140~150℃，辊筒线速度为8~10m/min，抱辊时间为0.8~1.0min。

进一步地，模压成型步骤包括预压、热压、冷压阶段；

预压阶段的温度为99~108℃，压力为0.5mpa，时间为20min；

热压阶段的温度为151~158℃，压力为0.2mpa，时间为10min；

冷压阶段步骤为在常温下进行，压力为0.3mpa，时间为30min。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的组合物，易于加工成防中子板，塑化效果良好，其硼含量达到8%~11%，高于现有技术3%~6%，使制备而成的层压板屏蔽中子能力明显增强。

本发明提供的防中子板屏蔽效果好，韧性强，经久耐用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式