[发明专利]稀土/钨/聚乙烯复合梯度防核辐射材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土/钨/聚乙烯复合梯度防核辐射材料及其制备方法。

背景技术

随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展，各种放射性射线被广泛应用，射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐被人类所认识。经常接触放射性射线的人会出现皮肤烧伤、毛发脱落、眼痛、白血球减少甚至骨髓瘤等症状，因此，对防护这些射线的各种屏蔽材料的研究便成为一项十分重要和迫切的课题。然而，近年来随着射线装置和核技术应用的进一步发展，传统、单一的屏蔽材料已经不能满足诸如移动式反应堆和可携带辐射源等的防护要求，如混凝土重量重，可移动性差；Pb有毒，对能量高于88keV和13～40keV之间的射线有良好的吸收能力；但对能量介于40～88keV之间的射线却存在一个“Pb的弱吸收区”，对中子吸收屏蔽效果差；硼热中子吸收性能递减，为克服由此带来的挑战，制备质轻、无毒、物理性质优异、屏蔽效果好且性能持久的新型防辐射材料的研究便成为了屏蔽材料研究最热门的方向之一。

发明内容

本发明的目的是要解决现有防核辐射材料体积大、可移动性差、含铅毒、屏蔽范围窄和屏蔽效能递减的问题，本发明提供了一种稀土/钨/聚乙烯复合梯度防核辐射材料及其制备方法。

本发明的稀土/钨/聚乙烯复合梯度防核辐射材料由下至上依次将材料一、材料二、材料三、材料四和材料五叠加后在热压机内热压合制备得到的，所述材料一为单层材料A，所述材料二为单层材料B或单层材料E，所述材料三为单层材料D或单层材料E，所述材料四为单层材料C，所述材料五为单层材料F，且材料一、材料二、材料三、材料四和材料五不相同；其中单层材料A按重量份由50份的聚乙烯、40份的钨粉、0.5份硅烷偶联剂和10份的稀土氧化物制成，单层材料B按重量份由55份的聚乙烯、10份的稀土氧化物、15份的钨粉、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和20份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物制成，单层材料C按重量份由55份的聚乙烯、20份的钨粉、5份的稀土氧化物、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和20份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物制成，单层材料D按重量份由55份的聚乙烯、5份的钨粉、20份的稀土氧化物、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和20份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物制成，单层材料E按重量份由55份的聚乙烯、5份的钨粉、5份的稀土氧化物、15份的钨粉、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和35份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物制成，单层材料F按重量份由55份的聚乙烯、0.5份偶硅烷联剂和45份的钨粉制成。

本发明的稀土/钨/聚乙烯复合梯度防核辐射材料的制备方法是通过以下步骤实现的：

一、制备单层材料A：a、按重量份称取50份的聚乙烯、40份的钨粉、0.5份硅烷偶联剂和10份的稀土氧化物，然后将称取的钨粉和稀土氧化物用硅烷偶联剂处理后得混合物料，再加入聚乙烯，搅拌均匀得混合物，再将混合物挤压或密炼得粗单层材料A；b、将粗单层材料A在120～130℃温度下预热5～10min，然后在100～150kg/cm²的压力下单片剪切3～6次，得单层材料A；

二、制备单层材料B：a、按重量份称取55份的聚乙烯、15份的钨粉、10份的稀土氧化物、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和20份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物，然后将称取的钨粉和稀土氧化物用硅烷偶联剂处理得混合物料，再向混合物料中加入聚乙烯、原位反应引发剂和稀土元素的甲基丙烯酸化合物，搅拌均匀得混合物，再将混合物挤压或密炼得粗单层材料B；b、将粗单层材料B在140～150℃温度下预热5～10min，然后在300～350kg/cm²的压力下单片剪切3～6次，得单层材料B；

三、制备单层材料C：a、按重量份称取55份的聚乙烯、20份的钨粉、5份的稀土氧化物、0.5份硅烷偶联剂、0.2份原位反应引发剂和20份的稀土元素的甲基丙烯酸化合物，然后将称取的钨粉和稀土氧化物用硅烷偶联剂处理得混合物料，再向混合物料中加入聚乙烯、原位反应引发剂和稀土元素的甲基丙烯酸化合物，搅拌均匀得混合物，再将混合物挤压或密炼得粗单层材料C；b、将粗单层材料C在140～150℃温度下预热5～10min，然后在300～350kg/cm²的压力下单片剪切3～6次，得单层材料C；