一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核輻射防護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法，用于核電站和其它核設(shè)施的福射屏蔽。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛硼聚乙烯板材在輻射防護領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其對中子和Y均有很好的屏蔽效果。在設(shè)計輻射防護屏蔽體時，按照結(jié)構(gòu)與位置需要，不可避免的會使用到鉛硼聚乙烯板材，因此，設(shè)計一種可靠性強，屏蔽效果好的用于中子和Y屏蔽的鉛硼聚乙烯板材十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種用于中子和Y屏蔽的鉛硼聚乙烯板材的加工方法，其獲得鉛硼聚乙烯板材，可靠性強，屏蔽效果好。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種用于中子和Y屏蔽的鉛硼聚乙烯板材的加工方法，其組分為鉛砂顆粒、高密度聚乙烯、碳化硼、硅烷偶聯(lián)劑等，鉛硼聚乙烯板材壓制需首先加工鉛硼聚乙烯顆粒，再通過鉛硼聚乙烯顆粒生產(chǎn)鉛硼聚乙烯板材。具體步驟如下:
Cl)稱取如下重量比例的組分,鉛砂顆粒:高密度聚乙烯:碳化硼=85.3:12.8:1.9，放入容器中混合攪拌；
(2)將稀釋于酒精的偶聯(lián)劑均勻噴灑在上述混合物中，攪拌充分，放置至液體成分徹底揮發(fā)；
(3)將步驟(2)中得到的混合物置入密煉機中高溫密煉混合70min至混合物到熔融狀態(tài)；
(4)將熔融狀態(tài)的混合物倒入雙螺桿擠出機中，擠出鉛硼聚乙烯柱狀物；
(5)使用風冷方式對鉛硼聚乙烯柱狀物進行冷卻，冷卻至約50°C時對柱狀物進行切割造粒；
(6)將上述步驟制得的鉛硼聚乙烯顆粒倒入平板硫化液壓機中，使鉛硼聚乙烯顆粒在平板硫化液壓機模腔內(nèi)均勻平鋪；
(7)升溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度升至180°C，不需加壓力，在模具自重下擠出物料中的空氣；
(8)保溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度保持在180°C并保持4小時，仍然不加壓力，此時物料全部融化，在模具自重下，擠出物料中的空氣；
(9)降溫保壓階段，使平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度自然下降至45~55°C，施加并持續(xù)1MPa的壓力，使鉛硼聚乙烯板徹底成型穩(wěn)定；
(10)卸壓脫模階段，5分鐘內(nèi)卸去平板硫化液壓機所加壓力至常壓，脫模，獲得成型鉛硼聚乙烯板。
[0005]在上述技術(shù)方案中，酒精和偶聯(lián)劑的配比為，酒精:偶聯(lián)劑=3:1，物料在攪拌容器中的混合時間不少于45分鐘，讓偶聯(lián)劑充分發(fā)揮作用。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑、酒精等輔助材料酌情添加。
[0007]在上述技術(shù)方案中，物料在攪密煉中的密煉時間不少于6O分鐘，密煉溫度為150°C，使物料變成熔融狀態(tài)。
[0008]在上述技術(shù)方案中，鉛硼聚乙烯板的長寬尺寸和厚度可以根據(jù)不同需求進行調(diào)難
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[0009]本發(fā)明方法加工的鉛硼聚乙烯板材，可靠性強，屏蔽效果好，可廣泛用于核電站和其它核設(shè)施的中子和Y福射屏蔽。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0012]如圖1所示，本實施例提供一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法，具體的工藝流程為:
(1)將鉛砂顆粒、高密度聚乙烯和碳化硼分別稱重85.3kg、12.8kg、1.9kg并置入攪拌容器中攪拌20分鐘，使物料均勻混合；
(2)將稀釋于酒精的偶聯(lián)劑均勻噴灑在上述混合物中，繼續(xù)攪拌25分鐘以上，待液體成分徹底揮發(fā)，使偶聯(lián)劑徹底發(fā)揮作用；其中，偶聯(lián)劑0.3kg、酒精0.9kg，
(3)將攪拌好的混合物倒入密煉機中，在150°C下將物料密煉70min為熔融狀態(tài)；
(4)將熔融狀態(tài)的混合物倒入雙螺桿擠出機中擠出直徑為3~4_的鉛硼聚乙烯柱狀物，并采用風冷的方式使柱狀物冷卻變硬；
(5)使用切割機將柱狀物切割為長度3~4mm的圓柱形顆粒；
(6)清潔平板硫化液壓機模具，模具中不得留有任何雜質(zhì)，并使用有機硅油等脫模劑在模具上均勻涂刷；
(7)將上述步驟制得的鉛硼聚乙烯顆粒倒入平板硫化液壓機中，使鉛硼聚乙烯顆粒在平板硫化液壓機模腔內(nèi)均勻平鋪，在每個模具外沿均勻布放8個墊塊；
(8)0min~lh，升溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度升至180°C，不需加壓力，在模具自重下擠出物料中的空氣；
(9)lh~5h，保溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度保持在180°C并保持4小時，仍然不加壓力，此時物料全部融化，在模具自重下，擠出物料中的空氣；
(10)5h~20h，降溫保壓階段，使平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度自然下降至約50°C，持續(xù)1MPa的壓力，使鉛硼聚乙烯板徹底成型穩(wěn)定；
(11)20h，卸壓脫模階段，5分鐘內(nèi)卸去平板硫化液壓機所加壓力至常壓，脫模，最終壓制出均勻、致密、美觀、屏蔽效果好的鉛硼聚乙烯板。
[0013]上述實施例中，鉛硼聚乙烯板材的長寬尺寸和厚度可以根據(jù)不同位置的需求進行調(diào)整。
[0014]上述實施例中，成品鉛硼聚乙烯板密度為5.0-5.5g/cm3。
[0015]通過本實施例加工方法獲得的鉛硼聚乙烯板材結(jié)構(gòu)致密緊湊，可靠性強，屏蔽效果好，易于使用維護。厚度為40mm的板材,對6ciCo源的、屏蔽系數(shù)> 2.3 ;厚度為40mm的板材，對252Cf源的快中子屏蔽系數(shù)Kf ^ 2.0 ;厚度為20mm的板材，對252Cf源熱中子的屏蔽率彡96%ο
[0016]本說明書中未做詳細描述的內(nèi)容，屬于被專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)稱取如下重量比例的組分,鉛砂顆粒:高密度聚乙烯:碳化硼=85.3:12.8:1.9，放入容器中混合攪拌； (2)將稀釋于酒精的偶聯(lián)劑均勻噴灑在上述混合物中，攪拌充分，放置至液體成分徹底揮發(fā)； (3)將步驟(2)中得到的混合物置入密煉機中高溫密煉混合70分鐘至混合物到熔融狀態(tài)； (4)將熔融狀態(tài)的混合物倒入雙螺桿擠出機中，擠出鉛硼聚乙烯柱狀物； (5)使用風冷方式對鉛硼聚乙烯柱狀物進行冷卻，冷卻至約50°C時對柱狀物進行切割造粒； (6)將上述步驟制得的鉛硼聚乙烯顆粒倒入平板硫化液壓機中，使鉛硼聚乙烯顆粒在平板硫化液壓機模腔內(nèi)均勻平鋪； (7)升溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度升至180°C，不需加壓力，在模具自重下擠出物料中的空氣； (8)保溫階段，將平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度保持在180°C并保持4小時，仍然不加壓力，此時物料全部融化，在模具自重下，擠出物料中的空氣； (9)降溫保壓階段，使平板硫化液壓機模腔內(nèi)溫度自然下降至45~55°C，施加并持續(xù)1MPa的壓力，使鉛硼聚乙烯板徹底成型穩(wěn)定； (10)卸壓脫模階段，5分鐘內(nèi)卸去平板硫化液壓機所加壓力至常壓，脫模，獲得成型鉛硼聚乙烯板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于步驟(2)中酒精和偶聯(lián)劑的配比為，酒精:偶聯(lián)劑=3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛硼聚乙烯板材的加工方法，其特征在于:步驟(3)中所述的密煉溫度為150°C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及核輻射防護技術(shù)領(lǐng)域，提供一種鉛硼聚乙烯板材的加工方法，用于核電站和其它核設(shè)施的輻射屏蔽。其組分為鉛砂顆粒、高密度聚乙烯、碳化硼、硅烷偶聯(lián)劑等，鉛硼聚乙烯板材壓制需首先加工鉛硼聚乙烯顆粒，再通過鉛硼聚乙烯顆粒生產(chǎn)鉛硼聚乙烯板材。本發(fā)明獲得的鉛硼聚乙烯板材，可靠性強，屏蔽效果好。
【IPC分類】C08K3-38, C08K3-08, B29C69-00, C08L23-06, G21F1-10
【公開號】CN104610638
【申請?zhí)枴緾N201510025161
【發(fā)明人】吳榮俊, 聶凌霄, 許滸, 王益元, 李曉玲, 李文博, 藺常勇, 張磊
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一九研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月19日