一种层压式中子辐射屏蔽复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种层压式中子辐射屏蔽复合材料及其制备方法，为三层复合结构，底层是聚乙烯纤维增强环氧树脂基体，中间层为硼纤维增强环氧树脂基体，上层是接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维增强环氧树脂基体。所述的环氧树脂基体，原料基本组成按重量分为：100份的双酚A环氧树脂、8-15份咪唑固化剂和3-7份硅烷偶联剂。底层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的5%wt-20%wt的B4C；上层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的10%wt-30%wt的氧化铅。针对传统的的中子屏蔽复合材料没有把慢化吸收这两种功能分开而导致的吸收体功能发挥不足的缺点而特别制作的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于层压式中子屏蔽辐射材料的制备，主要应用在中子防护的领域内。随着科技的进步和人类对于能源与地外空间的探索，核技术在越来越多的领域得到应用，它们可长时间提供所需的能量，而且不产生温室气体。这也使得核技术在当今科学技术中有举足轻重的地位。然而，核技术是一把“双刃剑”，在造福人类的同时，也可能产生严重的辐射伤害。相较于α粒子、β粒子、Υ光子等人类已掌握成熟辐射屏蔽技术的射线来说，不同能级中子与物质作用截面的巨大差异性，以及作用后产生的大量次生Y射线，使得中子射线的辐射屏蔽一直是困扰中子工业应用的难题。传统的中子屏蔽材料是聚乙烯等高分子聚合物中混入硼粉或硼粉和铅粉，这种传统材料的缺陷是不能充分发挥靠近中子源的硼原子的吸收中子能力和铅吸收次级Y射线的能力，在使用相同材料的同时不能达到各成分作用的最大化，造成了很大的浪费。为了解决现有技术存在的使用相同材料时，不能达到各成分作用的最大化的缺点，本专利技术公开了，把材料分梯度制作，在环氧树脂中加入不同种类的粉末提高了屏蔽效率。本专利技术的技术方案为一种层压式中子辐射屏蔽复合材料，为三层复合结构，底层是聚乙烯纤维增强环氧树脂基体，中间层为硼纤维增强环氧树脂基体，上层是接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维增强环氧树脂基体。所述的环氧树脂基体，原料基本组成按重量分为 100份的双酚A环氧树脂、8-15份咪唑固化剂和3-7份硅烷偶联剂。底层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的5%wt-20%wt的；上层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的10%wt-30%wt的氧化铅。 所述的双酚A环氧树脂的结构式为权利要求1.一种层压式中子辐射屏蔽复合材料，其特征在于，为三层复合结构，底层是聚乙烯纤维增强环氧树脂基体(1)，中间层为硼纤维增强环氧树脂基体(2)，上层是接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维增强环氧树脂基体(3 )。2.所述的环氧树脂基体，原料基本组成按重量分为100份的双酚A环氧树脂、8-15 份咪唑固化剂和3-7份硅烷偶联剂；底层环氧树脂基体(1)中另添加占本份环氧树脂总重量的5%wt-20%wt WB4C;上层环氧树脂基体(3)中另添加占本份环氧树脂总重量的 10%wt-30%wt的氧化铅。3.如权利要求1所述的层压式中子辐射屏蔽复合材料，其特征在于，所述的双酚A环氧树脂的结构式为4.如权利要求1所述的层压式中子辐射屏蔽复合材料，其特征在于，所述的咪唑固化剂为甲基咪唑或乙基咪唑。5.如权利要求1所述的层压式中子辐射屏蔽复合材料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为 KH-550。6.制备权利要求1、任一所述的层压式中子辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于， 步骤为第一步，配制环氧树脂手糊原料组成按重量份为100份的双酚A环氧树脂、8-15份咪唑固化剂和3-7份硅烷偶联剂混合均勻，备用；第二步，制备接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维布将聚乙烯纤维布经过Y辐射使表面产生自由基，然后加入丙烯酸进行接枝反应，反应后洗去未接枝上的丙烯酸，得到接枝了丙烯酸的聚乙烯纤维布；加入氧化铅，得到接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维布；第三步，将聚乙烯纤维布铺放好，取用第一步配制的双酚A环氧树脂浸涂纤维布，形成宽5飞cm的纤维增强环氧树脂条，制成中子慢化体；第四步，在其上继续铺放硼纤维布，取第一步配制的双酚A环氧树脂，加入占本份环氧树脂总重量的5%wt-20%wt的B4C粉末，与树脂混合均勻，浸涂在硼纤维布上，形成2 3cm宽的纤维增强环氧树脂条，制成中子吸收体；第五步，继续在其上铺放第二步制备的接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维布，取第一步配制的双酚A环氧树脂，加入占本份环氧树脂总重量的10%wt-30%wt的氧化铅粉末，与树脂混合均勻，浸涂纤维布，形成2 3cm宽的次级射线吸收体； 第六步，固化脱模得到成品。全文摘要本专利技术公开了，为三层复合结构，底层是聚乙烯纤维增强环氧树脂基体，中间层为硼纤维增强环氧树脂基体，上层是接枝了丙烯酸铅的聚乙烯纤维增强环氧树脂基体。所述的环氧树脂基体，原料基本组成按重量分为100份的双酚A环氧树脂、8-15份咪唑固化剂和3-7份硅烷偶联剂。底层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的5%wt-20%wt的B4C；上层环氧树脂基体中另添加占本份环氧树脂总重量的10%wt-30%wt的氧化铅。针对传统的的中子屏蔽复合材料没有把慢化吸收这两种功能分开而导致的吸收体功能发挥不足的缺点而特别制作的。文档编号B32B27/32GK102529239SQ201110370239公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日专利技术者汤晓斌, 王鹏, 陈达, 陈飞达 申请人:南京航空航天大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓斌，陈飞达，王鹏，陈达，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：