The invention provides a preparation method of a neutron radiation proof material of superfine fiber, the superfine fiber material with PP slice and nano B4C blends as raw material, titanate coupling agent and TAS 2A as additive, the meltblown PP/B4C blend melt spinning. The fast neutron moderator material (polypropylene) and slow neutron absorbing material (nano boron carbide) blend of the two, in the use of titanate coupling agent on the basis of nanometer boron carbide surface modified, added TAS 2A dispersant, the B4C nanoparticles uniformly adhered on the surface of the carrier, and made PP/B4C masterbatch the matrix section according to the proportion of blending with meltblown spinning, the nano boron carbide dispersed in the polypropylene superfine fiber, ultra-fine fiber mesh material is soft and fluffy, thin, breathable, and made of thermal neutron shielding door door service rate reached 80%.
【技术实现步骤摘要】
一种防中子辐射的超细纤维材料的制备方法
本专利技术属于纺丝领域,具体涉及一种防中子辐射的超细纤维材料的制备方法。
技术介绍
中子是一种不带电荷的中性粒子,有快中子和慢中子之分,它穿透力很强,在空气中传播距离较远,有研究表明中子对人体的危害远远高于X射线和γ射线。中子防护实质就是将快中子慢化和慢中子吸收,进而将中子屏蔽。含硼化合物是制备中子辐射防护材料的最佳屏蔽材料,国内外中子防护材料多将含氢多的高聚物和无机硼化物熔融共混制成复合板材或纺丝再织成服装。聚丙烯(PP)和碳化硼(B4C)是常用的中子防护材料,碳化硼必须在聚丙烯中分散高度均匀才能避免辐射屏蔽的穿孔效应,但是具有化学惰性的B4C和非极性化合物PP的相容性很差,所以有关PP/B4C共混体系的相容性研究是防中子辐射材料研制的一大关键问题。目前采用在B4C与PP的共混物中添加偶联剂(硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂)来对B4C表面进行改性,从而改善B4C的浸润性、分散性,但通过电镜观察,B4C粒子团聚现象严重,无法真正实现均匀分散。为此,为了提高中子屏蔽率,只能增加B4C含量(碳化硼皮芯型纤维最大含量40%,复合板材的添加量更高)和复合板材、织物厚度,做为服装材料时就会使面料柔软性差,透气性不好,过于沉重,行动不便,价格昂贵,并且防护漏洞多,达不到防护要求的指标。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术及原料所存在的上述问题,提供一种物理化学性能优良,中子屏蔽性能良好且轻薄、柔软的PP/B4C超细纤维网状材料的制备方法。中子防护实质就是将快中子慢化和慢中子吸收进而将中子屏蔽。快中子慢化的材料主要有氢元素含量很高的 ...
【技术保护点】
一种防中子辐射的超细纤维材料的制备方法,其特征在于步骤如下:所述超细纤维材料以PP切片和纳米B4C共混物为原料,钛酸酯偶联剂和TAS‑2A为添加剂,采用熔喷法将PP/B4C共混物熔融纺丝。
【技术特征摘要】
1.一种防中子辐射的超细纤维材料的制备方法,其特征在于步骤如下:所述超细纤维材料以PP切片和纳米B4C共混物为原料,钛酸酯偶联剂和TAS-2A为添加剂,采用熔喷法将PP/B4C共混物熔融纺丝。2.根据权利要求1所述的防中子辐射的超细纤维材料的制备方法,其特征在于具体步骤如下:(1)PP/B4C母粒的制备:先将PP切片、钛酸酯偶联剂在高速捏合机中进行混合,当温度达到90℃时将纳米B4C和TAS-2A加入,混合20-30min后出料冷却,用双螺杆挤出机熔融挤出造粒,得到PP/B4C母粒;(2)对步骤(1)得到的PP/B4C母粒进行干燥,干燥温度100-120℃,干燥时间2-3h;(3)将步骤(2)干燥后的PP/B4C母粒和PP切片以质量比为1:2混合后送入螺杆挤出机,经过螺杆熔融挤出、过滤器过滤、计量泵计量后送至熔喷纺丝组件,熔体经喷丝孔挤出后经气流牵伸生成超细纤维,超细纤维经成网帘上收集形成超细纤维材料。3.根据权利要求2所述的防中子辐射的超细纤维材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中PP切片、纳米B4C、钛酸酯偶联剂和TAS-2A的质量比为(70-90):(10-20):(3-8):(1.5-3)。4.根据权利要求2所述的防中子辐射的超细纤维材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中双螺杆挤出机熔融挤出造粒的温度为:Ⅰ区160℃、Ⅱ区170℃、Ⅲ区170℃、Ⅳ区172℃、机头162℃。5.根据权利要求2所述的防...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫新,娄辉清,盛杰侦,石素宇,周真佳,
申请(专利权)人:河南工程学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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