一种柔性中子屏蔽材料及其生产工艺的制作方法

本发明涉及中子屏蔽技术领域，特别涉及一种有机硅胶柔性中子屏蔽材料。

背景技术：

中子屏蔽在核技术领域是一个重要的问题。不管是中子仪器设备，中子测量实验，还是用中子开展癌症治疗，都有众多场合需要使用可弯折的柔性屏蔽材料来阻挡吸收中子。做柔性中子屏蔽材料的高分子基体有树脂、橡胶、硅胶、聚乙烯等。目前有多种柔性中子屏蔽材料的技术和工艺，目的是吸收中子，同时减少次级伽马释放。比如“一种无毒环保可穿戴型柔性低氢中子屏蔽材料”中选择低氢就是为了减少活化伽马。但是柔性屏蔽材料粘结剂都是高分子材料，都不可避免含有很多氢元素，也就是次级伽马射线不可避免。因此，如何设计一种能够吸收屏蔽中子且能够防止次级伽马射线的柔性中子屏蔽材料及其生产工艺正是本发明人所要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种可吸收中子且能够防止次级伽马射线的柔性中子屏蔽材料及其生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种柔性中子屏蔽材料，按重量百分比计算，包括如下组分：30~80%的有机硅胶、8~65%的碳化硼粉末、5~30%的氧化钆粉末、5~30%的超细铅粉末以及0.2~2%的硫化剂。

优选的，所述有机硅胶的硬度为40~70度。

优选的，所述碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末的粒径均小于1μm。

一种柔性中子屏蔽材料的生产工艺，包括如下步骤：

a、使用粉体分散剂对碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末进行预处理；

b、使用炼胶机对硅胶进行炼胶，在炼胶过程中，逐渐添加碳化硼粉末、氧化钆粉末或铅粉末，同时加入硫化剂；

c、放完粉末后，继续炼胶3小时，保证粉末与硅胶混合均匀，得到炼制好的生硅胶；

d、把炼制好的生硅胶切成小块，放进模具中加热到180℃~250℃，静置2分钟，使之变成熟硅胶，打开模具得到硅胶板；

e、使用高粘性双面胶粘贴到硅胶板制成柔性中子屏蔽材料。

优选的，所述双面胶粘贴前喷硫化剂确保双面胶能够与硅胶粘连紧密。

本发明相对于现有技术具有如下优点，配合双面粘胶可粘贴到墙壁或者设备上，可弯折粘贴，具有柔软性，其中碳化硼比例高达60%，碳化硼密度高达0.8g/cm3,使用2mm柔性屏蔽板，其碳化硼（陶瓷）当量达到0.6mm以上，对1ev中子透射率低于40%,0.1ev中子透射率低于5%.对于大部分杂散中子都可以达到降低1个量级的屏蔽效果，附图1是测试透射率图。可以实现吸收中子，屏蔽中子的目的，且能够防止次级伽马射线，具有柔软性和强度，确保使用时候能够随意弯折，并且耐辐照能够适应高温环境。

附图说明

图1为本发明的柔性中子屏蔽材料测试透射率图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种柔性中子屏蔽材料，按重量百分比计算，包括如下组分：30~80%的有机硅胶、8~65%的碳化硼粉末、5~30%的氧化钆粉末、5~30%的超细铅粉末以及0.2~2%的硫化剂。

优选的，所述有机硅胶的硬度为40~70度。

优选的，所述碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末的粒径均小于1μm。

一种柔性中子屏蔽材料的生产工艺，包括如下步骤：

a、使用粉体分散剂对碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末进行预处理；

b、使用炼胶机对硅胶进行炼胶，在炼胶过程中，逐渐添加碳化硼粉末、氧化钆粉末或铅粉末，同时加入硫化剂；

c、放完粉末后，继续炼胶3小时，保证粉末与硅胶混合均匀，得到炼制好的生硅胶；

d、把炼制好的生硅胶切成小块，放进模具中加热到180℃~250℃，静置2分钟，使之变成熟硅胶，打开模具得到硅胶板；

e、使用高粘性双面胶粘贴到硅胶板制成柔性中子屏蔽材料。

优选的，所述双面胶粘贴前喷硫化剂确保双面胶能够与硅胶粘连紧密。

本方案的一种柔性中子屏蔽材料可作为中子吸收材料，配合双面粘胶可粘贴到墙壁或者设备上，可弯折粘贴，具有柔软性，其中碳化硼比例高达60%，碳化硼密度高达0.8g/cm³,使用2mm柔性屏蔽板，其碳化硼（陶瓷）当量达到0.6mm以上，对1ev中子透射率低于40%,0.1ev中子透射率低于5%.对于大部分杂散中子都可以达到降低1个量级的屏蔽效果，附图1是测试透射率图。可以实现吸收中子，屏蔽中子的目的，且不含氢元素能够防止次级伽马射线，具有柔软性和强度，确保使用时候能够随意弯折，并且耐辐照能够适应高温环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种柔性中子屏蔽材料，其特征在于，按重量百分比计算，包括如下组分：30~80%的有机硅胶、8~65%的碳化硼粉末、5~30%的氧化钆粉末、5~30%的超细铅粉末以及0.2~2%的硫化剂。

2.根据权利要求1所述的一种柔性中子屏蔽材料，其特征在于：所述有机硅胶的硬度为40~70度。

3.根据权利要求1所述的一种柔性中子屏蔽材料，其特征在于：所述碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末的粒径均小于1μm。

4.一种柔性中子屏蔽材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a、使用粉体分散剂对碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末进行预处理；

b、使用炼胶机对硅胶进行炼胶，在炼胶过程中，逐渐添加碳化硼粉末、氧化钆粉末或铅粉末，同时加入硫化剂；

c、放完粉末后，继续炼胶3小时，保证粉末与硅胶混合均匀，得到炼制好的生硅胶；

d、把炼制好的生硅胶切成小块，放进模具中加热到180℃~250℃，静置2分钟，使之变成熟硅胶，打开模具得到硅胶板；

e、使用高粘性双面胶粘贴到硅胶板制成柔性中子屏蔽材料。

5.根据根据权利要求4所述的一种柔性中子屏蔽材料，其特征在于：所述双面胶粘贴前喷硫化剂确保双面胶能够与硅胶粘连紧密。

技术总结
本发明公开了一种柔性中子屏蔽材料及其生产工艺。本发明的技术方案是：按重量百分比计算，包括如下组分：30~80%的有机硅胶、8~65%的碳化硼粉末、5~30%的氧化钆粉末、5~30%的超细铅粉末以及0.2~2%的硫化剂。步骤包括：a、使用粉体分散剂对碳化硼粉末、氧化钆粉末以及细铅粉末进行预处理；b、使用炼胶机对硅胶进行炼胶，在炼胶过程中，逐渐添加碳化硼粉末、氧化钆粉末或铅粉末，同时加入硫化剂；c、放完粉末后，继续炼胶3小时，保证粉末与硅胶混合均匀，得到炼制好的生硅胶；d、把炼制好的生硅胶切成小块，放进模具中加热到180℃~250℃，静置2分钟，使之变成熟硅胶，打开模具得到硅胶板；使用高粘性双面胶粘贴到硅胶板制成柔性中子屏蔽材料。

技术研发人员：梅龙伟
受保护的技术使用者：禾材高科(苏州)有限公司
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021.07.30