[发明专利]一种高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料，其特征在于，以重量份计，其配方包括：硅橡胶基料100份、功能化硼化物128~174份、羟基硅油复合物20~30份、长纤型碳纤维20~40份；

所述硅橡胶基料为质量比为45~50:5~6的硅橡胶生胶与白炭黑的混合物，使用前需充分捏合；

所述硅橡胶生胶为甲基乙烯基硅橡胶生胶或苯基含量为4~7%的苯基硅橡胶生胶；

所述功能化硼化物为质量比为60~75:4~25的氮化硼与硼单质的混合物；

所述氮化硼为质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼的混合物；所述功能化硼化物的制备过程为：先将六方氮化硼与立方氮化硼搅拌混合，再加入硼单质，充分研磨，然后烘焙干燥；所述六方氮化硼、立方氮化硼与硼单质的纯度均不低于99%；

所述羟基硅油复合物为质量比为9~13:1~2的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物；使用前需将羟基硅油复合物置于真空干燥箱内在室温及1~10kPa的条件下处理10~12h；所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚；

所述长纤型碳纤维为商品型碳纤维的任意一种，使用前将两层单向型碳纤维正交铺设叠合或者编织成孔隙间距为0.1~0.4mm的织物，之后用含有羟基硅油复合物质量浓度为5~10%的有机溶液进行充分浸渍后干燥。

2.如权利要求1所述的高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料，其特征在于，所述商品型碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维中的任意一种。

3.一种如权利要求1~2任一项所述的高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按重量份，取45~50份的甲基乙烯基硅橡胶或苯基含量为4~7%的苯基硅橡胶生胶置入双棍开炼机中，40~60℃下，加入5~6份白炭黑，开炼捏合8~10min，得到硅橡胶基料，待用；

步骤二、取质量比为1~3:1~3的六方氮化硼与立方氮化硼，搅拌混合后，加入与其总质量比为60~75: 4~25的硼单质，研磨8~15min，然后置于80~110℃下烘焙2~4h，得到功能化硼化物，待用；

步骤三、取质量比为9~13:1~2的低分子量羟基硅油与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，震荡搅拌5~10min，然后置于真空干燥箱内室温及1~10kPa的条件下处理10~12h，得到羟基硅油复合物，待用；所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中含有225ppm的氢醌单甲醚；

步骤四、将20~40份单向型碳纤维事先铺设成两层正交叠合或者是编制成织物或直接购置的碳纤维织物浸入到20~40份含有羟基硅油复合物质量浓度为5~10%的乙醇溶液中，浸泡12~16h后，70~80℃干燥4~8h，得到处理好的长纤型碳纤维，待用；

步骤五、按重量份，取硅橡胶基料50份置入双棍开炼机中，40~60℃下，开炼3~5min，依次加入功能化硼化物64~87份、羟基硅油复合物9~14份，继续混炼10~15min，将混炼得到的物料置于模具中，在压力100~150kg.cm^-2和温度40~60℃的条件下，压延制成单层厚度为0.5~2.0mm的橡胶薄片；然后将事先处理好的长纤型碳纤维夹于采用同样条件压制好的两层橡胶薄片之间，再次置于模具中在同样的压力和温度下进行压延，制备成厚度约1.0~4.0mm的片材；将片材塑封后，置于γ射线辐照场中，使其总吸收剂量保持30~80kGy进行辐射交联，完成辐照后，拆除塑封，即得高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料；

所述步骤五中，置于γ射线辐照场中，放置位置选用100~300Gy.min^-1的吸收剂量率。