[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

说明书

本发明公开了一种高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法，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。本发明以硅橡胶为基体，将经处理后的功能化硼化物均匀分散其中，压延成片后再与处理后的长纤型碳纤维层压成型，再经γ辐射交联，即可获得一种具有性能优异的高强型硅橡胶基柔性辐射屏蔽材料；该柔性材料不仅具有优异的中子屏蔽效果，同时具有优异的力学强度、耐热性能，且可根据实际使用场景进行任意形态的剪裁。

技术领域

本发明属于特种橡胶材料及其先进复合材料技术领域，具体涉及一种高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料及其制备方法。

背景技术

混凝土、防辐射有机玻璃(Singh V P,Bandiger N M,Chanthima N,Evaluationof gamma-ray exposure buildup factors and neutron shielding for bismuthborosilicate glasses,Radiation Physics and Chemistry,2014,98(1):14-21)、铅硼聚乙烯(Zhang S J,Cao X B,Luan Y Q,Preparation and properties of smart thermalcontrol and radiation protection materials for multi-functional structure ofsmall spacecraft,J Mater Sci Technol,2011,27(10):879-884)、金属基含硼材料(武高辉,姜龙涛,徐中国.一种中子吸收材料的制备方法.CN105200274A,2015.王文先,陈洪胜,黄哲远.一种铜基中子吸收材料的制备方法.CN 105950897A.2016.)等，均具有很好的中子屏蔽性能，但由于均没有良好的柔韧性，因而难以满足实际场景中形态复杂的核设施/设备部件外围以及接口间隙、轨道狭缝等部位防护对于柔软辐射防护材料的特殊需求。

近年来，柔性屏蔽材料已见报道(Chai H,Tang X B,Ni M X.Preparation andproperties of flexible flame-retardant neutron shielding material based onmethyl vinyl silicone rubber,Journal of Nuclear Materials,2015,464:210-215.程志毓,邱永福,常学义.一种柔性低氢中子屏蔽材料及其制备方法.CN108250557A,2018.陈飞达,张云,陈托.一种柔性氧化石墨烯水凝胶中子辐射屏蔽材料及其制备方法.CN107887046A,2018.)，但其力学强度普遍较低(康兴川,郭振涛,矫阳.一种防热中子辐射屏蔽材料及其制备方法.CN102708937A,2012.)，最大仅为3.43MPa，且其所使用的催化剂会在长期使用过程中释放而对周遭环境或部件造成潜在安全风险和一定的腐蚀危害。作为屏蔽中子用材料，其服役环境除辐射外常伴有较高温度和机械承载，这就需要材料本身还必须兼有良好的耐热性能和力学强度，同时材料本身也需要有一定的洁净性，以避免在使用过程中因释放物质而对周遭环境或部件形成潜在安全风险或腐蚀危害。此外，提升材料单位厚度的屏蔽效率也是发展的必然趋势。因此，研究既具有优异的中子屏蔽效果，又兼具有优异的力学强度、耐热性能，同时环境友好的新型柔性中子屏蔽材料，具有十分积极的意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高强型硅橡胶基柔性中子屏蔽材料，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。

优选的是，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。