一种PVC中子屏蔽材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种PVC中子屏蔽材料及其制备方法，称取PVC、环氧大豆油、硬脂酸钙、马来酸二丁基锡、碳化硼、UV-9、硬脂酸钡、硬脂酸镁、二苯基砜、MBS、热稳定剂、二氧化钛、聚丙二醇和增塑剂，将原料混合后混炼、拉片、切粒、压制和冷却后即可；产品冲击强度5-10MPa，氧指数35%；弯曲强度15-25MPa，拉伸强度15-35MPa；维卡耐热温度60-70℃，可以广泛生产并不断代替现有材料。

权利要求

1.一种PVC中子屏蔽材料，其特征在于，所述PVC中子屏蔽材料的原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油3-7份，硬脂酸钙1-3份，马来酸二丁基锡2.5-5.5份，碳化硼50-70份，UV-9为15-25份，硬脂酸钡1_2份，硬脂酸镁1.5-3.5份，二苯基砜0.1-1份，MBS20-40份，热稳定剂5-15份，二氧化钛2_6份，聚丙二醇0.5-1.5份，增塑剂20-30份。

2.根据权利要求1所述的一种PVC中子屏蔽材料，其特征在于，所述PVC中子屏蔽材料的原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油4-6份，硬脂酸钙1.5-2.5份，马来酸二丁基锡3.5-4.5份，碳化硼55-65份，UV-9为18-22份，硬脂酸钡1.3-1.7份，硬脂酸镁2-3份，二苯基砜0.2-0.8份，MBS25-35份，热稳定剂7_13份，二氧化钛3_5份，聚丙二醇0.8-1.2份，增塑剂22-28份。

3.根据权利要求1所述的一种PVC中子屏蔽材料，其特征在于，所述PVC中子屏蔽材料的原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油5份，硬脂酸钙2份，马来酸二丁基锡4份，碳化硼60份，UV-9为20份，硬脂酸钡1.5份，硬脂酸镁2.5份，二苯基砜0.5份，MBS30份，热稳定剂10份，二氧化钛4份，聚丙二醇1份，增塑剂25份。

4.根据权利要求1所述的一种PVC中子屏蔽材料，其特征在于，所述热稳定剂采用三碱式硫酸铅或二碱式亚磷酸铅。

5.根据权利要求1所述的一种PVC中子屏蔽材料，其特征在于:所述增塑剂采用DOP或DBP0

6.一种权利要求1所述PVC中子屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌10-30min，升温至110_130°C加入剩余原料，搅拌均匀； 第二步:将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼8-10min，混炼温度140-160°C，混炼后拉片、切粒； 第三步:在层压机上叠片压制10-20min，压制温度80°C，压力5_15MPa，冷却后即可。

说明书

一种PVG中子屏蔽材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种中子屏蔽材料，尤其涉及一种PVC中子屏蔽材料及其制备方法，属于塑料材料技术领域。

背景技术

[0002] PVC是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万〜12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80〜85°C开始软化，130°C变为粘弹态，160〜180°C开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5〜10kJ/m2;有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差，在100°C以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮一苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶，具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨的特性并具有较好的保暖性和弹性。

[0003] 聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80°C，于130°C开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100°C时即开始分解，130°C以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，使其变色，由白色一浅黄色一红色一褐色一黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。从这里不难理解，为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。聚氯乙烯具有阻燃、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘性良好的优点

[0004] PVC板是以PVC为原料制成的截面为蜂巢状网眼结构的板材。是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。按照软硬程度可分为软PVC和硬PVC。按制作工艺可分为PVC结皮发泡板和PVC自由发泡板。

[0005] PVC在人们的日常生活中随处可见。PVC不但可以表现自然界的颜色，还可以表现人们幻想中的颜色。在德国，40%的家具都是用PVC来作表面材料的，如办公桌、书架、沙发、厨柜等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年，PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。在东南亚的增长数度尤为显著。

[0006] 中子屏蔽为保护工作人员不受或少受中子辐射而设置的屏蔽物。它与γ射线屏蔽不同，必须用轻元素制成，以使中子很快减速。其中慢化能力最好的是含氢物质，如水、石蜡等。中国专利CN102214490A，公开日为2011年10月12日，公开了一种中子屏蔽材料及其制作方法，主要采用硼砂、水玻璃、氟硅酸钠制成，具有一定的机械强度，成型速度可控，工艺简单，成本低廉。中国专利CN1023426492A，公开日为2013年12月4日，公开了一种中子屏蔽材料及其制备工艺，主要采用超高分子量聚乙烯、至少一种硼化合物、和至少一种硬脂酸或其盐制成，具有成本低廉、制备简单、成型性好、产品优良率高、中子屏蔽效果好优点，但是拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和氧指数等没有改进，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和氧指数高的PVC中子屏蔽材料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。

发明内容

[0007] 解决的技术问题:

[0008] 本申请针对现有PVC屏蔽材料拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和氧指数没有很大改进的技术问题，提供一种利用PVC中子屏蔽材料及其制备方法。

[0009] 技术方案:

[0010] —种PVC中子屏蔽材料，原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油3-7份，硬脂酸钙1-3份，马来酸二丁基锡2.5-5.5份，碳化硼50-70份，UV-9为15-25份，硬脂酸钡1-2份，硬脂酸镁1.5-3.5份，二苯基砜0.1-1份，MBS20-40份，热稳定剂5_15份，二氧化钛2-6份，聚丙二醇0.5-1.5份，增塑剂20-30份。

[0011] 作为本发明的一种优选技术方案:所述PVC中子屏蔽材料的原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油4-6份，硬脂酸钙1.5-2.5份，马来酸二丁基锡3.5-4.5份，碳化硼55-65份，UV-9为18-22份，硬脂酸钡1.3-1.7份，硬脂酸镁2_3份，二苯基砜0.2-0.8份，MBS25-35份，热稳定剂7-13份，二氧化钛3-5份，聚丙二醇0.8-1.2份，增塑剂22-28份。

[0012] 作为本发明的一种优选技术方案:所述PVC中子屏蔽材料的原料按重量份数配比如下:PVC100份，环氧大豆油5份，硬脂酸钙2份，马来酸二丁基锡4份，碳化硼60份，UV-9为20份，硬脂酸钡1.5份，硬脂酸镁2.5份，二苯基砜0.5份，MBS30份，热稳定剂10份，二氧化钛4份，聚丙二醇1份，增塑剂25份。

[0013] 作为本发明的一种优选技术方案:所述热稳定剂采用三碱式硫酸铅或二碱式亚磷酉交铅。

[0014] 作为本发明的一种优选技术方案:所述增塑剂采用D0P或DBP。

[0015] 所述PVC中子屏蔽材料的制备方法步骤为:

[0016] 第一步:按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌10-30min，升温至110_130°C加入剩余原料，搅拌均匀；

[0017] 第二步:将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼8-10min，混炼温度140-160°C，混炼后拉片、切粒；

[0018] 第三步:在层压机上叠片压制10-20min，压制温度80°C，压力5_15MPa，冷却后即可。

[0019] 有益效果:

[0020] 本发明所述一种PVC中子屏蔽材料及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果:1、产品冲击强度5-10MPa，氧指数35% ;2、弯曲强度15_25MPa，拉伸强度15-35MPa ;3、维卡耐热温度60_70°C，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

[0021] 实施例1:

[0022] 按重量份数配比称取PVC100份，环氧大豆油3份，硬脂酸钙1份，马来酸二丁基锡2.5份，碳化硼50份，UV-9为15份，硬脂酸钡1份，硬脂酸镁1.5份，二苯基砜0.1份，MBS20份，二碱式亚磷酸铅5份，二氧化钛2份，聚丙二醇0.5份，DBP20份，按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌lOmin，升温至110°C加入剩余原料，搅拌均匀，将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼8min，混炼温度140°C，混炼后拉片、切粒，在层压机上叠片压制lOmin，压制温度80°C，压力5MPa，冷却后即可。

[0023] 产品冲击强度5MPa，氧指数35% ;弯曲强度15MPa，拉伸强度15MPa ;维卡耐热温度60。。。

[0024] 实施例2:

[0025] 按重量份数配比称取PVC100份，环氧大豆油7份，硬脂酸钙3份，马来酸二丁基锡5.5份，碳化硼70份，UV-9为25份，硬脂酸钡2份，硬脂酸镁3.5份，二苯基砜1份，MBS40份，二碱式亚磷酸铅15份，二氧化钛6份，聚丙二醇1.5份，DBP30份，按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌30min，升温至130°C加入剩余原料，搅拌均匀，将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼lOmin，混炼温度160°C，混炼后拉片、切粒，在层压机上叠片压制20min，压制温度80°C，压力15MPa，冷却后即可。

[0026] 产品冲击强度6MPa，氧指数35% ;弯曲强度18MPa，拉伸强度18MPa ;维卡耐热温度62。。。

[0027] 实施例3:

[0028] 按重量份数配比称取PVC100份，环氧大豆油4份，硬脂酸钙1.5份，马来酸二丁基锡3.5份，碳化硼55份，UV-9为18份，硬脂酸钡1.3份，硬脂酸镁2份，二苯基砜0.2份，MBS25份，二碱式亚磷酸铅7份，二氧化钛3份，聚丙二醇0.8份，D0P22份，按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌15min，升温至115°C加入剩余原料，搅拌均匀，将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼9min，混炼温度145°C，混炼后拉片、切粒，在层压机上叠片压制12min，压制温度80°C，压力8MPa，冷却后即可。

[0029] 产品冲击强度8MPa，氧指数35% ;弯曲强度20MPa，拉伸强度25MPa ;维卡耐热温度65。。。

[0030] 实施例4:[0031 ] 按重量份数配比称取PVC100份，环氧大豆油6份，硬脂酸钙2.5份，马来酸二丁基锡4.5份，碳化硼65份，UV-9为22份，硬脂酸钡1.7份，硬脂酸镁3份，二苯基砜0.8份，MBS35份，三碱式硫酸铅13份，二氧化钛5份，聚丙二醇1.2份，D0P28份，按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌25min，升温至125°C加入剩余原料，搅拌均匀，将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼9min，混炼温度155°C，混炼后拉片、切粒，在层压机上叠片压制18min，压制温度80°C，压力12MPa，冷却后即可。

[0032] 产品冲击强度9MPa，氧指数35% ;弯曲强度22MPa，拉伸强度30MPa ;维卡耐热温度68。。。

[0033] 实施例5:

[0034] 按重量份数配比称取PVC100份，环氧大豆油5份，硬脂酸钙2份，马来酸二丁基锡4份，碳化硼60份，UV-9为20份，硬脂酸钡1.5份，硬脂酸镁2.5份，二苯基砜0.5份，MBS30份，三碱式硫酸铅10份，二氧化钛4份，聚丙二醇1份，D0P25份，按重量份数配比称取PVC、环氧大豆油、碳化硼、UV-9、硬脂酸镁和二苯基砜混合均匀，升温至90°C，依次加入MBS、二氧化钛、聚丙二醇和马来酸二丁基锡，搅拌20min，升温至120°C加入剩余原料，搅拌均匀，将上述搅拌均匀的原料在二辊车上混炼9min，混炼温度150°C，混炼后拉片、切粒，在层压机上叠片压制15min，压制温度80°C，压力lOMPa，冷却后即可。

[0035] 产品冲击强度lOMPa，氧指数35% ;弯曲强度25MPa，拉伸强度35MPa ;维卡耐热温度 70。。。

[0036] 以上实施例中的所有组分均可以商业购买。

[0037] 上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。