本发明涉及高分子材料,具体涉及一种聚乙烯防辐射板材及其制备工艺。
背景技术:
1、聚乙烯板材是一种由聚乙烯(polyethylene,pe)材料制成的板材,这种材料因其良好的化学稳定性和物理性能,在化工、食品、水处理、电子设备、航空航天等行业中都有着广泛的应用。
2、在核设施、医院放射科等特殊环境中,需要进行辐射防护,聚乙烯板材可以作为墙壁、地板或设备外壳的一部分提供必要的防护,然而聚乙烯板材自身的防护能力有限,常常结合其他材料如铅板进行防护,然而夹铅板的造价相对较高,且我国铅矿储备有限,因此需要使用其他材料替代铅板提供防辐射的能力。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种聚乙烯防辐射板材及其制备工艺。
2、一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,包括以下步骤:
3、s1:重晶石粉改性
4、称取重晶石粉和偶联剂硬脂酸,在高速搅拌机搅拌重晶石粉时以滴加的方式加入,随后加热反应,将高速搅拌机中的料排出,即得改性重晶石粉;
5、s2:重晶石粉表面包覆树脂制备夹层材料
6、将六甲基二硅氧烷、乙烯基双封头、去离子水、无水乙醇和甲苯加入反应瓶中,并升温,然后滴加正硅酸乙酯制备树脂块,将树脂块破碎研磨过筛得到树脂颗粒,将树脂颗粒与改性重晶石粉混匀研磨,得到混合粉体,将混合粉体模压成型,得到夹层材料;
7、s3:外层聚乙烯板材制备
8、将聚乙烯粉末颗粒倒入模具中,经过脉振力场作用熔融形成熔接良好的熔体坯料,将熔体坯料从模具中取出,然后快速地将熔体坯料对半切割和折叠,并将折叠好的熔体坯料置回模具中央;对折叠好的熔体坯料施加静态压力重新升温,对重新升温的熔体坯料施加压力,重复这个步骤2-4次,将模具冷却,得到聚乙烯板材;
9、s4:复合板材组装
10、将两块步骤s3制备得到的聚乙烯板材通过粘结剂粘在夹层材料的正反两面,并施加15-20mpa的压力1-3min,得到聚乙烯防辐射板材。
11、进一步地,步骤s1重晶石粉改性,包括如下步骤:
12、s1.1:称取重晶石粉95-100质量份,偶联剂硬脂酸5-10质量份,在高速搅拌机搅拌重晶石粉时以滴加的方式加入;
13、s1.2:随后加热至70-75℃反应10-30min,将高速搅拌机中的料排出,即得改性重晶石粉。
14、进一步地,步骤s2重晶石粉表面包覆树脂制备夹层材料,包括如下步骤:
15、s2.1:将六甲基二硅氧烷、乙烯基双封头、去离子水、无水乙醇和甲苯加入反应瓶中,以300-350r/min的转速搅拌,并同时滴加稀盐酸,缓慢升温至50-55℃,然后滴加入体系总体积1-5%的正硅酸乙酯;
16、s2.2:随后继续升温至70-75℃,反应2-2.5h,然后降温至50℃;
17、s2.3:向反应瓶中加入甲苯萃取2-2.5h,冷却至室温,将得到的萃取产物水洗至中性,无水氯化钙干燥,过滤除盐,旋转蒸发除去溶剂,得到树脂块;
18、s2.4:将树脂块破碎研磨过120目筛得到树脂颗粒,将树脂颗粒与改性重晶石粉混匀研磨,得到混合粉体,将混合粉体模压成型,压力40mpa,固化7-8天,得到夹层材料。
19、进一步地,步骤s2.1中六甲基二硅氧烷、乙烯基双封头、去离子水、无水乙醇和甲苯的体积比为1:1:(2-4):(1-3):(2-3)。
20、进一步地,步骤s2.4中树脂颗粒与改性重晶石粉的质量比为(2-3):1。
21、进一步地,步骤s3外层聚乙烯板材制备,包括如下步骤:
22、s3.1:将聚乙烯粉末颗粒倒入模具中,经过脉振力场作用3-5min后快速升温至190-220℃熔融并形成熔接良好的熔体坯料;
23、s3.2:将熔体坯料从模具中取出,然后快速地将熔体坯料对半切割和折叠,并将折叠好的熔体坯料置回模具中央,对折叠好的熔体坯料施加10-12mpa的静态压力1-2min,重新升温至190-220℃;
24、s3.3:对重新预热至模具温度的熔体坯料施加5-10mpa的压力持续1-2min,重复这个步骤2-4次;
25、s3.4:在20-25mpa压力下,将模具冷却15-20min,得到聚乙烯板材。
26、进一步地,步骤s3.1中升温的速率为5℃/min。
27、进一步地,步骤s3.1中脉振力场频率为5hz,振幅为15-20mpa。
28、进一步地,步骤s4中粘结剂为jl-655pe塑料胶水。
29、一种聚乙烯防辐射板材,其由上述一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺制备得到。
30、本发明与现有技术相比,至少具有如下有益效果:
31、1、本发明将重晶石粉改性后制成夹层材料,制备得到聚乙烯防辐射板材,由于重晶石对x射线和伽马射线具有良好的吸收能力,因此在制作防辐射板材时加入重晶石,可以显著提高板材的防辐射性能,并且,重晶石还可以作为板材夹层的填充剂,重晶石本身具有较高的密度,加入到板材中可以有效增加板材的密度和物理性能。
32、2、本发明通过偶联剂对重晶石粉进行改性,从而令重晶石粉表面更加活跃,分散性能更好,不容易团聚,便于在随后与树脂颗粒结合,令树脂颗粒包裹重晶石粉,树脂为重晶石提供了良好的封装和成型介质,令重晶石粉制备的夹层材料在提供防辐射性能的同时还具有合格的聚乙烯板材的物理性能。
1.一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s1重晶石粉改性,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s2重晶石粉表面包覆树脂制备夹层材料,包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s2.1中六甲基二硅氧烷、乙烯基双封头、去离子水、无水乙醇和甲苯的体积比为1:1:(2-4):(1-3):(2-3)。
5.根据权利要求4所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s2.4中树脂颗粒与改性重晶石粉的质量比为(2-3):1。
6.根据权利要求5所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s3外层聚乙烯板材制备,包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s3.1中升温的速率为5℃/min。
8.根据权利要求7所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s3.1中脉振力场频率为5hz,振幅为15-20mpa。
9.根据权利要求8所述的一种聚乙烯防辐射板材的制备工艺,其特征在于,步骤s4中粘结剂为jl-655pe塑料胶水。
10.一种聚乙烯防辐射板材,其由上述权利要求1-9任一项的聚乙烯防辐射板材的制备工艺制备得到。
