用于中子屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，所述環(huán)氧樹脂組合物包含納米級放射性射線屏蔽材料，并對輻射具有優(yōu)異屏蔽效果。特別地，本發(fā)明涉及一種制備用于中子屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物的方法，包括如下步驟：將用于吸收中子的硼化合物粉末、任選的用于屏蔽γ射線的高密度金屬粉末和阻燃劑粉末分別單獨或組合地與胺類固化劑混合以得到固化劑和粉末的混合物的步驟；對所述混合物施加超聲波以利用所述胺類固化劑對所述粉末表面進行包覆，并將所述粉末分散在所述固化劑中的超聲波處理步驟；以及將已被分散并包含經(jīng)超聲波處理的所述粉末的所述胺類固化劑混合并分散在環(huán)氧樹脂中的分散步驟。
【專利說明】用于中子屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于中子屏蔽的納米級環(huán)氧樹脂組合物及其制造方法，所述環(huán)氧樹脂組合物適用于廢核燃料運輸桶，包含納米級中子吸收材料、高密度金屬和阻燃劑材料，并具有優(yōu)異的中子屏蔽能力。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近來在核動力工業(yè)方面的進展，核電站的穩(wěn)定運行變得比以往任何時候都更重要。在提高核電站的安全性方面所涉及的幾個因素中，穩(wěn)定并有效的管理廢核燃料極其重要。由于用于核電站中的核燃料(濃縮鈾)應(yīng)在到達使用期限時定期替換為新核燃料，所以也應(yīng)定期排放廢核燃料。由于這種廢核燃料發(fā)射射線，所以對從廢核燃料運輸桶發(fā)射的射線進行屏蔽對于人類和環(huán)境是關(guān)鍵的。
[0003]在全球范圍內(nèi)，可以通過使用兩種方法來儲存廢核燃料，所述兩種方法是干式和濕式儲存方法。例如，在韓國，使用干法和濕法兩種方法在核電站的儲存場所臨時儲存廢核燃料。為了將廢核燃料在儲存場所儲存預(yù)定的時間周期或者將廢核燃料儲存在中間儲存設(shè)施、永久處理設(shè)施、再處理設(shè)施等中，需要使用運輸桶來運輸廢核燃料。在此情況中，用于這種廢核燃料的運輸桶需要具有設(shè)置在其中的中子屏蔽材料。作為這種中子屏蔽材料，通?？梢允褂镁哂邢鄬Ω邭浜康钠帘尾牧先绛h(huán)氧樹脂、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、水、乙二醇等[0004]為了人體安全，射線屏蔽材料應(yīng)能夠使得從廢核燃料運輸桶發(fā)射的射線的量顯著下降并且能夠防止構(gòu)造材料或裝置部件受到損傷或污染。特別地，由于由廢核燃料產(chǎn)生的中子具有高能量和高穿透力，所以正在研究開發(fā)能夠穩(wěn)定且確定地屏蔽高能中子的有效的中子屏蔽材料。
[0005]如上所述的中子，根據(jù)其能量的量，分為快中子和熱中子。當快中子碰撞輕元素如氫時，其損失能量(速度)，由此變?yōu)槁凶?，且上述慢中子最后被設(shè)置在廢核燃料運輸桶中的中子屏蔽物中的具有大的慢中子吸收橫截面積的材料如硼、鋰和釓吸收。
[0006]因此，作為快中子屏蔽材料，通過混合屏蔽材料而得到的材料應(yīng)能夠?qū)嶂凶游赵诰哂懈邭錆舛鹊木酆衔锘衔镏校?，可以使用聚烯烴類熱塑性樹脂如乙二醇、聚乙烯等；熱固性樹脂如不飽和聚酯樹脂等；或者樹脂如環(huán)氧樹脂等。
[0007]同時，通過如上所述的廢核燃料產(chǎn)生一次和二次Y射線。二次Y射線可以被高密度金屬粉末的混合物屏蔽，且將高密度金屬粉末添加至其混合物中，使得屏蔽材料的密度通常為1.6g/cm3以上。
[0008]另外，正在開發(fā)即使在發(fā)生火災(zāi)的情況中也能夠保持中子屏蔽能力的中子屏蔽材料。就此而論，作為阻燃劑，提出了包含與其混合的氫氧化鋁粉末、氫氧化鎂粉末等的中子屏蔽材料。
[0009]如上所述，作為添加的中子吸收粒子，考慮到在聚合物樹脂、基體中的分散性能以及對中子的屏蔽性能，已經(jīng)使用平均粉末粒度為10~200 i! m的中子屏蔽粉末。然而，由于這種中子屏蔽材料、高密度金屬粉末或阻燃劑粒子的尺寸比較大，在微米以上的水平上，所以存在發(fā)生射線泄露，或者如上所述的粒子充當雜質(zhì)，由此充當劣化復(fù)合材料的物理性質(zhì)的因素的可能性。
[0010]因此，需要提高射線與具有中子吸收劑和高密度金屬粒子的中子屏蔽材料之間的碰撞概率，為此，可以考慮通過使得使用的粒子小型化而提高射線屏蔽效率的方法。
[0011]然而，在使用納米級射線屏蔽材料的情況中，盡管提供了改善復(fù)合材料的射線屏蔽功能和物理性質(zhì)等的優(yōu)勢，但是由于這種納米級屏蔽材料具有聞等級的表面能而提聞了聚合物的粘度，所以可能難以在基體樹脂中實施輥壓混合研磨，且由于納米級粒子處于不穩(wěn)定狀態(tài)并由此具有粒子相互聚集的本質(zhì)，所以可能難以使得納米級粒子均勻分散在聚合物樹脂中。
[0012]通常，在將納米級粉末粒子分散在聚合物樹脂中的情況中，防止粉末粒子聚集并還提高細粒子與樹脂之間的粘附力會是重要的，為此，可通常使用通過使用表面活性劑對粒子表面進行化學(xué)處理的方法。
[0013]然而，使用表面活性劑進行化學(xué)表面處理會使得復(fù)雜，表面活性劑自身可充當異物，且由于在制造聚合物(環(huán)氧樹脂)復(fù)合材料時引起的高成本而使得處理成本可能不可行。
[0014]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，屏蔽體中的射線屏蔽粒子的粒度對射線屏蔽能力具有顯著影響，詳細地，當將納米級射線屏蔽粒子包含在屏蔽體中時，入射射線與納米級射線屏蔽粒子碰撞的概率增大，從而由此提高射線屏蔽效果，并且在此基礎(chǔ)上，提交了專利申請(韓國專利公開2010-0047510號，對該專利進行分案，一個已登記，另一個在訴訟中)，所述專利申請涉及使得納米級射線屏蔽粒子可均勻分散在聚合物基底等中的射線屏蔽材料。上述專利文獻還公開了一種技術(shù)，在通過球磨加工而制造納米級粒子的過程期間，利用對聚合物樹脂具有高親合性的表面 活性劑對納米級粒子進行物理表面處理以使其熔入聚合物樹脂中并與所述聚合物樹脂混合，從而實現(xiàn)納米級粒子的均勻分散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]技術(shù)問題
[0016]本發(fā)明的方面提供一種具有優(yōu)異中子屏蔽功能的環(huán)氧樹脂組合物以及通過如下制造環(huán)氧樹脂組合物的方法:使用簡化方法對納米級中子吸收粒子和Y射線屏蔽高密度金屬粉末粒子的表面進行物理包覆，從而使得納米級中子吸收粒子和Y射線屏蔽高密度金屬粉末粒子均勻分散在環(huán)氧樹脂中，同時通過提高納米級粉末粒子與聚合物樹脂的界面粘附力以顯著提高物理機械性能而增強復(fù)合材料的射線屏蔽能力。此外，提供了由所述方法得到的環(huán)氧樹脂組合物。
[0017]技術(shù)方案
[0018]本發(fā)明的一方面提供一種制造用于中子屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物的方法，包括:通過將胺類固化劑與用于中子吸收的硼化合物粉末或選擇性地包含Y射線屏蔽的高密度粉末和阻燃劑粉末的粉末或與其混合物混合，得到固化劑與粉末的混合物；通過對各混合物施加超聲波實施超聲波處理以利用所述胺類固化劑對所述粉末表面進行包覆，同時使得粉末粒子分散在所述固化劑中；以及將包含經(jīng)超聲波處理并分散的粉末粒子的所述胺類固化劑與環(huán)氧樹脂混合，然后使其分散。
[0019]所述硼化合物粉末可以為選自如下的至少一種:B4C、BN、B2O3和B (OH)3，所述高密度金屬粉末可以為選自如下的至少一種:Fe、N1、Cu、W、Pb及其氧化物，且所述阻燃劑粉末可以為選自如下的至少一種:氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0020]所述硼化合物粉末和所述高密度金屬粉末可以具有200nm~1000nm的粒度。
[0021]所述阻燃劑可以具有200nm~10 y m的粒度。
[0022]可以通過將超聲變幅桿(ultrasonic horn)直接浸入混合物中而施加超聲波，所述混合物包含分別混合在其中的所述胺類固化劑、所述硼化合物、所述高密度金屬粉末和所述阻燃劑粉末。
[0023]本發(fā)明的一方面提供一種制造中子屏蔽材料的方法，包括:將按上述制造的環(huán)氧樹脂組合物形成為具有預(yù)定形式并然后對形成的環(huán)氧樹脂組合物進行干燥和固化。
[0024]本發(fā)明的一方面提供一種用于射線屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物，包含:相對于100重量份的環(huán)氧樹脂，40~60重量份的胺類固化劑；用于中子吸收的硼化合物粉末，其具有200nm~1000nm的粒度、經(jīng)所述胺類固化劑表面處理并且量為所述環(huán)氧樹脂組合物總重量的I~10重量％ ； y射線屏蔽的高密度金屬粉末，其選擇性地具有200nm~1000nm的粒度、經(jīng)所述胺類固化劑表面處理并且量為所述環(huán)氧樹脂組合物總重量的I~30重量％ ;以及氫氧化鋁粉末、氫氧化鎂粉末或其混合物，其選擇性地具有200nm~10 y m的粒度并且量為所述環(huán)氧樹脂組合物 總重量的10~30重量％。
[0025]所述硼化合物粉末可以為選自如下的至少一種:B4C、BN、B2O3和B (OH)3，且所述高密度金屬粉末可以為選自如下的至少一種:Fe、N1、Cu、W、Pb及其氧化物。
[0026]所述氫氧化鋁粉末或所述氫氧化鎂粉末可以經(jīng)所述胺類固化劑表面處理過。
[0027]有益效果
[0028]通過根據(jù)本發(fā)明實施方案使用直接超聲波分散法，可以將納米級粉末粒子均勻并有效地分散在環(huán)氧樹脂基體中，并可以促進環(huán)氧樹脂基體與粉末粒子之間的強結(jié)合，從而使得可以在不使用任何其他化學(xué)處理且不含雜質(zhì)的情況下使用納米級粉末獲得對射線如中子和Y射線的優(yōu)異射線屏蔽，另外，可以提高屏蔽材料的化學(xué)和物理特性。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施方案的射線屏蔽材料可以確保為了吸收中子并衰減Y射線而添加的材料在納米級上，從而使得可以得到基本上更薄且更輕的屏蔽材料，且可以提高樹脂基體與粒子之間的界面處的粘附力，由此在屏蔽材料中實現(xiàn)優(yōu)異的物理和/或化學(xué)性質(zhì)。因此，可有效地利用根據(jù)實施方案的射線屏蔽材料以制造適用于廢核燃料運輸桶的環(huán)氧樹脂類中子屏蔽材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是示意性顯示根據(jù)實施方案使用直接超聲波分散法將B4C納米粒子分散在固化劑中的工藝的圖；
[0031]圖2A和2B是顯示B4C粒子在超聲波桶內(nèi)實施環(huán)氧樹脂表面處理之前2A和之后2B的表面形態(tài)的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；
[0032]圖3A~3D是在各種條件下制造的5重量％的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的斷裂表面的SEM圖像，其中圖3A顯示不進行任何處理或表面處理的原始B4C的SEM圖像，圖3B顯示不進行直接超聲處理的環(huán)氧樹脂包覆的B4C的SEM圖像(對應(yīng)圖2B)，圖3C顯示經(jīng)直接超聲表面處理并分散的原始B4C的SEM圖像，且圖3D顯示經(jīng)超聲表面處理并分散的環(huán)氧樹脂包覆的B4C的SEM圖像；
[0033]圖4顯示包含在各種條件下分散在其中的B4C粒子的胺類固化劑的FTIR光譜，其中(a)是指經(jīng)直接超聲表面處理并分散的B4C/固化劑混合物的光譜，(b)是指未經(jīng)直接超聲處理的未處理的B4C/固化劑混合物的光譜，(C)是指純固化劑的光譜，(d)是指未經(jīng)直接超聲處理的環(huán)氧樹脂包覆的B4C/固化劑化合物的光譜，且(e)是指未經(jīng)直接超聲處理的環(huán)氧樹脂包覆的B4C/固化劑混合物的光譜；
[0034]圖5是顯示純環(huán)氧樹脂基體和在各種條件下制造的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的最終拉伸強度的圖；
[0035]圖6是顯示純環(huán)氧樹脂基體和在各種條件下制造的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的楊氏模量的圖；
[0036]圖7 是顯不使用 Monte Carlo N-Particle Transport Code (MCNP)程序?qū)β凶悠帘文芰﹄S包含2.5重量％B4C的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中的B4C粉末粒度的變化進行評價的結(jié)果的圖；
[0037]圖8是顯示PbO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度值隨是否對包含在復(fù)合材料中的PbO粉末進行直接超聲處理而變化的圖；
[0038]圖9顯示基于粒度的相對中子通量；
[0039]圖10顯示IMeV的、射線中的相對Y通量隨粒度的變化；且
[0040]圖11顯示0.1MeV的、射線中的相對Y通量隨粒度的變化。
【具體實施方式】
[0041]下文中，將參考附圖對實施方案進行詳細說明。然而，實施方案可以以多種不同形式實施且不應(yīng)解釋為限制為本文中所述的實施方案。而是，提供這些實施方案以使得本發(fā)明將透徹并完整，并將本發(fā)明的范圍完全傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚可以對元件的形狀和尺寸進行放大。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實施方案，提供一種對納米級粉末的表面進行包覆處理的方法和使用所述方法得到的具有中子屏蔽功能的環(huán)氧樹脂組合物。在對納米級粉末的表面進行包覆處理的方法中，可以對用于中子吸收的硼化合物粉末和用于Y射線屏蔽的高密度金屬粉末的表面進行包覆處理，使得可以防止納米級粉末粒子發(fā)生聚集的現(xiàn)象，從而使得納米級粉末粒子可均勻分散在聚合物基體中并提高納米級粉末粒子與聚合物之間的界面處的粘附力。為此，可以將超聲變幅桿浸入混合有要分散的納米級粉末粒子的固化劑中，從而使得可以直接對納米級粉末和固化劑進行活化。
[0043]在作為主要材料提供的環(huán)氧樹脂基體中，根據(jù)實施方案的用于中子屏蔽的樹脂組合物可以包含固化劑、中子吸收粉末和用于Y射線衰減的高密度金屬粉末。此外，所述樹脂組合物可包含與其混合的阻燃劑以由此對其賦予阻燃性能。
[0044]用作主要材料的環(huán)氧樹脂可以指包含可連接的環(huán)氧基的樹脂。作為用于實施方案中的環(huán)氧樹脂，可以使用任意樹脂而無特別限制，只要其為通常使用的樹脂即可。詳細地，可以使用例如縮水甘油基醚/2-官能酚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油基醚/多官能酚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油基醚/醇類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、脂族環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂等。另外，可以混合使用其中將氫加成到環(huán)氧樹脂的環(huán)結(jié)構(gòu)上的氫化的環(huán)氧樹脂。作為上述環(huán)氧樹脂，可以混合使用一種環(huán)氧樹脂或兩種以上的環(huán)氧樹脂。
[0045]用于中子屏蔽的樹脂組合物可以與環(huán)氧樹脂反應(yīng)以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)且可以為胺類固化劑、酸和酸酐類固化劑、酚類固化劑等，且例如可以使用胺類固化劑。另外，在胺類固化劑的情況中，具有環(huán)結(jié)構(gòu)的固化劑如脂環(huán)族胺類固化劑、芳族胺類固化劑等可以具有相對高的抗熱性，并由此可以用于根據(jù)本發(fā)明實施方案的組合物。作為固化劑，可以使用一種固化劑，或可以混合使用兩種以上固化劑。
[0046]固化劑可以隨固化劑的類型、不同的成分類型或含量等而變化，但例如在胺類固化劑的情況中 ，相對于100重量份的環(huán)氧樹脂，可以包含40~60重量份的胺類固化劑。當相對于100重量份的環(huán)氧樹脂胺類固化劑的含量小于40重量份時，固化劑的效果會相對低，且當相對于100重量份的環(huán)氧樹脂胺類固化劑的含量超過60重量份時，固化會進展太快，使得可能難以確保裝料等所需要的工作時間。
[0047]另一方面，根據(jù)實施方案的用于中子屏蔽的樹脂組合物可以包含中子吸收硼化合物粉末和Y射線衰減高密度金屬粉末?？梢陨倭炕旌先缟纤龅呐鸹衔镆猿洚斨凶游詹牧希⒃谒鲱I(lǐng)域中將其廣泛用作中子吸收材料。照這樣，可以使用任意材料而無特別限制，只要其為具有中子吸收功能的公知材料即可。
[0048]例如，作為具有中子吸收功能的硼化合物，可以使用具有大的慢中子吸收橫截面積的硼化合物如氮化硼、無水硼酸、硼鐵、正硼酸、碳化硼、偏硼酸等，但不限制于此。上述硼化合物可以為一種硼化合物和相互混合的兩種硼化合物。例如，可使用碳化硼(B4C),其不受溫度影響且不吸收水分，即具有相對高的化學(xué)穩(wěn)定性且對將聚合物用作其中的主要材料的中子屏蔽材料的影響不大。
[0049]硼化合物可以以粉末的形式使用，且其粒度和添加量可適當調(diào)節(jié)。硼化合物的添加量可以隨使用的硼化合物類型、不同的成分類型或含量等而變化，例如，相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量，其添加量可以為I~10重量％。當硼化合物的含量小于I重量％時，由添加的硼化合物造成的中子吸收功能的效果相對低，且當硼化合物的含量超過10重量％時，聚合物樹脂的氫濃度會下降。此外，屏蔽材料的物理性質(zhì)會劣化。
[0050]另外，根據(jù)實施方案的用于中子吸收的樹脂組合物可以包含高密度金屬粉末以通過在屏蔽材料中的增多而使得Y射線衰減。作為用于衰減Y射線的高密度金屬，可以提供例如Fe、N1、Cu、W和Pb及其氧化物，但不限制于此。所述高密度金屬粉末可以與一種粉末或相互混合的兩種以上粉末粒子一起使用。例如，可以使用氧化鉛(PbO)，其具有相對高程度的化學(xué)穩(wěn)定性、成本低且對使用聚合物作為其中的主要材料的中子屏蔽材料的影響小。
[0051]高密度金屬材料可以為金屬粉末，且其粒度和添加量可以適當調(diào)節(jié)。盡管高密度金屬粉末的添加量可以隨使用的粉末類型、不同的成分類型或含量等而變化，但是例如，相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量，其添加量可以為I~30重量％。當高密度金屬粉末的添加量小于I重量％時，屏蔽材料密度的增加的效果會相對低，且當高密度金屬粉末的添加量超過30重量％時，聚合物樹脂的氫濃度會下降，且物理性質(zhì)會劣化。
[0052]同時，關(guān)于中子吸收硼化合物或Y射線衰減高密度金屬粉末粒子，根據(jù)相關(guān)技術(shù)，考慮到在樹脂中的分散性能和射線屏蔽性能，粉末粒度的平均粒度在約10~200 ii m的微米級上。即，在射線屏蔽性能方面可以降低粉末粒子的大小，但由于環(huán)氧樹脂中的分散性能中的限制，在使用進一步下降的納米級粉末粒子方面也會存在限制。
[0053]然而，根據(jù)本發(fā)明的實施方案，即使當使用具有納米級平均粒度的用于中子吸收和Y射線衰減的納米級粉末時，使用根據(jù)下述實施方案的方法仍可確保其在環(huán)氧樹脂中的均勻分散性能，從而使得可以使用納米級粉末來應(yīng)用中子吸收硼化合物和Y射線衰減高密度金屬。此外，當按上述均勻分散納米級粉末粒子時，屏蔽材料的射線屏蔽功能及其機械特性會提聞。
[0054]為了均勻分散用于中子吸收的納米級硼化合物粒子和用于Y射線衰減的納米級高密度金屬粉末粒子，根據(jù)實施方案可以使用超聲變幅桿。更詳細地，如圖1中示意性所示，通過將納米級粉末與用于環(huán)氧樹脂即基體樹脂的固化劑混合，并使用超聲變幅桿對得到的混合物直接施加超聲波，可以簡單地實現(xiàn)粉末粒子的均勻分散?？梢詫嵤┏曁幚硪韵嗷ネ瑫r或相互分開地對納米級硼化合物粒子和高密度金屬粉末粒子進行處理。照這樣，可以將超聲變幅桿浸入納米級粉末和固化劑的混合物中，使得對其直接施加超聲波，由此使得納米級粉末粒子的表面包覆有固化劑并由此使得可以將納米級粉末粒子均勻分散在固化劑中。
[0055]盡管對如下現(xiàn)象未完全理解:通過直接超聲波引起的激發(fā)增強納米級粉末粒子在環(huán)氧樹脂基體內(nèi)的分散且可以提供環(huán)氧樹脂基體與納米級粉末粒子之間的結(jié)合，但是據(jù)推斷，有力的超聲能會在納米級粉末粒子表面上產(chǎn)生微泡破壞而由此造成密度的急劇變化，且在納米級粉末粒子表面上的密度發(fā)生變化期間，通過強的范德華(Vander Waals)力可以提高環(huán)氧樹脂基體中固化劑與納米級粉末粒子之間的粒子的潤濕性能。
[0056]通過使用包含環(huán)氧樹脂、固化劑和包覆有固化劑的中子吸收硼化合物的環(huán)氧樹脂組合物與如上所述的Y射線衰減高密度金屬粉末，可以制造環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，由此得到具有優(yōu)異的中子屏蔽功能的中子屏蔽材料。
[0057]另外，如上所述的根據(jù)實施方案的中子屏蔽樹脂組合物可還選擇性地包含阻燃劑如氫氧化鋁、氫氧化鎂等。可以添加如上所述的阻燃劑以使得當中子屏蔽材料暴露在高溫下如在發(fā)生火災(zāi)的情況中時，中子屏蔽材料仍保留，從而使得可保持中子屏蔽功能。阻燃劑可以單獨使用或還可使用兩種以上阻燃劑。
[0058]通常，上述氫氧化鎂和氫氧化鋁阻燃劑可以為粉末形式，并且通常，阻燃劑粉末的粒度沒有特別限制，例如可以具有IOym以下的平均粒度。與如上所述的用于中子吸收和二次Y射線衰減的粉末類似，當粒度進一步下降時，由于可以獲得進一步提高的屏蔽材料的阻燃特性和物理機械性能，所以可以使用具有IOym以下平均粒度的阻燃劑粉末，或詳細地，可以使用具有納米級平均粒度的阻燃劑粉末。
[0059]以與硼化合物粉末和高密度金屬粉末相同的方式，通過在其上實施直接超聲處理也可使得如上所述的阻燃劑粉末粒子包覆有固化劑，從而使得可以促進粉末粒子在固化劑中的均勻分散效果。
[0060]阻燃劑的劑量可以隨使用的阻燃劑、不同的成分類型、其含量等而變化，且沒有特別限制，但相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量，可以以10~30重量％的量添加。當相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量阻燃劑的含量小于10重量％時，通過使用阻燃劑可獲得的阻燃效果會相對低，且當相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量阻燃劑的含量超過30重量％時，其中將聚合物用作主要材料的氫濃度相對下降，由此會發(fā)生快中子衰減能力劣化的可能性。
[0061]通過根據(jù)實施方案的直接超聲處理，可以使得中子吸收粉末和高密度金屬粉末包覆有固化劑并均勻分散在固化劑中，且可以將其混合物與用作基體的環(huán)氧樹脂混合以得到樹脂組合物。當使用按上述得到的樹脂組合物制造中子屏蔽材料時，可以在得到的中子屏蔽材料的物理和機械性能方面實現(xiàn)改善效果。
[0062]實施例
[0063]下文中，根據(jù)如下實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明。然而，實施例僅用于說明本發(fā)明，且不應(yīng)解釋為限制于其。
[0064]<實施例>
[0065]<實施例1>
[0066]通過準備60重量份氫化的環(huán)氧樹脂(Kukdo Chemical C0.，Ltd.的ST3000)和40重量份雙酚B型環(huán)氧樹脂(Kukdo Chemical C0.，Ltd.的YD127)，并添加55重量份作為固化劑的胺類固化劑(Kukdo Chemical C0., Ltd.的KH-816)以及具有500nm平均粒度的B4C粉末(Kojundo Chem.，Japan),制造了環(huán)氧樹脂組合物,其中所述B4C粉末相對于包含環(huán)氧樹脂、胺類固化劑和B4C粉末的總重量的含量為5重量％。
[0067]首先，使用如下所述B4C粉末的兩種粉末粒子。
[0068]i)對其不實施任何表面處理的B4C粉末粒子。
[0069]ii)以10:1的重量比對B4C粉末和環(huán)氧樹脂進行混合，并將相對于儲存在燒杯中的丙酮的重量為 0.35重量/重量的其混合物添加到其中含有丙酮的燒杯中，隨后進行輥壓混合研磨。將燒杯浸入超聲槽中并持續(xù)30分鐘，然后引入到干燥烘箱中以蒸發(fā)丙酮。由此，通過利用環(huán)氧樹脂對B4C粉末進行包覆而制備了環(huán)氧樹脂包覆的B4C粉末。
[0070]使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)捕集得到的各B4C粉末粒子的圖像，并將圖像示于圖2中。圖2A顯示上述i)中的未進行表面處理的B4C粉末的FE-SEM圖像，且圖2B顯示上述ii)中的包覆有環(huán)氧樹脂的B4C粉末的FE-SEM圖像。
[0071]從圖2B能夠看出，能夠理解，環(huán)氧樹脂包覆的B4C粉末粒子的表面形態(tài)與圖2A中的未進行表面處理的B4C粉末粒子的表面形態(tài)不同。因此確定，其包含在B4C粉末粒子表面上形成的環(huán)氧樹脂涂層。
[0072]分別使用如上所述的B4C粉末通過如下方法制造B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
[0073]通過預(yù)混合氫化的環(huán)氧樹脂(ST3000)和雙酚A型環(huán)氧樹脂(Kukdo ChemicalC0., Ltd.的YD127)而制造具有高氫濃度的環(huán)氧樹脂。
[0074]然后，通過將上述i)和ii)的B4C粉末粒子與固化劑KH-816混合而制備固化劑-B4C混合物，并通過將所述混合物與制備的環(huán)氧樹脂混合而制造組合物I和組合物2。
[0075]另一方面，按圖1中所示，將上述i)和ii)的B4C粉末粒子與胺類固化劑混合，然后機械攪拌5分鐘，并將超聲變幅桿(JAN0 Sonic Ltd.，Korea的JUW-2014)浸入上述混合物中以對其進行20分鐘的超聲處理而進行激發(fā)，由此得到經(jīng)胺類固化劑表面處理的B4C-固化劑的混合物。在此情況中，超聲波的頻率為20kHz且其電功率為約50W。隨后，將經(jīng)胺類固化劑表面處理的B4C-固化劑的混合物與制備的環(huán)氧樹脂混合并由此制造組合物3和組合物4。
[0076]使用旋轉(zhuǎn)葉片在環(huán)氧混合器中將按上述得到的組合物I~4分別攪拌15分鐘。將葉片的旋轉(zhuǎn)速度保持在65~70rpm下且在混合過程期間用泵對混合室抽真空，使得樹脂內(nèi)的氣泡顯著減少。在如上所述的機械混合之后，將環(huán)氧混合物倒入硅模具中并在50°C的干燥烘箱中固化20小時，由此分別制造四種B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
[0077]為了對B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中存在的B4C粒子的表面狀態(tài)進行評價，使用SEM捕集得到的四種B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的表面圖像并將圖像示于圖3中。在圖3中，圖3A是顯示得自組合物I的復(fù)合材料的斷裂表面的SEM圖像，所述組合物I使用未進行任何處理的原始B4C ;圖3B是顯示得自組合物2的復(fù)合材料的斷裂表面的SEM圖像，所述組合物2使用環(huán)氧樹脂包覆的B4C ；圖3C是顯示得自組合物3的復(fù)合材料的斷裂表面的SEM圖像，所述組合物3使用通過對原始B4C進行直接超聲處理而得到的B4C ；圖3D是顯示得自組合物
4的復(fù)合材料的斷裂表面的SEM圖像，所述組合物4使用通過對環(huán)氧樹脂包覆的B4C進行浸潰超聲處理而得到的B4C。
[0078]在圖3A的情況中，B4C粒子的分散顯示為對其比較合適，但在圖像中在表示為圓的粒子表面與基體之間觀察到間隙。這種間隙的存在指示基體與粒子之間的結(jié)合力相對低。
[0079]同時，從圖3B能夠看出，在其表面上觀察到B4C粒子的聚集，此外，如圖3B中插入的放大圖中所示，能夠理解，在粒子邊界部分中發(fā)現(xiàn)間隙。根據(jù)上述結(jié)果能夠推斷，即使當使用包覆有環(huán)氧樹脂的B4C時，B4C聚集體與環(huán)氧樹脂基體之間的結(jié)合力也會相對低。
[0080]根據(jù)圖3A和3B的圖像能夠推斷，B4C粒子上的環(huán)氧樹脂涂層不會改善在環(huán)氧樹脂基體中的分散以及與環(huán)氧樹脂基體的結(jié)合(圖3B)，而原始B4C可以提供良好的分散性能，但環(huán)氧樹脂基體與粒子之間的結(jié)合力稍微低(圖3A)。
[0081]另一方面，從顯示使用組合物3和4得到的復(fù)合物的圖像的3C和3D能夠看出，在復(fù)合物的斷裂表面上僅觀察到少量B4C粒子。當聚合物基體與填料粒子之間的結(jié)合相對強時，斷裂表面沿基體自身而不是沿粒子與聚合物之間的界面發(fā)展。因此，在圖3C和3D的SEM圖像中示出的少量B4C粒子的觀察可以是環(huán)氧樹脂基體與B4C粒子之間的良好結(jié)合的強有力證據(jù)。即，能夠理解，當使用變幅桿實施直接超聲處理以提供激發(fā)時，與圖3A和3B的情況相比，環(huán)氧樹脂基體與B4C粒子之間的結(jié)合力在圖3C和3D的情況中更強。
[0082]另外，在圖3C和3D的情況中通過直接超聲處理引起的激發(fā)不會在粒子之間產(chǎn)生聚集，由此確定B4C粒子可有效分散。
[0083]通過直接超聲處理引起的激發(fā)增強B4C粒子在環(huán)氧樹脂基體中的分散以及環(huán)氧樹脂基體與B4C粒子之間的結(jié)合的機理并不確切地清楚。盡管理論上不受限制，但是推斷，有力的超聲能誘發(fā)由B4C粒子表面上的固化劑分子產(chǎn)生的微泡破壞而造成B4C表面上的密度變化，且在B4C粒子表面上的密度變化期間，在胺類固化劑分子的環(huán)取代基與B4C之間產(chǎn)生強的范德華力，從而使得在環(huán)氧樹脂基體中可以改善粒子的潤濕性能。
[0084]另外，為了評價B4C粒子的表面狀態(tài)，將對B4C/固化劑混合物的FTIR光譜的分析示于圖4中。在圖4中，(a)提供在iii)中得到的通過超聲處理而分散的原始B4C/固化劑的FTIR光譜的分析，(b)提供i)未經(jīng)超聲分散的原始B4C/固化劑的FTIR光譜，(c)提供純固化劑的FTIR光譜，(d)提供ii)未經(jīng)超聲分散的環(huán)氧樹脂包覆的B4C/固化劑的FTIR光譜，且(e)提供iv)經(jīng)超聲分散的環(huán)氧樹脂包覆的B4C/固化劑的FTIR光譜。
[0085]使用設(shè)置在KRS-5窗內(nèi)的分散有B4C的固化劑的液相薄膜，得到上述FTIR光譜。圖4指示包括在1607CHT1處在固化劑環(huán)內(nèi)的碳與碳的伸縮振動模式的芳族C=C振動，且位于1585cm—1的第二個峰是由環(huán)取代基造成的。分散有陶瓷粉末的聚合物復(fù)合物的吸收峰發(fā)射可以用于評價粒子的結(jié)合，這可以基于如下特性:聚合物分子的振動吸收峰會受到范德華相互作用的顯著影響。
[0086]在圖4中，(b)和(d)分別涉及在各位置的相同的兩個伸縮峰，與對應(yīng)于純固化劑的(C)情況類似。在這種光譜的情況中，在(b)和(d)兩種情況中固化劑的吸收峰不會受到B4C的影響，且這種特性可以指示，與B4C表面上的固化劑分子的結(jié)合強度不足以改變固化劑的吸收峰。另一方面，圖4的(a)和(e)中所示的吸收峰相對低且平，因為固化劑分子的C=C伸縮振動受相對強的與B4C粒子的結(jié)合的影響。上述平且低的吸收峰可能是由受由于范德華相互作用而牢固結(jié)合到B4C的環(huán)取代基影響的連續(xù)紅移的伸縮動能光譜造成的。 [0087]另外，使用多功能機械試驗儀器(Instron3000, USA)利用標準拉伸試樣ASTM0638，對匕(:/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的最終拉伸強度和楊氏模量進行分析，并將其結(jié)果示于圖5中。在各試驗中，拉伸速度為50mm/分鐘，且試驗試樣數(shù)目為五個以上。圖5的圖中的誤差條是指各試樣的五次測量的標準偏差。
[0088]圖5提供了純環(huán)氧樹脂基體和在各種條件下制造的B4C-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的最終拉伸強度。通常，明顯的是，環(huán)氧樹脂基體的拉伸強度因添加陶瓷填料而下降。另一方面，當將填料粒子在環(huán)氧樹脂基體中的分散和其與環(huán)氧樹脂基體的結(jié)合控制為對其合適時，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的機械特性會增強。
[0089]參考圖5，使用純環(huán)氧樹脂的環(huán)氧樹脂基體中的拉伸強度為54.1MPa,但當將未經(jīng)表面處理的原始B4C粒子分散在組合物(I)中時，B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度下降至43.6MPa，且用于組合物(2)中的環(huán)氧樹脂包覆的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進一步下降至31.6MPa0
[0090]據(jù)推斷，如上所述的拉伸強度的下降是由圖3A和3B中所示的環(huán)氧樹脂基體與B4C之間的界面處的結(jié)合力相對低造成的。即，其是因為雜質(zhì)占據(jù)的面積或體積等同于環(huán)氧樹脂基體的面積或體積的損失，從而造成強度下降。關(guān)于雜質(zhì)的尺寸，因為其中存在的環(huán)氧樹脂包覆的B4C聚集體的尺寸大于未包覆的B4C的尺寸，所以拉伸強度會進一步下降。
[0091]同時，由使用通過使用浸潰變幅桿的直接超聲處理而分散在固化劑中的原始B4C和環(huán)氧樹脂包覆的B4C的組合物3和4獲得的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度分別提高至52.6MPa和56.QMPa0即，與不使用直接超聲分散進行制造的情況相比，提供了顯著增大的拉伸特性。即使當將拉伸強度如上增大的情況與純環(huán)氧樹脂基體的情況相比時，如上所述的得自組合物3和4的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度增大的情況也是有競爭力的或在誤差范圍方面具有進一步增大的數(shù)值。由此，通過使用利用直接超聲處理進行分散而得到的組合物，可以增強復(fù)合材料的拉伸強度且如上所述的拉伸強度的增強可確定為是由圖3C和3D中所示的B4C與基體之間的界面處的結(jié)合改善造成的。
[0092]經(jīng)直接超聲處理的原始B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂包覆的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度展示近似的值，這種近似值的特性可表明，在超聲激發(fā)期間通過直接超聲波對B4C粒子進行激發(fā)提高了范德華相互作用，而與包覆的材料類型無關(guān)。
[0093]通過圖4的B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的FTIR光譜確認了范德華相互作用的增大。參考固化劑分子的峰強度的變化，可確認其受到B4C自身(圖4的(a))或B4C表面上的環(huán)氧樹脂的影響。關(guān)于B4C表面上的環(huán)氧樹脂的影響，認為與B4C自身類似，結(jié)合到B4C表面上的環(huán)氧樹脂分子對固化劑分子的伸縮振動有影響。上述強的范德華相互作用可能是由超聲激發(fā)期間在B4C粒子之間的界面處環(huán)氧樹脂或固化劑分子的相互作用擴散造成的。另一方面，當不存在直接超聲激發(fā)時，固化劑分子的振動模式不能因B4C而發(fā)生變化，也不能因B4C上的環(huán)氧樹脂分子而發(fā)生變化。
[0094]在純環(huán)氧樹脂基體和B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的楊氏模量的情況中，與純環(huán)氧樹脂基體相比，B4C/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的楊氏模量相對增大，如圖6中所示。如上所述的由于添加陶瓷填料而造成聚合物復(fù)合材料的模量提高的趨勢，可以是顯示比純環(huán)氧樹脂基體的強度更高的強度的一般結(jié)果。然而，根據(jù)本發(fā)明的實施方案，可以將通過直接超聲分散實現(xiàn)的模量增大解釋為起因于由相對高的韌性保持或增大的振動速率特性，所述相對高的韌性是由B4C與環(huán)氧樹脂基體之間的界面處的強粘附力提供的。
[0095]實施例2-制造含氫氧化鋁的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料并評價其物理性質(zhì)
[0096]除了使用具有5 平均粒度的氫氧化鋁(Al(OH)3)粉末之外，使用與實施例1的組合物I和3相同的方法分別制造環(huán)氧樹脂組合物5和環(huán)氧樹脂組合物6，并通過與實施例1相同的方法使用各組合物制造氫氧化鋁/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。按上述得到的復(fù)合材料分別為復(fù)合材料5和復(fù)合材料6。
[0097]作為按上述得到的復(fù)合材料5和6的物理性質(zhì)，測量最大拉伸強度和斷裂伸長率，且得自未進行超聲處理的組合物5的復(fù)合材料5的拉伸強度和斷裂伸長率分別為28.0MPa和7.3%，但得自進行了超聲處理的組合物6的復(fù)合材料6的拉伸強度和斷裂伸長率分別為40.9MPa 和 9.6%。
[0098]從上述結(jié)果能夠看出，當通過直接超聲處理在固化劑中實施分散時，與純環(huán)氧樹脂相比，拉伸強度和伸長率值略微下降，而與未進行直接超聲處理的復(fù)合材料5相比，拉伸強度提高約45%，且伸長率 也提高約7.3%。
[0099]如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方案的直接超聲處理可使得納米級粉末粒子分散在基體中，可還使得微米級即比較大的粉末粒子均勻分散在其中，且另外，可進一步有效提高機械性能。
[0100]實施例3-評價環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的慢中子屏蔽功能隨B4C粒度的變化
[0101]在包含2.5重量％的B4C粒子的B4C-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的情況中，使用montecarlo n-particle (MCNP)程序?qū)Ω鶕?jù)使用的B4C的粒度的慢中子屏蔽能力進行評價,并將其結(jié)果示于圖7中。另一方面，將環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的厚度設(shè)為3cm。
[0102]從圖7能夠看出，隨著B4C的粒度從100 u m變化到I y m,中子吸收顯著提高，但當B4C的粒度小于I y m時,展示預(yù)定的屏蔽效果。因此,能夠理解,當使用小于I y m的納米級硼化合物粉末時，可以獲得優(yōu)異的中子屏蔽效果。
[0103]實施例4-制造PbO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料
[0104]為了掌握對拉伸強度的影響，根據(jù)是否在PbO粉末分散中實施超聲處理，制造了包含相對于環(huán)氧樹脂組合物的總重量為10重量％的PbO粉末的PbO/環(huán)氧樹脂組合物，并使用上述得到的樹脂組合物制造了 PbO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。此處，用于比較的使用的PbO粉末粒子的平均粒度分別為10 ii m和200nm。
[0105]使用具有10 ii m平均粒度的PbO粉末，通過使用與制造實施例1的組合物I相同的方法制造樹脂組合物，制造了組合物7。另外，使用具有200nm平均粒度的PbO粉末，通過使用與制造實施例1的組合物I相同的方法制造樹脂組合物，制造了組合物8。另外，使用具有200nm平均粒度的PbO粉末，通過使用與制造實施例1的組合物3相同的方法制造樹脂組合物，制造了組合物9。
[0106]使用按上述得到的組合物7、8和9制造了 PbO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，且按上述得到的復(fù)合材料為復(fù)合材料7、復(fù)合材料8和復(fù)合材料9。
[0107]測量了復(fù)合材料7~9的PbO/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度并將其結(jié)果示于圖8中。
[0108]從圖8能夠看出，純環(huán)氧樹脂的屏蔽材料(a)展示54.1MPa的拉伸強度值，而包含微米級PbO粉末且未進行直接超聲處理的復(fù)合材料(b)經(jīng)測量具有43.1MPa的拉伸強度值。另外，包含納米級PbO粉末且未進行直接超聲處理的復(fù)合材料(c)的屏蔽材料經(jīng)測量具有44.0MPa的拉伸強度值。能夠理解，在屏蔽材料(b)和(c)之間的拉伸強度中無顯著差另1J。
[0109]另一方面，包含納米級PbO粉末并經(jīng)直接超聲處理以使得對PbO粉末進行表面處理的復(fù)合材料(d)的屏蔽材料展示46.SMPa的拉伸強度值，其為高于(b)和(C)的拉伸強度值。
[0110]從上述說明能夠看出，由于包含PbO粉末，所以盡管其拉伸強度值低于純環(huán)氧樹脂的拉伸強度值，但PbO粉末粒子能夠均勻分散在環(huán)氧樹脂中并可以改善粒子之間的界面處的樹脂粘附力，由此提高復(fù)合材料的物理性質(zhì)。
[0111]實施例5-評價復(fù)合材料的慢中子屏蔽
[0112]使用MCNP程序，對環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的根據(jù)粉末粒度的慢中子屏蔽進行評價，所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料各自包含相對于組合物的總重量的含量為5重量％、10重量％和25重量％的B4C/PbO/Al (OH) 3，并將其結(jié)果示于圖9中。
[0113]以相同的尺寸將B4C和PbO粉末粒子的粒度分別設(shè)為100 iim、Iiim和0.1iim且在所有情況中，Al (OH)3粉末的粒度都恒定為2 ii m。另一方面，將環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的厚度設(shè)為3cm。
[0114]在所有情況中將Al (OH)3粉末的粒度都設(shè)為2 iim是因為在Al (OH)3的情況中，與其他粉末粒子相比，慢中子和Y射線屏蔽性能實際上相對更低。
[0115]從圖9能夠看出，在用于慢中子的各粉末粒度的情況中，隨著粒度變小，慢中子的通量下降。因此，能夠理解，當使用具有小于I Pm粒度的粉末時，可以獲得優(yōu)異的中子屏蔽效果。
[0116]實施例6-評價復(fù)合材料的Y射線屏蔽功能
[0117]使用MCNP程序，對環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的根據(jù)粉末粒度的Y射線屏蔽功能進行評價，所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料各自包含相對于組合物的總重量的含量為5重量％、10重量％和25重量%的B4C/PbO/Al (OH) 3，并將其結(jié)果示于圖10和11中。
[0118]此處，將使用的粉末的粒度和濃度以及環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的厚度確定為與實施例5相等，且在IMeV和0.1MeV兩種情況中對Y射線能量進行評價。
[0119]從圖10和11能夠理解，與Y射線能量為IMeV的情況相比，Y射線能量為0.1MeV的情況的Y射線通量的下降更大 。因此，能夠理解，當使用粒度小于Ium的粉末時，可獲得優(yōu)異的Y射線衰減效果。另外，能夠理解，在低能量Y射線的情況中，根據(jù)本實施例的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有更優(yōu)異的 屏蔽能力。
【權(quán)利要求】
1.一種制造用于中子屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物的方法，包括: 通過將胺類固化劑與用于中子吸收的硼化合物粉末或選擇性地包含Y射線衰減的高密度金屬粉末和阻燃劑粉末的粉末混合，或?qū)⑺霭奉惞袒瘎┡c所述硼化合物粉末和所述選擇性地包含Y射線衰減的高密度金屬粉末和阻燃劑粉末的粉末的混合物混合，得到固化劑與粉末的混合物； 通過對所述混合物施加超聲波以實施超聲波處理，從而利用所述胺類固化劑對所述粉末表面進行包覆，同時使得粉末粒子分散在所述固化劑中；以及 將包含經(jīng)超聲波處理并分散的粉末粒子的所述胺類固化劑與環(huán)氧樹脂混合，然后使其分散。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硼化合物為選自如下物質(zhì)中的至少一種:B4C、BN、B2O3 和 B (OH) 3， 所述高密度金屬粉末為選自如下物質(zhì)中的至少一種:Fe、N1、Cu、W、Pb及它們的氧化物，以及 所述阻燃劑粉末為選自如下物質(zhì)中的至少一種:氫氧化鋁和氫氧化鎂。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硼化合物和所述高密度金屬粉末具有200nm以上且小于1000nm的粒度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述阻燃劑具有200nm~10μ m的粒度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將超聲變幅桿直接浸入混合物中而施加所述超聲波，所述混合物包含混合在其中的所述胺類固化劑、所述硼化合物、所述高密度金屬粉末和所述阻燃劑粉末。`
6.—種制造中子屏蔽材料的方法，包括: 將使用權(quán)利要求1~5中任一項的方法制造的環(huán)氧樹脂組合物形成為具有預(yù)定形式， 然后對形成的環(huán)氧樹脂組合物進行干燥和固化。
7.一種用于射線屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物，包含: 相對于100重量份的環(huán)氧樹脂,40重量份~60重量份的胺類固化劑； 用于中子吸收的硼化合物，其具有200nm~1000nm的粒度，經(jīng)所述胺類固化劑進行表面處理，并且其含量為所述環(huán)氧樹脂組合物總重量的I重量％~10重量％ ； 二次Y射線衰減的高密度金屬粉末，其選擇性地具有200nm~1000nm的粒度，經(jīng)所述胺類固化劑進行表面處理，并且其含量為所述環(huán)氧樹脂組合物總重量的I重量％~30重量％ ;以及 氫氧化鋁粉末、氫氧化鎂粉末或它們的混合物，其選擇性地具有200nm~10 μ m的粒度，并且其含量為所述環(huán)氧樹脂組合物總重量的10重量％~30重量％。
8.如權(quán)利要求7所述的用于射線屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物，其中 所述硼化合物粉末為選自如下物質(zhì)中的至少一種:B4C、BN、B2O3和B (OH) 3， 且所述高密度金屬粉末為選自如下物質(zhì)中的至少一種:Fe、N1、Cu、W、Pb及它們的氧化物。
9.如權(quán)利要求7所述的用于射線屏蔽的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述氫氧化鋁粉末或所述氫氧化鎂粉末是經(jīng)所述胺類固化劑進行表面處理的。
【文檔編號】C08K3/38GK103619949SQ201280023352
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】金在愚, 全志憲, 裴蓮柱 申請人:韓國原子力研究院