Композиция для изготовления радиационно-защитных материалов

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных деталей и изделий, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений. Композиция для изготовления радиационно-защитных материалов содержит следующие компоненты, мас.%: сера 4,98-5,98; модифицирующая добавка 0,1-0,12; наполнитель (отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 1800-2000 см²/г) 7,07-8,50; минеральный порошок 0,49-0,59; металлическое волокно 84,80-87,35. Изделия, изготовленные на основе предлагаемой композиции, имеют следующие свойства: среднюю плотность 7410-9600 кг/м³; предел прочности при сжатии 51,8-76,3 МПа; водопоглощение за 24 ч 0,08-0,05%; сопротивление удару 123,8-236,2 МДж/м³. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных деталей и изделий, предназначенных для защиты от ионизирующих излучений.

Известна композиция (патент 2105739, С 04 В 28/36) для изготовления строительных изделий, включающая следующие компоненты, мас.%: Сера - 14-16 Наполнитель (отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 1800-2000 см²/г) - 28-42 Заполнитель (тот же отход с размером частиц 0,6-1,25 мм) - 42-58 Наиболее близкой к изобретению является композиция (патент 2152368, С 04 В 28/36) для изготовления строительных изделий, включающая серу, модифицирующую добавку, наполнитель и заполнитель, при следующем содержании компонентов, мас.%: Сера - 7,55-9,5 Парафин - 0,45-0,5 Наполнитель (отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 1800 - 2000 см²/г) - 14-17 Заполнитель (свинцовая дробь с диаметром частиц 3-4 мм) - Остальное Однако для указанных материалов характерно недостаточно высокое значение средней плотности, высокое водопоглощение и низкое сопротивление ударным нагрузкам.

Цель изобретения - повышение средней плотности, снижение водопоглощения, а также повышение сопротивления удару.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, включающая серу, модифицирующую добавку и наполнитель, дополнительно содержит легирующую и армирующую добавки, в качестве легирующей добавки содержит минеральный порошок, а в качестве армирующей добавки - металлическое волокно, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Сера - 4,98-5,98
Модифицирующая добавка - 0,10-0,12
Наполнитель (отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 1800 - 2000 см²/г) - 7,06-8,50
Минеральный порошок - 0,49-0,59
Металлическое волокно - 84,80-87,35
Для изготовления композиции используют техническую серу (ГОСТ 12776), модифицирующую добавку, минеральный порошок, металлическое волокно и отход производства оптического стекла. Указанный отход, имеющий истинную плотность 5100 кг/м³ и удельную поверхность 1800-2000 см²/г, использовали в качестве наполнителя.

Введение модифицирующей добавки позволяет значительно снизить водопоглощение композитов, а добавка минерального порошка, имеющая истинную плотность 1900-2100 кг/м³ и удельную поверхность 4500-5000 см²/г, приводит к повышению защитных свойств композитов от действия нейтронного излучения.

Введение металлического волокна, имеющего геометрические размеры: длину 30 мм и диаметр 0,5-1 мм, позволяет значительно повысить среднюю плотность композитов и линейный коэффициент ослабления гамма-излучения.

Композицию готовят следующим образом. В расплавленную при температуре 150-160^oС серу вводят модифицирующую и легирующую добавки, а также нагретый до 140-150^oС наполнитель. Смесь перемешивают до получения однородной массы. Затем вводят нагретые до 140-150^oС металлические волокна. Смесь вновь тщательно перемешивают, выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 150-160^oС, укладывают в предварительно подогретые формы и подвергают прессованию при давлении 50 МПа. Распалубку изделий производят после охлаждения форм до температуры 20-30^oС.

Составы предлагаемой композиции и свойства готовых изделий приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция имеет более высокие значения средней плотности (в 1,2-1,4 раза), более низкое водопоглощение (в 2,5-3 раза) и высокое сопротивление удару.

Формула изобретения

Композиция для изготовления радиационно-защитных материалов, включающая серу, модифицирующую добавку и наполнитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит армирующую и легирующую добавки, в качестве легирующей добавки содержит минеральный порошок, имеющий истинную плотность 1900-2100 кг/м³ и удельную поверхность 4500-5000 см²/г, а в качестве армирующей добавки металлическое волокно с геометрическими размерами: длина 30 мм, диаметр 0,5-1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера - 4,98-5,98
Модифицирующая добавка - 0,10-0,12
Наполнитель (отход производства оптического стекла с удельной поверхностью 1800-2000 см²/г) - 7,07-8,50
Легирующая добавка - 0,49-0,59
Металлическое волокно - 84,80-87,35ы

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2