一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法，该防护材料以合成树脂为基料，利用合成树脂的单体或与单体相似的有机化合物对填料进行改性，改性产物再添加到基料中，可以增大填料在基料中的分散程度。通过添加剂改善其硬度和韧性，经混合、开炼、压延工艺将粒度细化处理的改性填料(氧化铅粉、碳化硼粉、硫酸钡粉、重金属氧化物粉(除铅外)以及氧化铒粉)均匀弥散在合成树脂基料中，生产出具有防护效果好、韧性优、质量轻的合成树脂的片状材料。按《GBZ/T 147‑2002 X射线防护材料衰减性能的测定》检测：材料铅当量达到0.15‑0.35mmPb(厚度1mm；单位面积重量为2.0‑4.0Kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法
本专利技术涉及防护材料，特别是一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代科学技术的迅速发展，在工业、农业、医学、油田测井、地质勘探、石油化工、国防科研、航空航天、建筑安装、核能、造船、环境监测、三废处理等领域各种高能射线(如X、γ射线)被更加广泛的应用。带给人类巨大经济和社会效益的同时，高能射线对人体的伤害和对环境的破坏也越来越严重。随着人们对辐射生物效应认识与研究的不断深入，高能射线的防护已引起人们的高度重视。研究发现：高能射线能够引发致癌作用和细胞变异导致的遗传效应，因此做好预防辐射已刻不容缓。高能射线的防护可采用时间防护、距离防护和屏蔽防护3种方式。屏蔽防护就是在放射源和人员之间使用或设置一种能有效吸收或阻挡高能射线的防护材料，从而减弱或消除高能射线对人体的危害，并且适用性更强。传统防护服的材料为铅，铅的原子序数为82，具有良好的能量吸收与阻挡特性，是一种公认的用以屏蔽高能辐射的理想材料。研究发现：铅粒子对能量高于88.0keV和介于13.0keV至40keV之间的辐射有良好的吸收能力，但对于能量介于40keV至88.0keV之间的辐射存在粒子吸收能力薄弱区域(即铅的/弱吸收区)，并且对中子辐射无吸收和阻挡能力。除此之外，由铅制成的材料质重，导致穿着者行动不便，体能消耗大，因此将铅作为唯一吸收物质所制成的防辐射材料，其缺陷是显而易见的。针对从业者的健康防护以及轻便角度来说，开发一款防护效果好、质量轻、柔软的辐射防护材料至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法。实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法，其材料主要组分按重量份数计量如下：所述合成树脂粉为乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜，合成树脂选自其中的一种或几种。所述重金属氧化物包括氧化铋、氧化锑、氧化碲、氧化镓、氧化铌、氧化钨、氧化锗、氧化镉、氧化锡，重金属氧化物选自其中的一种或几种。所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂两类偶联剂中的一种或几种，但不能互相发生化学反应。包括如下步骤：步骤一：粉碎、过筛将氧化铅粉、重金属氧化物粉(除铅外)、氧化铒粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，形成种类不同，颗粒大小不同的微纳米粉；将碳化硼粉、硫酸钡粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，形成种类不同，颗粒大小不同的微纳米粉；步骤二：改性、混合将氧化铅粉、重金属氧化物粉(除铅外)、氧化铒粉，按照上述配方要求，取样置容器中，加入一定量合成树脂的单体或与单体相似的有机化合物，搅拌、加热、冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合15-20min(一类)；将碳化硼粉、硫酸钡粉，按照上述配方要求，取样置容器中，加入一定量合成树脂的单体，搅拌、加热、冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合15-20min(二类)；步骤三：开炼在常温下，开炼机中加入合成树脂，塑炼3-5min，将步骤二两类混合均匀的粉体分别加入其中，之后依次加入硬脂酸锌、硬脂酸钙、防老剂4010NA，混合1-3min，再加入邻苯二甲酸二甲酯，混合2-3min，混合10-15min，最后加入偶联剂，混合1-2min；步骤四：压延将步骤三的胶料在热炼机上50-60℃热炼15-20min，之后辊筒温度在35-45℃进行压延，根据不同厚度要求，调节辊筒间距，得到不同厚度的片状辐射防护材料。利用本专利技术的技术方案制作的一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料及其制备方法，该防护材料以合成树脂为基料，利用合成树脂的单体或与单体相似的有机化合物对填料进行改性，改性产物再添加到基料中，可以增大填料在基料中的分散程度。通过添加剂改善其硬度和韧性，经混合、开炼、压延工艺将粒度细化处理的改性填料(氧化铅粉、碳化硼粉、硫酸钡粉、重金属氧化物粉(除铅外)以及氧化铒粉)均匀弥散在合成树脂基料中，生产出具有防护效果好、韧性优、质量轻的合成树脂的片状材料。按《GBZ/T147-2002X射线防护材料衰减性能的测定》检测：材料铅当量达到0.15-0.35mmPb(厚度1mm；单位面积重量为2.0-4.0Kg/m2)，其它性能数据均满足《GB16757-2016X射线防护服标准》的要求。具体实施方式对本专利技术进行具体描述，实施例一、乳聚丁苯橡胶制备X、γ射线辐射与中子辐射防护材料的方法步骤一：粉碎、过筛将氧化铅粉、重金属氧化物粉(除铅外)、氧化铒粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，待用；将碳化硼粉、硫酸钡粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，待用；步骤二：改性、混合将2份氧化铅粉、20份重金属氧化物粉(除铅外)、8份氧化铒粉，取样置于装有甲苯的容器中，分散，加入过量的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌、加热至沸腾，20min后，冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合20min(一类)；将2份碳化硼粉、10份硫酸钡粉，取样置于装有甲苯的容器中，分散，加入过量的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌、加热至沸腾，20min后，冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合20min(二类)；步骤三：开炼在常温下，开炼机中加入28份乳聚丁苯橡胶，塑炼4min，将步骤二两类混合均匀的粉体分别加入其中，之后依次加入1份硬脂酸锌、1份硬脂酸钙、1.5份防老剂4010NA，混合2min，再加入20份邻苯二甲酸二甲酯，混合2min，混合15min，最后加入1份γ-巯丙基三乙氧基硅烷，混合2min；步骤四：压延将步骤三的胶料在热炼机上50℃热炼20min，之后辊筒温度在35℃进行压延，通过调节辊筒间距，得到厚度0.5mm的片状辐射防护材料。按《GBZ/T147-2002X射线防护材料衰减性能的测定》检测：材料铅当量达到0.20mmPb(厚度1mm；单位面积重量为2.0Kg/m2)，其它性能数据均满足《GB16757-2016X射线防护服标准》的要求。实施例二、顺丁橡胶制备X、γ射线辐射与中子辐射防护材料的方法步骤一：粉碎、过筛将氧化铅粉、重金属氧化物粉(除铅外)、氧化铒粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，待用；将碳化硼粉、硫酸钡粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，待用；步骤二：改性、混合将1.5份氧化铅粉、24份重金属氧化物粉(除铅外)、8份氧化铒粉，取样置于装有无水乙醇的容器中，分散，加入过量的甲基丙烯酸甲酯，搅拌、加热至沸腾，20min后，冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合20min(一类)；将2份碳化硼粉、10份硫酸钡粉，取样置于装有无水乙醇的容器中，分散，加入过量的甲基丙烯酸甲酯，搅拌、加热至沸腾，20min后，冷却、过滤、干燥、破碎，通过混合机常温下混合20min(二类)；步骤三：开炼在常温下，开炼机中加入28份顺丁橡胶，塑炼4min，将步骤二混合均匀的粉体分别加入其中，之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料，其特征在于，其材料主要组分按重量份数计量如下：

【技术特征摘要】
1.一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料，其特征在于，其材料主要组分按重量份数计量如下：。2.根据权利要求1所述的一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料，其特征在于，所述合成树脂粉为乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜，合成树脂选自其中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料，其特征在于，所述重金属氧化物包括氧化铋、氧化锑、氧化碲、氧化镓、氧化铌、氧化钨、氧化锗、氧化镉、氧化锡，重金属氧化物选自其中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂两类偶联剂中的一种或几种，但不能互相发生化学反应。5.一种X、γ射线辐射与中子辐射防护材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：粉碎、过筛将氧化铅粉、重金属氧化物粉(除铅外)、氧化铒粉，按照各自颗粒密度不同，将粉体处理、过筛(去除大颗粒和过小颗粒)，形成种类不同，颗粒大小不同的微纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永明，马全亮，张立顺，刘培勋，
申请(专利权)人：天津天颐科苑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12