The invention relates to a high filling 3D printing polyurethane ray shielding composite material and a preparation method thereof. The composites were prepared from raw materials containing the following components: 100 copies of polyurethane by weight, 100 copies of shielding agent, 1 copies of softener and diethyl oxalate. The preparation method includes: heating and mixing polyurethane, shielding agent and softener according to the dosage, then hot-pressing the mixture to obtain hot-pressing sheet, then crushing the hot-pressing sheet to obtain powder, finally extruding the powder into wire, and printing the wire in 3D. The invention greatly improves the filling amount of shielding agent in polyurethane matrix, and makes the ray shielding composite material possess excellent shielding performance through high filling amount of shielding agent while realizing the personalized design of shielding devices and facilities.
【技术实现步骤摘要】
一种高填充3D打印聚氨酯射线屏蔽复合材料及其制备方法
本专利技术属于射线辐射防护领域,具体涉及一种用于射线屏蔽领域的高填充3D打印聚氨酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着核工业和辐射技术的发展,射线源及射线装置在民用和军用领域均有着越来越广泛的应用,因此射线防护材料的研究也受到人们越来越多的关注。射线屏蔽材料的传统制备方法包括模压成型、注塑成型等。利用传统成型技术成型缺点是材料结构受模具形状限制,一些特殊场合和特殊位置需要的异形件很难一次成型,而通过拼接往往会存在拼接缝隙,会大大降低射线屏蔽效果。与传统成型方法相比,3D打印成型技术又被称为增材制造技术,是一种新兴的加工成型技术,它借助电脑三维设计制品模型,将其切分成无数剖面,然后在垂直方向上逐层打印堆积成三维实体。对于聚合物材料而言,熔融沉积成型(FDM)工艺是应用最广、工艺最成熟的一种成型技术。它具体是以丝材作为耗材,将丝材加热到熔融温度以上,通过打印机喷头在X-Y平面上的运动,将熔融的丝材涂覆在工作台上,并逐层堆积形成三维实体制品。通过FDM技术成型制品几何模型设计更加灵活,可以根据不同应用场合、部位设计任何复杂结构,实现个性化制造,同时由于打印过程可一次成型,制品无须后续拼装,对于辐射防护材料可避免拼接缝隙造成的射线漏过情况发生,大大提高了材料整体屏蔽效果。不过打印丝材是制约3D打印技术进一步发展的重要因素,目前适用于FDM打印技术的耗材主要有ABS、PLA、PC、TPU等几种。热塑性聚氨酯(TPU)作为一种热塑性弹性体不仅适用于FDM打印,同时其本身具有优异的耐辐射性能,有研究表明,在5×10 ...
【技术保护点】
1.一种高填充3D打印聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于所述复合材料由包括以下组分的原料制备而得:各组分按重量份数计,聚氨酯 100份;屏蔽剂 100~1000份;软化剂 1~100份;其中,所述屏蔽剂为稀土元素或重金属单质和/或其氧化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐中的一种或几种;所述软化剂为草酸二乙酯。
【技术特征摘要】
1.一种高填充3D打印聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于所述复合材料由包括以下组分的原料制备而得:各组分按重量份数计,聚氨酯100份;屏蔽剂100~1000份;软化剂1~100份;其中,所述屏蔽剂为稀土元素或重金属单质和/或其氧化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐中的一种或几种;所述软化剂为草酸二乙酯。2.根据权利要求1所述的聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于所述复合材料由包括以下组分的原料制备而得:各组分按重量份数计,聚氨酯100份;屏蔽剂400~600份;软化剂20~50份。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于:所述聚氨酯的硬度为70~100邵A。4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于:所述稀土元素和重金属单质包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、锡、铅、铋、钨。5.根据权利要求1或2所述的聚氨酯射线屏蔽复合材料,其特征在于:所述屏蔽剂为改性屏蔽剂。6.一种根据权利要求1~5之任一项所述的高填充3D打印聚氨酯射...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘力,张永康,胡水,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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