一种具有较高透气性的防X射线面料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有较高透气性的防X射线面料及其制备方法和应用。该方法包括：熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面。该面料具有轻便、较高防X射线、高透气性和一定的耐穿排汗性能，并且方便裁剪制成衣物，可作为防辐射织物使用。

A X-ray-proof fabric with high permeability and its preparation method and Application

The invention relates to an X-ray proof fabric with high permeability, a preparation method and application thereof. The method comprises mixing molten polyethylene with surface modified inorganic particles and laminating onto the surface of the substrate. The fabric has the advantages of lightweight, high X-ray resistance, high air permeability and certain wear and sweat resistance, and is easy to cut into clothes, which can be used as radiation-proof fabric.

【技术实现步骤摘要】
一种具有较高透气性的防X射线面料及其制备方法和应用
本专利技术属于防辐射面料及其制备和应用领域，特别涉及一种具有较高透气性的防X射线面料及其制备方法和应用。
技术介绍
众所周知，随着国防科研、放射医学和原子能工业的迅速发展，各种射线的重要性不言而喻且应用越来越广泛。X射线就是其中重要的一种，长期接触X射线，会对人体各重要器官如眼睛、性腺、造血骨髓等都会产生伤害，超过一定剂量甚至会产生病变如白内障、不孕、白血病、致癌等等，给人体带来严重威胁。因此有必要根据X射线的性质及其与物质的作用机理，选择和制备相应的材料加强防护。最早用于X射线屏蔽的是铅板、铁板等金属材料，后来又开发出了含铅的玻璃、有机玻璃及橡胶等制品，并加工成各种防护服、头盔、防护手套等。但这些防护用品大多透气性差，笨重，增加了穿戴该产品的工作人员的身体负荷，同时铅对人体和环境都存在严重的危害。目前有不少有关阻隔X射线防护服的相关专利报道，如中国专利技术专利“一种全方位保护型CT防护服”(CN103700415A)中公开了一种防护服的技术方案，该防护服包含抗菌层与防辐射层，其中防辐射层含有：铜铅合金40～70份，铜铅合金30～50份，钨15～25份，铋15～25份、锡15～25份，载体材料40～60份，载体材料是竹炭纤维和汉麻纤维中的至少一种，该防护服对X射线的屏蔽率可达99％，但不足之处是防辐射层在穿着过程中可能会发生脱落导致防辐射性能下降。中国专利技术专利“一种新型柔性无铅辐射的防护服”(CN107910089A)中公开了一种无铅防护服的设计方案，其防护层采用基体材料和填料筒混炼工艺和压延工艺制成，基体材料包括硅烷偶联剂、抗氧剂、聚乙烯醇、橡胶软化油、二辛脂、聚乙烯橡胶预聚体，填料包括钽粉、钨粉、铁粉、铂粉，但基体材料主要为橡胶，成型后透气性能较差，人体穿着不舒适。中国专利技术专利“一种γ辐射防护服的制备方法”(CN104900282B)公开了一种γ辐射防护服的制备方法，将球磨制备的微纳米级别γ辐射防护功能粉体加入到橡胶基体中进行混炼，再与浸渍过粘结剂的无纺布进行压延贴胶，并硫化成型得到γ辐射防护织物，对低能(0.059MeV)γ射线的屏蔽率达到72.3％。由于采用橡胶作为基体，存在不透气的问题，而且涂层厚度是0.1～3.2mm，当操作人员在温度较高的工作场所时，长时间穿戴该防护服必然造成身体上的不适。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有较高透气性的防X射线面料及其制备方法和应用，以克服现有技术中X射线防护服笨重、不透气、穿着不适以及穿着过程中防辐射层可能会发生脱落导致防辐射性能下降的缺陷。本专利技术的一种具有较高透气性的防X射线面料的制备方法，包括熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面。所述表面改性无机粒子的制备方法包括：将防X射线的无机粒子、表面改性剂和溶剂通过湿球磨得到表面改性无机粒子，其中表面改性剂与防X射线的无机粒子的质量比为1:8～1:4，溶剂与防X射线的无机粒子的比例为0.5～1mL/g。所述防X射线的无机粒子为稀土氧化物、氧化铋、氧化钨、氧化锡中的一种或几种。所述表面改性剂为支化低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、固体石蜡中的一种或几种。所述溶剂为十氢萘、环己烷、乙醇、二氯甲烷中的一种或几种。所述湿球磨后无机粒子的粒径为400nm～2000nm。所述熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面具体为：将表面改性无机粒子、聚乙烯、抗氧剂1076与稀释剂熔融混合，将得到的混合物层压到复合基材表面，熔融压合，去除稀释剂，经洗涤、干燥定型，得到防X射线面料，其中表面改性的无机粒子与聚乙烯的质量比为0.7～2，聚乙烯与稀释剂的质量比为1:10～1:20，抗氧剂1076是聚乙烯质量的0.5％～1％。所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯，聚乙烯的分子量为80～300万。所述稀释剂为十氢萘、白油、液体石蜡中的一种或几种。所述熔融混合工艺参数为：采用双螺杆挤出机将混合组分熔融混合，混合温度为145～250℃，混合时间为2～10min。所述复合基材为涤纶、涤棉、纯棉或尼龙平纹机织布，厚度为60～150μm，克重为30～80g/cm2。所述将得到的混合物层压到复合基材表面为：将单层复合基材与单层混合物层压或者将单层复合基材与位于其上面和下面的混合物层压。所述熔融压合的工艺参数为：压合温度为160～230℃，压力为2～8MPa，压合时间为10～20min。所述去除稀释剂是采用萃取方法，萃取用的萃取剂为无水乙醇、二甲苯、汽油、氯仿、二氯甲烷中的一种或几种。所述干燥定型的温度为30-50℃，时间为20-30h。本专利技术提供了一种如上述方法制备得到的具有较高透气性的防X射线面料。所述面料厚度为0.2～0.3mm，面料克重为70～130g/m2，对X射线的屏蔽率为90～98％，水蒸汽透过率为125～160g/cm2/h，透气率为1200～1700L/m2/h。本专利技术还提供一种如上述方法制备得到的防X射线面料的应用。本专利技术制备过程中利用球磨降低无机粒子粒径提高无机粒子屏蔽X射线效率，球磨过程中添加的长链烷烃在溶剂作用下，物理吸附到无机粒子表面，起到表面改性防止团聚的作用。选择轻薄透明的平纹织物作为复合基材，选择对人体的热辐射有非常高的透过性的聚乙烯作为基体材料，通过控制适当的压力和模压时间使聚乙烯、无机粒子以及稀释剂的混合物填满复合基材经纬丝束间孔隙并不渗进丝束内部，然后通过萃取去除稀释剂制备出连通的孔隙，使复合物变得不透明同时又具备透气排汗性，最终得到屏蔽X射线、力学性能优异、透气排汗性能良好的面料。有益效果本专利技术制得的面料具有与一定厚度铅片相近的防X射线能力，对X射线的屏蔽率为90～98％，与传统的以橡胶为基体，金属粉或金属氧化物为屏蔽材料的防护服相比，具有轻便、高透气性和一定的耐穿排汗性能，厚度为0.2～0.3mm，面料克重为70～130g/m2，对X射线的屏蔽率为90～98％，水蒸汽透过率为125～160g/cm2/h，透气率为1200～1700L/m2/h，并且方便裁剪制成衣物，可作为防辐射织物使用，该防辐射织物多层叠合厚度在1.3mm以上时，其对X射线的屏蔽效果与0.132mm铅片的效果相当。附图说明图1为实施例1制备的防X射线面料光学显微镜图，放大倍数100倍；图2为实施例1制备的防X射线面料断面SEM图，放大倍数为1500倍，内嵌图放大倍数为10000倍；图3为实施例1中球磨后得到的小尺寸CeO2粉末SEM图，放大倍数为5000倍；图4为实施例3中球磨后得到的小尺寸Bi2O3粉末SEM图，放大倍数为5000倍；图5为对比例1制备的聚乙烯面料断面SEM图，放大倍数为1500倍，内嵌图放大倍数为10000倍；图6为实施例1-4中防X射线面料和对比例1-2中聚乙烯复合面料叠层厚度对X射线透过率的影响以及厚度为0.132mmPb片的X光透过率。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。CeO2、Bi2O3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防X射线面料的制备方法，包括熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面。

【技术特征摘要】
1.一种防X射线面料的制备方法，包括熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述表面改性无机粒子的制备方法包括：将防X射线的无机粒子、表面改性剂和溶剂通过湿球磨得到表面改性无机粒子，其中表面改性剂与防X射线的无机粒子的质量比为1:8～1:4，溶剂与防X射线的无机粒子的比例为0.5～1mL/g。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述防X射线的无机粒子为稀土氧化物、氧化铋、氧化钨、氧化锡中的一种或几种；表面改性剂为支化低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、固体石蜡中的一种或几种。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述溶剂为十氢萘、环己烷、乙醇、二氯甲烷中的一种或几种；湿球磨后无机粒子的粒径为400nm～2000nm。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述熔融的聚乙烯与表面改性无机粒子混合，层压到基材表面具体为：将表面改性无机粒子、聚乙烯、抗氧剂1076与稀释剂熔融混合，将得到的混合物层压到复合基材表面，熔融压合，去除稀释剂，经洗涤、干燥定型，得到防X射线面料，其中表面改性的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：于俊荣，权家友，胡祖明，王彦，诸静，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31