辐射衰减组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及辐射衰减组合物以及制备辐射衰减组合物的方法，具体而言，公开了一种辐射衰减组合物，包含：液态硅橡胶聚合物；辐射衰减材料；和磁性材料，其中，所述液态硅橡胶聚合物占所述组合物的20体积％至85体积％并且所述辐射衰减材料占所述组合物的5体积％至55体积％；其中所述辐射衰减材料和磁性材料分散在所述液态硅橡胶聚合物中；并且其中所述液态硅橡胶聚合物的粘度为小于90,000cps。本发明专利技术的辐射衰减组合物能够形成有效、且安装快速而简单的辐射衰减系统来保护个人免受辐射的危害。

Radiation attenuation composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
辐射衰减组合物及其制备方法本申请是申请日为2015年4月2日，专利技术名称为“具有磁性的辐射防护物”的中国专利申请No.2015101545151的分案申请。相关申请的交叉引用本申请与2014年4月2日提交的美国临时专利申请61/974,298相关并要求其优先权，该美国临时专利申请以引用的方式并入本文。
本专利技术总体上涉及使辐射衰减的系统和方法。更具体而言，本专利技术涉及辐射防护物(radiationshield)领域，该辐射防护物包含聚合物、磁性材料和衰减材料(attenuatingmaterial)，其中所述衰减材料分散遍布于聚合物中。
技术介绍
已有多种系统被用于保护人类和设备免受辐射的危害。例如，医学领域的专利技术已经利用了重且相对较硬的铅防护屏，通过为病人和医务人员设置铅防护屏，来防止为了分析和治疗而放出辐射的医疗过程的危害。在核电站，员工受到的辐射量被严密监控。当辐射曝露剂量达到某个水平，就强制员工停止工作一段时间，以致有显著的停工时间。解决核电站的辐射曝露问题的传统方法是铅毛毯(leadwoolblankets)或铅片。铅毛毯用于临时地或永久地制作屏蔽墙、包装放出辐射的设备的管道和其他部件、或者用于罩住诸如阀门等设备，从而限制从辐射源逸出的辐射强度。铅存在环境问题且处理起来既困难又费钱。聚合物基辐射防护物已用于核电站。类似于铅毯，传统的聚合物基辐射防护物是通过夹子、钩子或绑绳等固定在它们要屏蔽的目标上。铅毯和聚合物基辐射防护物通常都难以搬运，且安装和移除都耗费时间。r>尽管已知有多种繁琐的方法和系统用来防止有害的辐射，仍需要一种有效、且安装快速而简单的系统和方法来保护个人免受辐射的危害。
技术实现思路
本专利技术包括一种辐射衰减防护物。在本专利技术的一个实施方案中，所述辐射防护物包含聚合物、辐射衰减材料和磁性材料。在本专利技术的另一个实施方案中，所述辐射防护物包含10体积％至70体积％的磁性材料，5体积％至55体积％的衰减材料和20体积％至85体积％的聚合物。所述辐射衰减材料和磁性材料可分散在聚合物中，以形成所述防护物的衰减层。此外，可将磁性材料层设置成毗邻或包裹着所述衰减层。本专利技术还包括一种制作辐射衰减防护物的方法。在本专利技术的一个实施方案中，所述方法包括以下步骤：将聚合物、辐射衰减材料和磁性材料掺混形成混合物，将所述混合物加入模具中，使所述混合物定形或硬化而形成硬化的混合物，以及从模具中移除所述硬化的混合物。所述方法还可以包括将聚合物和催化剂掺混以及/或者将混合物固化的步骤。本专利技术还包括用于衰减辐射的系统。在本专利技术的一个实施方案中，所述系统包括以下步骤：提供包含聚合物、辐射衰减材料和磁性材料的辐射衰减防护物，以及将所述辐射衰减防护物固定至某结构。在这个实施方案中，所述辐射防护物通过限制从该防护物出来的辐射，从而限制所述系统周围的辐射曝露。附图说明图1为本专利技术的辐射防护物的一个实施方案的透视图。图2为本专利技术的双层辐射防护物的一个实施方案的透视图。图3为本专利技术的单层辐射防护物的一个实施方案的透视图。图4为本专利技术的另一实施方案的透视图。图5为本专利技术的在端部相连的辐射防护物的一个实施方案的透视图。图6为本专利技术的两个彼此相邻且各自在端部相连的辐射防护物的透视图。图7为本专利技术的三层辐射防护物的透视图。图8为本专利技术的一个辐射防护物或两个辐射防护物的相连端部的侧视图。图9为本专利技术的一个辐射防护物或两个辐射防护物的相连端部的侧视图。图10为本专利技术的一个辐射防护物或两个辐射防护物的相连端部的侧视图。图11为本专利技术的一个辐射防护物或两个辐射防护物的相连端部的侧视图。图12为本专利技术的一个辐射防护物或两个辐射防护物的相连端部的侧视图。具体实施方式本专利技术涉及辐射防护、以及用于辐射防护的系统和方法。本专利技术所述辐射防护物优选包括聚合物、辐射衰减材料和磁性材料。所述辐射防护物的具体组合物的配比、组成和分散可根据优选的柔性、辐射衰减能力、所需的磁吸引力和所允许的组分或系统重量而变化。虽然这里主要针对它作为辐射防护物的应用来加以描述，但应清楚的是，本专利技术的所述辐射防护物和系统可提供附加的衰减和振动阻尼和/或热绝缘的好处。此外，这里描述的所述辐射防护物的主要组分可以与附加组分、添加剂和化合物掺混，而不违背本专利技术的精神和范围。如上所述，本专利技术所述辐射防护物通常由至少以下三种主要组分组成：聚合物、辐射衰减材料、磁性材料。此外，所述辐射防护物优选为片或层形式的构造，且可包括含有所有这三种主要组分的单一一个分散复合层(dispersedcompositelayer)、或者具有分散复合层的多个层和/或具有不同的组分层的多个层。适合的聚合物的例子包括天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶(也称作弹性体)的柔性可使合成橡胶在某些应用中更优选。尤其优选的聚合物的例子是液体有机硅橡胶，在将催化剂加入配方后，它可通过热固化或空气固化而得到柔性固体。当必须在定形时间短的约束条件下制得辐射防护物时，热固化液体有机硅橡胶可为优选。能接受更大体积百分比的辐射衰减和/或磁性材料粉末加载量的有机硅弹性体液体也是高度优选的。这些有机硅通常具有较低的粘度(如10,000cps-40,000cps)，有限的填料(如较长的乙烯基类而不是较短的乙烯基类)，且没有气相二氧化硅。本专利技术中用于辐射防护物的液体有机硅橡胶的例子包括聚甲基乙烯基硅氧烷和氢封端的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxanehydrogenterminated)(通过使用硅烷转移电子实现氢封端)。通常粘度为约90,000cps或更高的触变型液态合成橡胶一般不是优选的，这是因为弹性体的填料含量已经过高，从而减少了包含聚有机硅氧烷的活性基团的外层价电子层的可用电子。这样有限的可用电子密度减小了对加入的粉末的亲和能力/结合能力。为了固化所选的聚合物，可在初始时将催化剂加入所述有机硅中，例如在任何“干态”材料混入之前加入催化剂。催化剂的例子包括：铂，锡，钯，铑，铂-烯烃配合物，二月桂酸二丁基锡，辛酸二丁基锡。铂在很多应用中是特别优选的催化剂。当所述聚合物具有高的硫酸根含量时，锡催化剂可能是优选的。有机硅与催化剂的配比通常根据聚合物链中的活性R基团而变。在有机硅中，聚合物与催化剂的配比在10:1至1:1的范围内变动。生产的催化剂流体的活性化学成分通常约为1体积％至2体积％。剩余的量往往是为了使混合物聚结而引入的载体聚合物。所述载体聚合物优选为硅氧烷类的，Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-R，且通常为每个聚合物链不长于6个有机硅分子。本专利技术的合适的衰减材料包括：金属，其对屏蔽伽马射线、X射线和其他电磁辐射能量特别有用；和/或陶瓷材料，其对屏蔽中子辐射特别有用。针对中子的陶瓷类衰减材料的例子包括：碳化硼和三水合铝。钆对于捕捉中子是特别有效的。针对伽马射线和X射线的衰减材料的例子包括但不限于铋、铅、钨和铁。特别优选的金属衰减材料包括但不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射衰减组合物，包含：/n液态硅橡胶聚合物；/n辐射衰减材料；和/n磁性材料，其中，所述液态硅橡胶聚合物占所述组合物的20体积％至85体积％并且所述辐射衰减材料占所述组合物的5体积％至55体积％；/n其中所述辐射衰减材料和磁性材料分散在所述液态硅橡胶聚合物中；并且/n其中所述液态硅橡胶聚合物的粘度为小于90,000cps。/n

【技术特征摘要】
20140402 US 61/974,2981.一种辐射衰减组合物，包含：
液态硅橡胶聚合物；
辐射衰减材料；和
磁性材料，其中，所述液态硅橡胶聚合物占所述组合物的20体积％至85体积％并且所述辐射衰减材料占所述组合物的5体积％至55体积％；
其中所述辐射衰减材料和磁性材料分散在所述液态硅橡胶聚合物中；并且
其中所述液态硅橡胶聚合物的粘度为小于90,000cps。


2.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减材料在分散前是粉末的形式，且包括不大于-60目的大颗粒和小颗粒的混合物。


3.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减材料包含铁、钨、铋、氧化铋、铅、碳化硼和三水合铝中的至少一种成分。


4.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减材料包含铁、钨、铋、氧化铋、铅、碳化硼和三水合铝中的两种或更多种成分。


5.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减材料是钨。


6.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减材料是铁。


7.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述磁性材料层包含稀土金属合金、铁氧体和铁粉末中的至少一种。


8.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述磁性材料包含稀土金属合金、铁氧体和铁粉末中的至少两种。


9.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述组合物形成了辐射衰减防护物。


10.根据权利要求9所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减防护物的辐射衰减能力为至少19％。


11.根据权利要求9所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减防护物的平面吸引力为至少700高斯，闭合力为至少1400高斯。


12.根据权利要求9所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减防护物包括外部磁性层。


13.根据权利要求1所述的辐射衰减组合物，其中所述辐射衰减组合物被催化形成辐射衰减防护物。


14.一种辐射衰减组合物，包含：
液态硅橡胶聚合物、辐射衰减材料和磁性材料，
其中所述辐射衰减材料和磁性材料分散在所述液态硅橡胶聚合物中，
其中所述液态硅橡胶聚合物的粘度为小于90,000cps，并且
其中所述辐射衰减材料和磁性材料在与所述液态硅橡胶分散前均是粉末的形式，并且均包括不大于-60目的大颗粒和小颗粒的混合物。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·V·卡伯特森，兰德尔·M·拉根，约瑟夫·J·小斯图帕克，
申请(专利权)人：美国陶瓷技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US