一种多重射线屏蔽材料制造技术

本发明专利技术提供了一种多重射线屏蔽材料，同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽，包括分别作为上下表面的耐磨层、分别设置在两个耐磨层内表面的含钨橡胶防护层、以及设置在两层含钨橡胶防护层之间的含钆橡胶防护层，其中，含钆橡胶防护层的厚度为含钨橡胶防护层的50％～60％，耐磨层的厚度为含钨橡胶防护层的10％～50％。该多重射线屏蔽材料既能防中子射线又能防γ射线，具有良好的屏蔽性能；柔韧性好，具有良好的延展性，材料后续加工性能优良；所含的功能组分安全无毒，解决了常规辐射防护材料对于人体有毒性的难题，同时兼具良好的热性能、化学性能以及力学性能。

A multi ray shielding material

【技术实现步骤摘要】
一种多重射线屏蔽材料
本专利技术属于辐射防护
，具体涉及一种多重射线屏蔽材料。
技术介绍
目前市场上的射线屏蔽材料种类繁多，用于中子屏蔽的材料有含硼石蜡、含硼聚乙烯、水、石墨等，用于X射线和γ射线屏蔽的材料有铅、水泥、铅硼聚乙烯、水泥、铸铁等。这些屏蔽材料有的屏蔽效果差，有的属于硬质材料，柔韧性差，材料后续加工性能不好，主要用于制作结构比较规则的屏蔽设备。在实际情况下，大部分需要屏蔽的场合需要使用异型构件，此时常见的屏蔽材料就很难达到要求。传统的铅作为主要屏蔽材料之一，虽然具有良好的延展性和屏蔽性能，但具有一定的毒性，对人体及环境造成危害。此外，目前大多数辐射防护材料只针对一种射线(中子或γ射线)进行屏蔽设计，在部分场所无法满足辐射防护的要求。此外，随着各种核反应堆、以及应急救援需求的发展，对屏蔽材料的综合要求及与其配套的要求越来越高，需要材料兼具力学性能、耐热性、抗辐照性能等，现有的许多屏蔽材料已难以满足其使用要求。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述技术问题而进行的，通过提供一种多重射线屏蔽材料，解决现有技术中屏蔽材料抗辐照种类单一，力学性能不足的技术问题。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供的多重射线屏蔽材料，同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽，具有如下技术特征：包括分别作为上下表面的耐磨层、分别设置在两个耐磨层内表面的含钨橡胶防护层、以及设置在两层含钨橡胶防护层之间的含钆橡胶防护层。其中，含钆橡胶防护层的厚度为含钨橡胶防护层的50％～60％，耐磨层的厚度为含钨橡胶防护层的10％～50％。本专利技术耐磨层用于提高屏蔽材料的力学性能和耐热性，夹心式的含钨橡胶防护层和含钆橡胶防护层作为抗辐照性能层，能够同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，还包括粘结剂层，设置在含钨橡胶防护层和耐磨层之间，将含钨橡胶防护层和耐磨层粘接在一起。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，耐磨层为凯夫拉纤维面料。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，含钨橡胶防护层的厚度为2～3mm，含钆橡胶防护层的厚度为1～1.5mm，耐磨层的厚度为0.08～1.0mm。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，两层含钨橡胶防护层与含钆橡胶防护层形成夹心结构，通过硫化连接在一起，形成复合屏蔽功能层，硫化的具体过程如下：A、将未硫化含钨层胶片和未硫化含钆层胶片按照含钨层+含钆层+含钨层叠加放于平板硫化机上；B、按照温度为160～170℃、压力为8～13Pa，硫化时间为15～20min的工艺条件进行共硫化，得到复合屏蔽功能层。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，粘结剂层为PU胶层，在涂覆PU胶层之前，先在复合屏蔽功能层的表面涂覆A/B混合橡胶表面处理剂，干燥之后在涂覆冷粘结剂PU胶。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，复合屏蔽功能层与表面涂覆好冷粘接剂并干燥好的耐磨层一起放入75℃的烘箱中预热5min，拿出后粘接并进行压延，静置一定时间后得到多重射线屏蔽材料，优选静置24小时，此时实用强度达到最高。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，A/B混合橡胶表面处理剂为1707A/B表面处理剂，其制备方法为：将1707B粉按1.5～2.0％的重量比溶解于1707A中并充分搅拌使混合均匀。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，含钨橡胶防护层中包括80～120重量份硅橡胶、30～40重量份炭黑、500～1800重量份钨粉、40～60重量份含硼物质、2～8重量份活化剂、5～15重量份增塑剂、1～3重量份防老剂以及5～15重量份阻燃剂；含钆橡胶防护层中包括80～120重量份硅橡胶、30～50重量份甲基丙烯酸钆、2～8重量份活化剂、5～15重量份增塑剂、1～3重量份防老剂以及5～15重量份阻燃剂。优选的，在本专利技术提供的多重射线屏蔽材料中，活化剂为氧化锌、增塑剂为TP-95、防老剂为防老剂4010NA、阻燃剂为无机磷。本专利技术的有益保障及效果如下：本专利技术提供的多重射线屏蔽材料既能防中子射线又能防γ射线，具有良好的屏蔽性能；柔韧性好，具有良好的延展性，材料后续加工性能优良；所含的功能组分安全无毒，解决了常规辐射防护材料对于人体有毒性的难题，同时兼具良好的热性能、化学性能以及力学性能。附图说明图1为本专利技术实施例中多重射线屏蔽材料的结构示意图；图2为本专利技术实施例中未硫化含钨胶片的制备流程图；图3为本专利技术实施例中未硫化含钆胶片的制备流程图；图4为本专利技术实施例中多重射线屏蔽材料整体制备流程图。具体实施方式现结合实施例对本专利技术作详细描述，但本专利技术的实施不仅限于此。如图1所示，本专利技术提供的多重射线屏蔽材料100同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽，包括两层耐磨层1、两层含钨橡胶防护层2以及一层含钆橡胶防护层3。两层耐磨层1分别作为上下表面，两层含钨橡胶防护层2分别设置在耐磨层1的内表面，含钆橡胶防护层3设置在两层含钨橡胶防护层2之间，与含钨橡胶防护层2形成夹心结构，通过硫化连接在一起，构成复合屏蔽功能层。含钆橡胶防护层的厚度为含钨橡胶防护层厚度的50％～60％，耐磨层的厚度为含钨橡胶防护层的10％～50％。优选的，含钨橡胶防护层厚度为2mm，含钆橡胶防护层的厚度为1mm，耐磨层的厚度为0.08～1.0mm。耐磨层1为凯夫拉纤维面料，与含钨橡胶防护层2之间通过粘结剂层粘接在一起。含钨橡胶防护层中包括80～120重量份硅橡胶、30～40重量份炭黑、500～1800重量份钨粉、40～60重量份含硼物质、2～8重量份活化剂、5～15重量份增塑剂、1～3重量份防老剂以及5～15重量份阻燃剂；含钆橡胶防护层中包括80～120重量份硅橡胶、30～50重量份甲基丙烯酸钆、2～8重量份活化剂、5～15重量份增塑剂、1～3重量份防老剂以及5～15重量份阻燃剂。其中，活化剂为氧化锌、增塑剂为TP-95、防老剂为防老剂4010NA、阻燃剂为无机磷。本实施例中多重射线屏蔽材料的制备包括未硫化含钨胶片制备、未硫化含钆胶片制备以及复合式辐射防护材料整体制备三个工序，每个工序的大体制备流程如下：A、未硫化含钨胶片制备参见图2中的流程，将橡胶原胶、钨粉以及橡胶助剂按比例先后倒入密炼机中密炼，得到共混胶，然后将共混胶在开炼机中开炼，充分混炼，而后加入过氧化物交联剂继续混炼，打三角包得到混炼胶，压延后得到未硫化含钨胶片。其中，橡胶原胶为硅橡胶，橡胶助剂包括炭黑、偶联剂A～D、含硼物质、过氧化物交联剂、活化剂、增塑剂、防老剂以及阻燃剂。组分含量方面，优选硅橡胶为70～90重量份，钨粉为600～700重量份，炭黑为30～40重量份，偶联剂A为2～3重量份，偶联剂B为1.5～2重量份，偶联剂C为1.5～2重量份，偶联剂D为1～1.3重量份，含硼物质为40～60重量份，过氧化物交联剂为2～2.5重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重射线屏蔽材料，其特征在于，同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽，包括分别作为上下表面的耐磨层、分别设置在两个耐磨层内表面的含钨橡胶防护层、以及设置在两层含钨橡胶防护层之间的含钆橡胶防护层，/n其中，所述含钆橡胶防护层的厚度为所述含钨橡胶防护层的50％～60％，所述耐磨层的厚度为所述含钨橡胶防护层的10％～50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种多重射线屏蔽材料，其特征在于，同时对中子射线、X射线和γ射线进行屏蔽，包括分别作为上下表面的耐磨层、分别设置在两个耐磨层内表面的含钨橡胶防护层、以及设置在两层含钨橡胶防护层之间的含钆橡胶防护层，
其中，所述含钆橡胶防护层的厚度为所述含钨橡胶防护层的50％～60％，所述耐磨层的厚度为所述含钨橡胶防护层的10％～50％。


2.根据权利要求1所述的多重射线屏蔽材料，其特征在于，还包括：
粘结剂层，分别设置在所述含钨橡胶防护层和所述耐磨层之间，将所述含钨橡胶防护层和所述耐磨层粘接在一起。


3.根据权利要求2所述的多重射线屏蔽材料，其特征在于，还包括：
其中，所述耐磨层为凯夫拉纤维面料。


4.根据权利要求3所述的多重射线屏蔽材料，其特征在于：
其中，所述含钨橡胶防护层的厚度为2～3mm，所述含钆橡胶防护层的厚度为1～1.5mm，所述耐磨层的厚度为0.08～1.0mm。


5.根据权利要求2所述的多重射线屏蔽材料，其特征在于：
其中，两层含钨橡胶防护层与含钆橡胶防护层形成夹心结构，通过硫化连接在一起，形成复合屏蔽功能层，硫化的具体过程如下：
A、将未硫化含钨层胶片和未硫化含钆层胶片按照含钨层+含钆层+含钨层叠加放于平板硫化机上；
B、按照温度为160～170℃、压力为8～13Pa，硫化时间为15～20min的工艺条件进行共硫化，得到所述复合屏蔽功能层。


6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：何颖，沈先荣，李珂娴，王庆蓉，蒋定文，侯登勇，刘玉明，陈伟，罗群，刘李娜，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军特色医学中心，
类型：发明
国别省市：上海;31