一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法。具体地，本发明专利技术提供防护性能高、透气性好、穿着舒适的X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法，其中所述X/γ射线屏蔽复合材料包含：以100重量份的X/γ射线屏蔽复合材料计，40～90重量份的X/γ射线屏蔽材料、1～54.9重量份的泡沫塑料、1～5重量份的增塑剂、0.1～1重量份的引发剂和任选的1～10重量份的发泡剂。

【技术实现步骤摘要】
一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法
本专利技术涉及屏蔽X/γ射线的防护材料领域，具体地涉及一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法。
技术介绍
现实生活中的辐射很常见，比如手机、电脑、无线发射器、微波炉等各种电子产品都会产生一定量的辐射，但是照射到人体的辐射量比较少，对人体的影响可以忽略不计。国内的三甲医院基本上都有X射线检查、介入放射科室、CT等，大量工作人员在工作过程中容易暴露在X射线或γ射线的照射下；虽然根据拍摄部位不同，照射一次X光仅相当于人体从空气中接收3天到7个月的辐射量，但是射线辐射存在累积效应，长时间或多次辐射容易达到人体各器官承受的阈值，并引发癌变；因此，必须身穿防X射线屏蔽服。目前，医院采用的主要是铅衣屏蔽服，不仅闷热不透气，而且面临铅毒的危害，所以急需替代品。常见的X/γ射线屏蔽材料有铅/铁等重金属及其氧化物、混凝土、高聚物、水、玻璃等，其进行屏蔽的防护效果各不相同，其中重金属材料进行屏蔽的防护效果较好，它们的屏蔽效能很大程度上依赖于射线的种类及能量。高原子序数铅、钨常用于屏蔽高能量射线，但存在质量大、屏蔽范围窄、与力学和热学性能不能兼顾等缺陷，因而轻质、高效并针对专一化用途的屏蔽材料研发受到普遍重视。虽然铅价格相对低廉、容易加工，但是铅有毒，且在40～80Kev之间存在“铅的弱吸收区”，因此寻找无毒环保、40～80Kev范围内具有屏蔽效能的材料是目前研究的热点。苏联的科技工作者以改性粘胶纤维为对象，用醋酸铅溶液处理被改性的织物，屏蔽X射线的防护物活性随醋酸铅溶液浓度、处理温度提高而提高，其优点在于铅消耗量低，耐洗涤，使用一到两层织物即可明显降低X射线辐射强度，可用于制作轻便防护服。日本公开特许公报昭58-60299中采用将直径为40μm且长0.5～1mm的短铅纤维与成纤聚合物混合后纺丝的方法，制造出了具有屏蔽X和γ射线的防护功能的纤维，铅当量达0.14mmPb。日本公开特许公报昭61-102411中采用直径1μm以下的硫酸钡加入到粘胶溶液总纺丝的方法，研制了强度为0.9g/d且伸长度为26％的纤维，该纤维加工成织物制成防护服，对于长期接触X射线的工作人员有着良好的防护效果。日本公开特许公报昭63-198898的X射线防护服中以交换容量为2～7mmol/g的离子交换纤维吸附铅铁等的盐，制成了具有射线屏蔽功能的纤维；由交换容量为3.1mmol/g的纤维加工成的非织造布可防护80Kev透视用X射线的铅当量为0.7mmPb。中国专利技术专利CN92114675.2采用将氧化铅、硫酸钡等重金属化合物的微粉与成纤聚合物共混后熔纺的方法研制X射线屏蔽纤维，含有60％硫酸钡的聚丙烯纤维的断裂强度为1.96cn/dtex且断裂伸长为35％，可加工成机织布和非织造布使用，1130g/m2非织造布的8.0KevX射线屏蔽率为90.2％，2260g/m2非织造布可防护的120Kev射线的铅当量为0.085mmPb。天津工业大学自行研制了由聚丙烯和固体屏蔽剂复合材料制成的防X射线纤维，其纤度在2.2dtex以上且断裂强度可达2.4cn/dtex，把防X射线纤维做成一定厚度的无纺布，再制作成防护服，可以有效的屏蔽中低能量的X射线。屏蔽X射线或γ射线的防护材料大都采用橡胶或PVC涂层方式，笨重、憋闷不透气，而X射线屏蔽纤维制成的面料或防护服，虽然具有一定透气性能，但是受纺丝工艺的影响，屏蔽材料的添加量有限，使得整体的屏蔽效能很低，只能针对低能量的X/γ射线具有防护效果；针对中高能量X/γ射线的防护，缺乏非铅透气的屏蔽材料。公开于本专利技术背景部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术从材料原位制备开始添加无铅屏蔽材料，突破纤维纺丝工艺的局限，屏蔽材料的含量较高，可以有效屏蔽中高X/γ射线，且透气性良好。本专利技术的目的是提供一种防护性能高、透气性好、穿着舒适的X/γ射线屏蔽复合材料及其制备方法，其中本专利技术选用的X/γ射线屏蔽材料为无铅的X/γ射线屏蔽材料，最终所获得的X/γ射线屏蔽复合材料亦为无铅的X/γ射线屏蔽复合材料。根据本专利技术的一方面，提供一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料，所述X/γ射线屏蔽复合材料包含：以100重量份的X/γ射线屏蔽复合材料计，40～90(优选70～90，更优选70～80)重量份的X/γ射线屏蔽材料、1～54.9(优选1～26.9)重量份的泡沫塑料、1～5(优选3～5)重量份的增塑剂、0.1～1(优选0.3～0.7)重量份的引发剂和任选的1～10(优选3～7)重量份的发泡剂。其中增塑剂、引发剂和发泡剂选自本领域技术人员所公知的物质。在本专利技术的一个实施方案中，在透气式X/γ射线屏蔽复合材料中，所述X/γ射线屏蔽材料选自钡、锶、铪、钽、钼、钨、锡、锑、铋、以及钪、钇和镧系稀土元素及氧化物中的一种或数种，优选钽、钨、铪、铋、镱中的一种或数种。在本专利技术的一个实施方案中，在透气式X/γ射线屏蔽复合材料中，所述X/γ射线屏蔽材料可以直接用于透气式X/γ射线屏蔽复合材料，也可以经过偶联剂处理后再用于透气式X/γ射线屏蔽复合材料，优先采用偶联剂处理，因此所述X/γ射线屏蔽材料优选为经偶联剂处理的X/γ射线屏蔽材料。偶联剂处理过程如下：将无铅X/γ射线屏蔽材料放入高速混合机中在100～110℃下搅拌烘干一定时间，然后加入钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂，在105℃下搅拌改性一定时间，获得改性无铅X/γ射线屏蔽材料。在屏蔽材料的颗粒表面化学键结合偶联剂，其中的硅烷偶联剂将在金属和有机物质的界面间架起分子桥，把两种性质悬殊的材料以化学键的形式连接在一起，能起到提高复合材料的性能和增加粘结强度的作用。在本专利技术的一个实施方案中，在透气式X/γ射线屏蔽复合材料中，所述X/γ射线屏蔽材料为经硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂处理的X/γ射线屏蔽材料。在本专利技术的一个实施方案中，在透气式X/γ射线屏蔽复合材料中，所述泡沫塑料选自聚氨酯、聚苯乙烯、有机硅橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、三聚氰胺、酚醛树脂中的一种，优选聚氨酯、有机硅橡胶、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物，更优选聚氨酯和有机硅橡胶。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了上述透气式X/γ射线屏蔽复合材料的制备方法。所述透气式X/γ射线屏蔽复合材料是由X/γ射线屏蔽材料和开孔发泡材料组成，经发泡形成的开孔复合材料。所述制备方法包括如下步骤：将X/γ射线屏蔽材料、泡沫塑料、发泡剂或大量二氧化碳气体、增塑剂和引发剂混合，通过挤出机注射或直接加入模具，物料在模具中发泡而成；脱模后，经裁剪获得片状结构的X/γ射线屏蔽复合材料。将所得X/γ射线屏蔽复合材料裁剪成一定厚度的片状结构，可以与四面弹针织面料复合。在本专利技术的一个实施方案中，在上述透气式X/γ射线屏蔽复合材料的制备方法中，所述X/γ射线屏蔽复合材料包含：以100重量份的X/γ射线屏蔽复合材料计，40～90(优选70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料，其特征在于，所述X/γ射线屏蔽复合材料包含：以100重量份的X/γ射线屏蔽复合材料计，40～90重量份的X/γ射线屏蔽材料、1～54.9重量份的泡沫塑料、1～5重量份的增塑剂、0.1～1重量份的引发剂和任选的1～10重量份的发泡剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种透气式X/γ射线屏蔽复合材料，其特征在于，所述X/γ射线屏蔽复合材料包含：以100重量份的X/γ射线屏蔽复合材料计，40～90重量份的X/γ射线屏蔽材料、1～54.9重量份的泡沫塑料、1～5重量份的增塑剂、0.1～1重量份的引发剂和任选的1～10重量份的发泡剂。


2.根据权利要求1所述的透气式X/γ射线屏蔽复合材料，其特征在于，所述X/γ射线屏蔽材料选自钡、锶、铪、钽、钼、钨、锡、锑、铋、以及钪、钇和镧系稀土元素及氧化物中的一种或数种。


3.根据权利要求1所述的透气式X/γ射线屏蔽复合材料，其特征在于，所述X/γ射线屏蔽材料为经偶联剂处理的X/γ射线屏蔽材料。


4.根据权利要求3所述的透气式X/γ射线屏蔽复合材料，其特征在于，所述X/γ射线屏蔽材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：代国亮，徐超，蒋春燕，肖红，王炳来，陆锋，文美莲，施楣梧，
申请(专利权)人：圣华盾防护科技股份有限公司，北京吉克防护科技有限公司，中国纺织工程学会，
类型：发明
国别省市：江苏;32