一种个人防护装具用防中子辐射材料制造技术

一种个人防护装具用防中子辐射材料，属于中子防护材料技术领域。其特征在于：重量份组成包括：乙丙橡胶90~95份，中子吸收材料5~10份；乙丙橡胶为二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或两者的任意比例混合橡胶。中子吸收材料为碳化硼；所述的中子吸收材料均匀分布在乙丙橡胶中；所述的乙丙橡胶为生胶硫化至含胶量达到80%~90%的熟胶。本发明专利技术通过简单的配方实现了个人防护装具材料的防中子辐射，材料本身软硬适度，也具有良好的柔韧性，可以直接制成个人防护装具，便于穿戴。本发明专利技术对热中子屏蔽效率大于95%。效率大于95%。

【技术实现步骤摘要】
一种个人防护装具用防中子辐射材料


[0001]一种个人防护装具用防中子辐射材料，属于中子防护材料


技术介绍

[0002]中子照射对人体的辐射损伤远大于γ射线，在相同照射剂量的条件下，中子的随机效应约为γ射线的5~20倍，急性损伤的确定性效应约为γ射线的2~3倍。一旦发生核与辐射事故，都有可能伴随产生中子辐射，其对人体辐射损伤的防护不可忽视。
[0003]用于人员个体防护的屏蔽材料必须要求轻质柔软，目前聚乙烯和聚丙烯常被用作工程防护的中子辐射屏蔽材料，但因柔性较差而无法用于人员个体防护。国内外开展了个人防护用中子屏蔽材料相关研究，以往研究的人员防护用中子屏蔽材料主要用于热中子防护，对于中能以上的快中子防护效果很差。而实际上发生核与辐射事故时，中子辐射往往存在大量的中能中子和快中子，且对个人剂量贡献较大。现有人员辐射防护用中子屏蔽材料在事故应急中使用时，对人员受照剂量的降低效果可能并不明显。
[0004]中国专利CN202010842461.9公开了一种射线辐射与中子辐射防护材料，包括合成聚酯20~30份、钡粉5~8份、硼酸铋4~6份、钨矿粉4~8份、硫酸钡2~4份、树脂10~16份、钨矿粉8~10份、轻元素材料4~8份、含锂材料2~4份、硼酸4~6份、改性硅橡胶6~10份和粘连剂3~5份，该专利通过设置钡粉、钨矿粉和铅粉重元素，可以对射线辐射与中子辐射中快分子进行减速，再通过设置轻元素材料和含锂材料，对慢中子进行吸收，达到中子防护效果。该材料成分较为复杂，而且成本过高。并且在作为个人防护材料时需要经过复杂的过程制成纤维丝，然后再编成织物，在制成衣物。制备过程冗长繁琐，无疑大大增加生产成本。更重要的是防中子纤维材料含H量较低，且质量密度很低，要满足全谱中子防护效果，势必将大幅增加材料厚度，不方便穿戴。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种配方简单、软硬适度的个人防护装具用防中子辐射材料。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：重量份组成包括乙丙橡胶90~95份，中子吸收材料5~10份；所述的中子吸收材料均匀分布在乙丙橡胶中；所述的乙丙橡胶为生胶硫化至含胶量达到80%~90%的熟胶。
[0007]本专利技术通过简单的配方实现了个人防护装具材料的防中子辐射，材料本身软硬适度，也具有良好的柔韧性，可以直接制成个人防护装具，便于穿戴。本专利技术对热中子屏蔽效率大于95%。
[0008]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的重量份组成包括：乙丙橡胶92~93.5份，中子吸收材料6.5~8份。优选的重量份组成时热中子屏蔽效率更高，且作
为个人防护装具的软硬度更加舒适。
[0009]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的中子吸收材料为碳化硼。碳化硼（B4C）的单位重量的热中子俘获总截面很大，为3.33
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b，是硼化合物中最大的。从单位重量的中子吸收截面、熔点和化学稳定性等特性考虑，本专利技术确定以碳化硼（B4C）为装具的中子吸收材料。且本专利技术针对碳化硼的特点提供了一种高填充后物理机械性能基本不降低的乙丙橡胶熟胶。
[0010]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的碳化硼的粒径为0.1μm~5μm。本专利技术提供的乙丙橡胶熟胶虽然具有较高的高填充包容性能，但是当把碳化硼的粒径磨至0.1μm~5μm时再均匀分布在所选的乙丙橡胶熟胶中后，物理机械能影响更小，且能保持较高的热中子屏蔽效率。
[0011]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的乙丙橡胶为二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或两者的任意比例混合橡胶。乙丙橡胶是一种以乙烯、丙烯为基本单体的共聚橡胶，以乙烯和丙烯为主要原料合成，结构中的含氢量与聚乙烯大致相当，从核物理特性而言，中子慢化性能良好。乙丙橡胶的分子主链上乙烯与丙烯单体单元呈无规排列，失去了结构的规整性，具有良好的弹性。且单体价廉易得。本专利技术生胶硫化至含胶量达到80%~90%的乙丙橡胶熟胶对碳化硼的包容性好，高添加量填充后，能够保持较好的柔软性。
[0012]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的乙丙橡胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶按质量比1：4.6~6.9的混合橡胶。优选配比的混合橡胶在经过生胶硫化至所述的含胶量后，掺入中子吸收物后物理机械能更加适合作为个人防护装具。
[0013]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的乙丙橡胶为生胶硫化至含胶量达到84%~86%的熟胶。优选的含胶量的乙丙橡胶对碳化硼具有更好的包容性，高添加量填充后，保持较好的柔软性，制成个人防护装具穿着更加舒适。
[0014]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，所述的乙丙橡胶为以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化系统进行生胶硫化的乙丙橡胶。优选的乙丙橡胶使本材料在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%，且表现出更好的填充包容性，填充碳化硼后保持更好的柔软性。
[0015]优选的一种上述的个人防护装具用防中子辐射材料，材料的厚度为0.5cm~1.5cm。优选的材料厚度能保证材料的热中子屏蔽效率，也能具有较好的穿着舒适度。
[0016]本材料的耐老化性能良好，具有优异的耐热、耐酸碱性能。本材料在150℃下可长期使用，在200℃以下可短暂或间歇使用。而且加入适宜防老剂可进一步提高其使用温度，且基本不影响物理机械性能。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的一种个人防护装具用防中子辐射材料所具有的有益效果是：本材料为个人中子辐射防护用屏蔽材料，选取乙丙橡胶作为慢化剂，碳化硼为吸收剂。使用慢化剂（主要指乙丙橡胶的氢元素）将高能中子的能量降低，然后用吸收剂将低能中子俘获；本材料通过降低高能中子能量来减少吸收剂的量，同时慢化吸收绝大多数的中低能中子，最终达到减少中子的吸收剂量目的。本个人防护材料无毒、无腐蚀性、无挥发性和化学性质稳定，且本材料的原料容易获得，生产成本较低。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，其中实施例1为最佳实施。
[0019]实施例1按重量份组成乙丙橡胶生胶92.5份，粒径为1μm~3μm的碳化硼7.2份，防老剂1.5份进行原料备料；乙丙橡胶生胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶按质量比1：6的混合橡胶；将上述原料进行混炼，使碳化硼和防老剂均匀地分散在乙丙橡胶中，再以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化系统进行生胶硫化使得含胶量达到85%。熟胶制成厚度为1.0cm的橡胶板材。
[0020]实施例2按重量份组成乙丙橡胶生胶92份，粒径为1μm~3μm的碳化硼8份，防老剂1份进行原料备料；乙丙橡胶生胶为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶按质量比1：4.6的混合橡胶；将上述原料进行混炼，使碳化硼和防老剂均匀地分散在乙丙橡胶中，再以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：重量份组成包括：乙丙橡胶90~95份，中子吸收材料5~10份；所述的中子吸收材料均匀分布在乙丙橡胶中；所述的乙丙橡胶为生胶硫化至含胶量达到80%~90%的熟胶。2.根据权利要求1所述的一种个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：所述的重量份组成包括：乙丙橡胶92~93.5份，中子吸收材料6.5~8份。3.根据权利要求1或2所述的一种个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：所述的中子吸收材料为碳化硼。4.根据权利要求3所述的一种个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：所述的碳化硼的粒径为0.1μm~5μm。5.根据权利要求1或2所述的一种个人防护装具用防中子辐射材料，其特征在于：所述的乙丙橡胶为二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或两者的任意比例混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王震涛，杨翊方，王海军，马丽，张凯，桑文娟，
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：