一种X射线防护材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种X射线防护材料及其制备方法，涉及辐射防护材料技术领域。X射线防护材料由基体和填料按质量比10:1

【技术实现步骤摘要】
一种X射线防护材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及辐射防护材料
，特别是涉及一种X射线防护材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]X射线的发现是人类历史上具有影响力的事件之一，如今X射线在许多领域都有着广泛应用，比如医疗、工业、农业等领域。在医疗领域，X射线作为一种成像工具的应用非常普遍，全世界每年有超过30亿次X光照射用于医疗诊断。但是，X射线的长期接触与照射会对人体细胞造成伤害，破坏人体组织与器官，甚至导致癌症。因此，X射线的防护已成为重要的研究课题。
[0003]传统的X射线屏蔽材料通常选用含铅材料。然而铅具有毒性，对人体和环境均有不同程度的破坏，并且含铅防护材料一般较为笨重，耐用性较差。因此，防护材料的无铅化已成为X射线防护研究的一个重要方向。
[0004]目前，有关射线辐射屏蔽与防护方面的研究已在国内外许多地区开展，主要的研究方向为在高分子基体材料中添加有防护作用的功能性填料。然而，目前的无铅屏蔽材料制备工艺复杂，对X射线的屏蔽性能有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]基于上述内容，本专利技术提供一种X射线防护材料及其制备方法，通过向EPVC基体中添加铕和铋两种元素协同作用，提高对X射线的屏蔽效果，且制备工艺简单，易于操作。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术技术方案之一，一种X射线防护材料，所述X射线防护材料包括基体和填料；
[0008]所述基体和填料的质量比为10:1
‑r/>4；
[0009]所述基体为聚氯乙烯；
[0010]所述填料为质量比1:1的改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末。
[0011]进一步地，所述改性Bi2O3粉末具体为表面接枝硅烷偶联剂的Bi2O3粉末；所述改性Eu2O3粉末具体为表面接枝硅烷偶联剂的Eu2O3粉末；所述改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末的粒径均为100
‑
200nm。
[0012]改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末的粒径选择为100
‑
200nm的原因为：粒径太小不容易分散，不利于改性效果；粒径太大，超过纳米尺寸范围，掺杂基体中，屏蔽效能下降。因此，本专利技术优选的限定改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末的粒径均为100
‑
200nm。
[0013]进一步地，所述改性Bi2O3粉末的制备方法包括以下步骤：将Bi2O3粉末加入到硅烷偶联剂的乙醇水溶液中，超声，之后在70
‑
90℃搅拌，离心，洗涤，烘干，得到所述改性Bi2O3粉末；
[0014]所述改性Eu2O3粉末的制备方法包括以下步骤：将Eu2O3粉末加入到硅烷偶联剂的乙醇水溶液中，超声，之后在70～90℃搅拌，离心，洗涤，烘干，得到所述改性Eu2O3粉末。
[0015]进一步地，所述改性Bi2O3粉末以及改性Eu2O3粉末的制备方法中，硅烷偶联剂的乙醇水溶液的浓度为0.1～1wt％，pH为3～4；超声的时间为30～60min；搅拌的时间为3～6h；烘干的温度为80℃。
[0016]乙醇水溶液中乙醇：水体积比＝4：1，原因如下：水的加入可以促进水解反应，而乙醇又可以减少硅醇的缩合，保证水解生成最大量的硅醇，并使之相对稳定存在，因此乙醇与水混合溶剂比单一水或乙醇更好。并且硅烷偶联剂的水解需要水量很小，如果水量太大，就容易导致因表面张力大而使纳米粒子形成硬团聚。因此，本专利技术优选的限定乙醇：水体积比＝4：1。
[0017]本专利技术技术方案之二，上述的X射线防护材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将填料加入到基体溶液中，搅拌后真空抽滤，成型，脱模，得到所述X射线防护材料。
[0019]进一步地，所述基体溶液为聚氯乙烯糊树脂与环氧大豆油按质量比1～2：1混合的溶液。
[0020]进一步地，所述成型具体为：倒入模具中在130～180℃保温1～2h。
[0021]进一步地，基体溶液中还添加了消泡剂。
[0022]本专利技术技术方案之三，上述的X射线防护材料在制备X射线防护服中的应用。
[0023]本专利技术的技术构思：
[0024]铋是一种新型的“绿色金属”，其原子序数大，质量衰减系数比铅更大，具有高密度、高强度以及良好的X射线吸收能力，可用作铅的良好替代。
[0025]X射线的能量范围一般在20～200keV，其中40～100keV是最广泛使用的能量范围。当X射线能量在40～80keV时，这一能量范围的X射线光子分布最多，该区域最需要能起到较好的吸收效果的屏蔽元素，然而该区域是铋的弱吸收区，为了有效地防护X射线，弥补铋的不足，本专利技术选用稀土元素铕来解决这一问题。
[0026]稀土元素铕由于特殊的原子结构，可以弥补铅的弱吸收区，与铋掺杂可以在提高X射线防护整体效果上起到互补与协同作用。
[0027]EPVC与传统的悬浮树脂相比，具有加工容易，模具简单，发泡容易，制品受热次数少，并且可以少量、多品种进行生产的优点。
[0028]本专利技术公开了以下技术效果：
[0029]本专利技术选用铕和铋两种元素组成协同屏蔽，提出一种新型复合X射线防护材料，对X射线屏蔽效果好。
[0030]本专利技术制备工艺简单，易于操作，可实现工业化生产。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为实施例1制备的X射线防护材料(基体与填料质量比5:1)的外观图；
[0033]图2为实施例1步骤1改性前后的纳米粉末(Bi2O3粉末、Eu2O3粉末)的X射线衍射表
征；其中，a为Bi2O3粉末，b为Eu2O3粉末；
[0034]图3为实施例1步骤1改性前后的纳米粉末(Bi2O3粉末、Eu2O3粉末)的傅里叶红外光谱测试结果；其中，a为Bi2O3粉末，b为Eu2O3粉末；
[0035]图4为WinXCom模拟Bi2O3、Eu2O3的质量衰减系数，以及Bi2O3、Eu2O3不同掺杂比例的质量衰减系数；其中，a为Bi2O3、Eu2O3的质量衰减系数，b为填料中Bi2O3和Eu2O3在不同掺杂比例条件下的质量衰减系数；
[0036]图5为实施例1制备的X射线防护材料的应力
‑
应变曲线、拉伸强度和断裂伸长率；其中，a为应力
‑
应变曲线，b为拉伸强度和断裂伸长率；
[0037]图6为实施例1制备的X射线防护材料的TGA曲线；
[0038]图7为实施例1制备的X射线防护材料的拉伸断面SEM图；其中，a为纯PVC基体，b为填料与基体质量比10：1的X射线防护材料，c填料与基体质量比5：1的X射线防护材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线防护材料，其特征在于，所述X射线防护材料包括基体和填料；所述基体和填料的质量比为10:1
‑
4；所述基体为聚氯乙烯；所述填料为质量比1:1的改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末。2.根据权利要求1所述的X射线防护材料，其特征在于，所述改性Bi2O3粉末具体为表面接枝硅烷偶联剂的Bi2O3粉末；所述改性Eu2O3粉末具体为表面接枝硅烷偶联剂的Eu2O3粉末；所述改性Bi2O3粉末和改性Eu2O3粉末的粒径均为100
‑
200nm。3.根据权利要求1所述的X射线防护材料，其特征在于，所述改性Bi2O3粉末的制备方法包括以下步骤：将Bi2O3粉末加入到硅烷偶联剂的乙醇水溶液中，超声，之后在70
‑
90℃搅拌，离心，洗涤，烘干，得到所述改性Bi2O3粉末；所述改性Eu2O3粉末的制备方法包括以下步骤：将Eu2O3粉末加入到硅烷偶联剂的乙醇水溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏敏皓，赵娇，朱杉，任翼，
申请(专利权)人：晏敏皓，
类型：发明
国别省市：