一种铅基沸石纤维复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于X射线防辐射材料技术领域，尤其涉及一种铅基沸石纤维复合材料及其制备方法。其中，一种铅基沸石纤维复合材料包括铅基沸石和纤维线，铅基沸石附着于纤维线的表面上，铅基沸石包括沸石及铅元素，沸石的含量占沸石纤维线的25

【技术实现步骤摘要】
一种铅基沸石纤维复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于X射线防辐射材料
，尤其涉及一种铅基沸石纤维复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济及原子能科学的飞速发展，人们的生活更便捷智能，电磁辐射在日常生活或工作中日趋广泛，日常工作中很多工作人员暴露在较强的电磁辐射中，如计算机的运算和操作人员、广播电视、通信、导航、雷达等发射机房近场工作人员、长期操作使用射频和微波等医疗仪器的人员及发电和高压输变电站工作人员等。
[0003]电磁波在给人们生活带来巨大利益的同时，也给人类的身体健康造成了一定的危害。当人长期暴露于较强辐射源下，可能会出现记忆力衰退、头晕、毛发脱落、改变血液的组成及功能变坏甚至会影响生育等现象，严重者还会造成白血病、骨肿瘤等疾症，给人的生命带来严重的威胁，因此，对于长时间接触较强的电磁辐射的工作人员做好日常防电磁辐射是必要的。
[0004]但是目前防护用于屏蔽X射线最有效的还是铅板这类重金属材料，但铅板制成的防护用品透气性差，笨重，长时间穿用不舒适不方便。因此，研制轻薄灵活、透气性好且兼具防护效果的防护材料有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有防辐射材料笨重且透气性差，本申请提供了一种铅基沸石纤维复合材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种铅基沸石纤维复合材料，采用如下的技术方案：一种铅基沸石纤维复合材料包括铅基沸石和纤维线，所述铅基沸石附着于纤维线的表面，所述铅基沸石包括沸石及铅元素，所述沸石的含量占沸石纤维线的25
‑
50wt％，所述铅基沸石中铅元素的质量分数为8％
‑
13％。
[0007]沸石是由Si，Al，P，B，Ga，Ge构成分子筛骨架，作为最基本单元结构，再通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。
[0008]通过上述技术方案，将具有微孔孔道结构的沸石负载到具有良好的弹力、韧性和可纺织性的天然纤维上，沸石及纤维线组成的复合材料拥有较大的比表面积和孔道物质交换能力，再利用沸石骨架结构外的平衡金属电荷离子，通过离子交换置换成铅离子，制备得到的铅基沸石纤维复合材料，本申请制备得到的铅基沸石纤维复合材料质量轻、制备工艺简单，铅基沸石纤维复合材料具有三维网状结构，射线经三维网状结构中的铅被反复吸收，使得铅基沸石纤维复合材料对X射线具有较高的屏蔽率。
[0009]优选的，所述铅基沸石的粒径为0.5
‑
20μm。
[0010]通过上述技术方案，铅基沸石粒径太大时，铅基沸石吸附较多的铅，重量增加，铅基沸石容易从铅基沸石纤维复合材料上脱落，导致基沸石在纤维上的保持率减小；铅基沸
石粒径太，沸石对铅元素的吸附能力不足，使得铅基沸石纤维复合材料对X射线的屏蔽率下降。
[0011]优选的，所述铅基沸石纤维复合材料还包括聚合物涂层，所述聚合物涂层附着在沸石纤维线的表面，所述聚合物涂层为聚合物涂层。
[0012]通过上述技术方案，一方面，通过在附着铅基沸石的纤维线的表面附着聚合物涂层，进而提升铅基沸石在纤维线上的结合强度，使得铅基沸石在纤维线上有较高的保持率。
[0013]另一方面，由于沸石对离子的吸附包括物理吸附及化学吸附，物理吸附在高温等条件下存在一定的解吸附，为了降低铅基沸石纤维复合材料在较高温度下的解吸附，在铅基沸石的表面附着聚合物涂层，聚合物涂层将铅基沸石表面的孔隙堵塞，进而提升被吸附的金属离子在铅基沸石中的稳定性，使得铅基沸石纤维复合材料持续拥有对X射线较高的屏蔽率。
[0014]优选的，所述聚合物涂层为含有阴离子的聚合物涂层。
[0015]通过上述技术方案，含有阴离子的聚合物涂层的聚合物在形成涂层的过程中可以与含有阳离子的铅基沸石更好的结合，使得聚合物涂层紧密附着在铅基沸石上及提升两者之间的结合强度，减少了铅基沸石发生解吸附后铅元素脱离铅基沸石，使得铅基沸石纤维复合材料对X射线具有较高的屏蔽率。
[0016]优选的，所述阴离子聚合物涂层由20
‑
30份的丙烯酸类单体及2
‑
4份的丙烯腈聚合而成；所述丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。
[0017]通过上述技术方案，由丙烯酸类单体及丙烯腈聚合形成涂层网络结构，进一步提升阴离子聚合物涂层与铅基沸石的结合强度，进一步提升铅基沸石纤维复合材料对X射线的屏蔽率。
[0018]优选的，所述铅基沸石还包括银离子，所述铅基沸石中银离子的质量分数为3.8％
‑
6％。
[0019]通过上述技术方案，因聚合物涂层在沸石纤维线上形成是在55
‑
65℃的条件下形成的，可能会出现因铅基沸石与纤维线的热收缩相差大铅基沸石脱落，及铅基沸石发生解吸附。
[0020]通过铅基沸石吸附银离子，提升铅基沸石的导热率，铅基沸石纤维复合材料在较高的温度下，一方面，使得铅基沸石与纤维线有较一致的热收缩率，铅基沸石在纤维线上保持较高的保持率；另一方面，较快的降低铅基沸石内部的温度，进而降低沸石对吸附的金属离子的解吸附，使得铅基沸石纤维复合材料在经历较高的温度后，对X射线仍有较高的屏蔽率。
[0021]另外，铅元素与银元素相互协同，进一步提升铅基沸石纤维复合材料对X射线屏蔽率。
[0022]优选的，所述铅基沸石纤维复合材料在转速≥120r/min的条件下，震荡2h的情况下，所述铅基沸石在纤维线上的保持率＞96％。
[0023]通过上述技术方案，制得得到的铅基沸石纤维复合材料具有较高的铅基沸石保持率，使得铅基沸石纤维复合材料对X射线具有优异的屏蔽率。
[0024]第二方面，本申请提供一种铅基沸石纤维复合材料的制备方法。
[0025]一种铅基沸石纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
①
将沸石纤维线加入到处理液中进行超声处理3
‑
6h；所述处理液包括摩尔浓度为0.3
‑
0.8mol/L硝酸铅及水；
②
将浸渍后的沸石纤维线取出，经去离子水洗涤，干燥处理。
[0026]通过采用上述技术方案，通过沸石纤维线浸渍含有铅离子的处理液，利用沸石的离子交换性能，使得铅离子负载在沸石纤维线上，使得制备得到的铅基沸石纤维复合材料对X射线具有优异的屏蔽率，同时该制备工艺简单，制备周期短。
[0027]优选的，所述处理液还包括摩尔浓度为0.1
‑
0.3mol/L硝酸银。
[0028]通过采用上述技术方案，使得沸石同时负载银离子及铅离子，进一步提升铅基沸石纤维复合材料对X射线的屏蔽率。
[0029]优选的，所述铅基沸石纤维复合材料还包括阴离子聚合物涂层；所述阴离子聚合物涂层的制备过程如下：将沸石纤维线浸渍在涂层混合液中，浴比为1：(8
‑
12)，然后升温至55
‑
65℃，在超声下作用1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，包括铅基沸石和纤维线，所述铅基沸石附着于纤维线的表面，所述铅基沸石包括沸石及铅元素，所述沸石的含量占沸石纤维线的25
‑
50wt%，所述铅基沸石中铅元素的质量分数为8%
‑
13%。2.根据权利要求1所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述铅基沸石的D90粒径为0.5
‑
20μm。3.根据权利要求1所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述铅基沸石纤维复合材料还包括聚合物涂层，所述聚合物涂层附着在沸石纤维线的表面。4.根据权利要求3所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述聚合物涂层为含有阴离子的聚合物涂层。5.根据权利要求4所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述阴离子聚合物涂层由20
‑
30份的丙烯酸类单体及2
‑
4份的丙烯腈聚合而成；所述丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。6.根据权利要求5所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述铅基沸石还包括银离子，所述铅基沸石中银离子的质量分数为3.8%
‑
6%。7.根据权利要求1所述铅基沸石纤维复合材料，其特征在于，所述铅基沸石纤维复合材料在转速≥120r/min的条件下，震荡2h的情况下，所述铅基沸石在纤维材线上的保持率＞96%。8.权利要求1
‑
7任一项所述的铅基沸石纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
将沸石纤维线浸入处理液中进行超声处理3
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：范杰，肖丽萍，施益峰，
申请(专利权)人：杭州沸创生命科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：