环保柔性防辐射复合材料及其制备方法
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环保柔性防辐射复合材料及其制备方法
来源:东北大学
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简介: 一种环保柔性可穿戴的防辐射复合材料及其制备方法。防辐射复合材料包括:支撑层,所述支撑层采用高分子材料;电离辐射屏蔽层A,层叠设置于支撑层上,所述电离辐射屏蔽层A中以重量份数计包括高分子基体材料、防辐射复合粉体、结合剂及助剂;柔性电离辐射屏蔽层B,层叠设置于所述电离辐射屏蔽层A上,所述柔性电离辐射屏蔽层B是通过磺化反应与离子交换反应得到含有钡离子的纤维材料。本发明提供的防辐射复合材料柔性、无毒、可穿戴,具有高效的电离辐射屏蔽性能,可以用于制作防护服、防护帐篷等。
权利要求

1.一种防辐射复合材料,包括支撑层、电离辐射屏蔽层和柔性电离辐射屏蔽层:其特征在于:

支撑层,采用高分子材料;

电离辐射屏蔽层,层叠设置于支撑层上;所述电离辐射屏蔽层中以重量份数计包括高分子基体材料的5~50份,抗辐射复合粉体10~80份、助剂1~15份及结合剂1~15份;

柔性电离辐射屏蔽层,层叠设置于电离辐射屏蔽层上;所述柔性电离辐射屏蔽层是先由纤维材料与磺化剂进行磺化反应,形成磺化纤维材料;再有磺化纤维材料与含钡离子溶液反应,得到的柔性电离辐射屏蔽层。

2.根据权利要求1所述的防辐射复合材料,其特征在于,所述支撑层采用高分子材料为牛津布、橡胶、合成纤维和工程塑料、热塑性塑料、棉布、弹力布、革、柔性纺织品、天然和特种材料、不使用含的PEEK树脂中至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的防辐射复合材料,其特征在于,所述合成纤维和工程塑料选自聚酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯;

所述热塑性材料是聚乙烯或聚丙烯;

所述天然和特种材料选自聚乙烯醇、聚丙烯腈、纤维素、蛋白质;

所述橡胶选自硅橡胶、丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶、有机硅橡胶、三元乙丙橡胶。

4.根据权利要求3所述的防辐射复合材料,其特征在于,所述高分子基体材料选用聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、环氧树脂、聚丙烯酸、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、有机硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、纤维素及蛋白质中至少一种。

5.根据权利要求1所述的防辐射复合材料及其制备方法,其特征在于,所述防辐射复合粉体选自铋、钽、锆、铌及其金属化合物中至少一种;或选自镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆及其稀土基化合物中至少一种。

6.根据权利要求1所述的防辐射复合材料及其制备方法,其特征在于,所述结合剂采用偶联剂,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、酸脂偶联剂、铝钛复合偶联剂、磷酸酯偶联剂中至少一种。

7.根据权利要求1-6所述的防辐射复合材料及其制备方法,其特征在于,电离辐射屏蔽层制备包括以下步骤:

(1)将高分子基体材料与防辐射复合粉体以预设质量比加入高速搅拌机内,高速混合,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,所述预设质量比为1:(2-8),混合时间为5min~60min;

(2)将高分子基体材料与PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,放入烘箱中烘干;

(3)将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC高分子基体材料上,将复合材料放入烘箱后静止保温,进行二次刮涂;将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进行三次刮涂;将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进入复合操作环节;

(4)涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合,进入烘箱再次干燥;

(5)将高分子基体材料换为游离纸,重复3-4的过程,产生中间体;

(6)将游离复合料与高分子基体材料复合料在复合机的操作下二次复合,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

8.根据权利要求1所述的防辐射复合材料及其制备方法,其特征在于,电离辐射屏蔽层制备包括以下步骤:

(1)按照预设的质量比例将磺化剂与有机溶剂混合,制备成混合溶液,然后将纤维材料按预设固液质量比浸入于混合溶液进行磺化反应,得到磺化纤维材料,所述磺化剂为氨基磺酸,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,所述纤维材料为 纯棉纤维,所述预设质量比为1:(12-38),所述预设固液质量比为1:(35-42),所述磺化反应温度为60-130℃,磺化反应时间大于等于10min;

(2)将磺化纤维材料浸入到0.01-0.15mol/L的钡离子溶液中进行反应,得到所述X射线屏蔽材料;所述含钡离子溶液优选为氢氧化钡溶液、氯化钡溶液或硝酸钡溶液;所述步骤2中的反应温度为30-80℃,反应时间大于等于15min,所述含钡离子溶液的溶质与所述磺化纤维材料的质量比为(0.5-5):1。

9.根据权利要求8所述的防辐射复合材料及其制备方法,其特征在于,所述屏蔽浆料制备包括以下步骤:将所述防辐射复合粉体通过所述偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射复合粉体;将所述预处理复合粉体与高分子基体材料混合,得到所述屏蔽浆料。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及辐射防护材料的制备技术领域,涉及一种无毒、环保、柔性、可穿戴的防辐射复合材料及其制备方法。

背景技术

[0002]如今射线广泛应用在各个领域,高能射线大大的增加了人们接触射线的概率。长期暴露于辐射射线下会导致人类的长期或短期生物效应,如基因突变、癌症、器官衰竭等危害,因此必须采取一些有效的防护措施以降低辐射射线对人体产生的危害。

[0003]随着核防护技术的发展,传统的辐射屏蔽材料含铅及其氧化物,已经不能满足日益严格的环保和健康安全标准。铅基辐射屏蔽材料存在重量过重、不易弯曲、对人体有害等缺点,同时在40~88keV之间存在弱吸收区。这些问题限制了其在医疗、工业检测和核能设施等场景中的应用,因此研发出一种无铅柔性高效的辐射屏蔽材料对于推动技术创新具有重要意义。

发明内容

[0004]本发明提供了一种无毒、环保、柔性、可穿戴的一种防辐射复合材料及其制备方法,使防辐射复合材料具有高效的电离辐射防护功能。本发明的抗辐射复合材料能够有效防护包括α、β、γ射线、X射线以及中子射线多种辐射形式,可被用于制造防护服、防护帐篷及防护屏风等辐射防护产品。

[0005]本发明采用的技术方案如下:

[0006]一种环保柔性防辐射复合材料,包括支撑层、电离辐射屏蔽层和柔性电离辐射屏蔽层,支撑层,采用高分子材料;电离辐射屏蔽层,层叠设置于支撑层上;所述电离辐射屏蔽层中以重量份数计包括高分子基体材料的5~50份,抗辐射复合粉体10~80份、助剂1~15份及结合剂1~15份;柔性电离辐射屏蔽层,层叠设置于电离辐射屏蔽层上;所述柔性电离辐射屏蔽层是先由纤维材料与磺化剂进行磺化反应,形成磺化纤维材料;再有磺化纤维材料与含钡离子溶液反应,得到的柔性电离辐射屏蔽层。

[0007]所述支撑层采用高分子材料为牛津布、橡胶、合成纤维和工程塑料、热塑性塑料、棉布、弹力布、革、柔性纺织品、天然和特种材料、不使用含铅的PEEK树脂中至少一种。

[0008]所述的合成纤维和工程塑料是聚酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯;

[0009]所述的热塑性材料是聚乙烯、聚丙烯;

[0010]所述天然和特种材料是聚乙烯醇、聚丙烯腈、纤维素、蛋白质;

[0011]所述的橡胶是硅橡胶、丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶、有机硅橡胶、三元乙丙橡胶。

[0012]所述高分子基体材料选用聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、环氧树脂、聚丙烯酸、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、有机硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、纤维素及蛋白质中至少一种。

[0013]所述防辐射复合粉体选自铋、钽、锆、铌及其金属化合物中至少一种;或选自镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆及其稀土基化合物中至少一种。

[0014]所述结合剂采用偶联剂,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂、铝钛复合偶联剂、磷酸酯偶联剂中至少一种。

[0015]上述的防辐射复合材料的制备方法,包括以下步骤:

[0016](1)将高分子基体材料与防辐射复合粉体以预设质量比加入高速搅拌机内,高速混合,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,所述预设质量比为1:(2-8),混合时间为5min~60min;

[0017](2)将高分子基体材料与PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,放入烘箱中烘干;

[0018](3)将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC高分子基体材料上,将复合材料放入烘箱后静止保温,进行二次刮涂;将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进行三次刮涂;将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进入复合操作环节;

[0019](4)涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合,进入烘箱再次干燥;

[0020](5)将高分子基体材料换为游离纸,重复3-4的过程,产生中间体;

[0021](6)将游离复合料与高分子基体材料复合料在复合机的操作下二次复合,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0022]所述的电离辐射屏蔽层制备包括以下步骤:

[0023](1)按照预设的质量比例将磺化剂与有机溶剂混合,制备成混合溶液,然后将纤维材料按预设固液质量比浸入于混合溶液进行磺化反应,得到磺化纤维材料,所述磺化剂为氨基磺酸,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,所述纤维材料为 纯棉纤维,所述预设质量比为1:(12-38),所述预设固液质量比为1:(35-42),所述磺化反应温度为60-130℃,磺化反应时间大于等于10min;

[0024](2)将磺化纤维材料浸入到0.01-0.15mol/L的钡离子溶液中进行反应,得到所述X射线屏蔽材料;所述含钡离子溶液优选为氢氧化钡溶液、氯化钡溶液或硝酸钡溶液;所述步骤2中的反应温度为30-80℃,反应时间大于等于15min,所述含钡离子溶液的溶质与所述磺化纤维材料的质量比为(0.5-5):1。

[0025]所述屏蔽浆料制备包括以下步骤:将所述防辐射复合粉体通过所述偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射复合粉体;将所述预处理复合粉体与高分子基体材料混合,得到所述屏蔽浆料。

[0026]综上所述,本发明具有以下有益效果:

[0027]本发明通过以高分子材料作为支撑层,在支撑层上设置电离辐射屏蔽层A及柔性电离辐射屏蔽层B,通过优化这两层的成分,实现了复合材料的高效辐射防护性能,同时兼具无毒、环保、柔性、可穿戴等优点。该复合材料不仅保证了高强度和轻量化的要求,还具备出色的柔韧性和穿戴舒适度,大大提高了其在实际应用中的通用性和灵活性。

附图说明

[0028]图1示出本发明中防辐射粉体铋粉的扫描电镜图。

[0029]图2示出本发明中抗辐射粉体锆粉的扫描电镜图。

具体实施方式

[0030]首先说明本发明实施例的第一方面一种防辐射复合材料,该防辐射复合材料包括支撑层、电离辐射屏蔽层A、柔性电离辐射屏蔽层B。

[0031]其中,支撑层采用高分子材料。

[0032]电离辐射屏蔽层A设置于支撑层上,该电离辐射屏蔽层A中以重量份数计包括高分子基体材料5~50份,抗辐射复合粉体10~80份,助剂1~15份及结合剂1~15份。

[0033]柔性电离辐射屏蔽层B设置于电离辐射屏蔽层A上,该柔性电离辐射屏蔽层B包括磺化反应、离子交换反应。

[0034]本发明实施例的防辐射复合材料,作为实例,支撑层采用高分子材料为牛津布、橡胶、合成纤维和工程塑料、热塑性塑料、棉布、弹力布、革、柔性纺织品、天然和特种材料、不使用含铅的PEEK树脂中至少一种。

[0035]本发明实施例的防辐射复合材料,电离辐射屏蔽层A中的防辐射复合粉体选自铋、钽、锆、铌及其金属化合物中至少一种;或选自镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆及其稀土基化合物中至少一种。

[0036]出于对成本效益的考量,选用粒径在50~100nm范围内的防辐射复合粉体。

[0037]本发明实施例的防辐射复合材料,电离辐射屏蔽层A的高分子基体材料为聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、环氧树脂、聚丙烯酸、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、有机硅树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、纤维素及蛋白质中的中至少一种。

[0038]电离辐射屏蔽A层的高分子基体材料不限于上述的材料,只要能够使防辐射复合粉体均匀分散于电离辐射屏蔽层A中且稳定地附着于柔性电离辐射屏蔽层B表面上。

[0039]本发明实施例的防辐射复合材料,电离辐射屏蔽层A中结合剂采用偶联剂,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸脂偶联剂、铝钛复合偶联剂、磷酸酯偶联剂中至少一种。

[0040]本发明实施例中进一步提供一种防辐射复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:

[0041]S100,提供支撑层,支撑层采用高分子材料。

[0042]S200,制备屏蔽浆料,屏蔽浆料中以重量份数计包括高分子基体材料5~50份,抗辐射复合粉体10~80份,助剂1~15份及结合剂1~15份。

[0043]制备电离辐射屏蔽层A,步骤S300包括:

[0044]S310,结合剂采用偶联剂,将防辐射复合粉体通过偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0045]S320,将高分子基体材料与防辐射复合粉体以预设质量比加入高速搅拌机内,高速混合,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入助剂;所述预设质量比为1:(2-8),混合时间为5min~60min。

[0046]S330,将高分子基体材料与PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备链接,放入烘箱中烘干。

[0047]S340,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC基体材料上,将复合材料放入烘箱后静止保温,进行二次刮涂。

[0048]S350,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进行三次刮涂。

[0049]S360,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,放入烘箱后静止保温,进行复合操作环节。

[0050]S370,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合,进入烘箱再次干燥。

[0051]S380,将高分子基体材料换为游离纸,重复S340~S370的过程,产生中间体。

[0052]S390,将游离复合料与高分子基体材料复合料在复合机的操作下二次复合,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0053]助剂中可以包括消泡剂,消泡剂可以减少或消除液体中泡沫形成的化学物质,有利于提高屏蔽材料的稳定性和均匀性,从而提高屏蔽效果。消泡剂可以是硅油消泡剂、矿物油消泡剂、聚醚消泡剂、醇类消泡剂等。

[0054]助剂中还可以包括增稠剂,增稠剂能增加屏蔽浆料的黏度,从而提高辐射屏蔽效果。增稠剂可以是海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇等。

[0055]S400,将所述屏蔽浆料涂布于所述支撑层上,经烘干处理,获得所述电离辐射屏蔽层A。

[0056]在步骤S400,烘干处理的温度为70℃~145℃,时间为3min~30min。

[0057]制备柔性电离辐射屏蔽层B,步骤S500包括:

[0058]S510,将磺化剂与有机溶剂按1:(12~38)质量比进行混合,得到混合溶液。

[0059]S520,将纤维材料按预设固液质量比浸入混合溶液进行磺化反应。

[0060]在步骤S520,磺化剂为氨基磺酸,有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,纤维材料为纯棉纤维,预设固液质量比为1:(35~42),磺化反应温度为60℃~130℃,磺化反应时间大于等于15min。

[0061]S530,将磺化纤维材料浸入到0.01~0.15mol/L的含钡离子溶液中进行离子交换反应。

[0062]在步骤S530,含钡离子溶液优选为氢氧化钡溶液、氯化钡溶液或硝酸钡溶液。

[0063]实施例1

[0064]S100,选用牛津布作为支撑层。

[0065]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0066]S210,将钽粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0067]S220,将聚氨酯与钽粉以1:2.5的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0068]S230,将牛津布与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为95℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0069]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC牛津布上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.45mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.22mm,继续进行二次刮涂。

[0070]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.65mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.48mm,继续进行三次刮涂。

[0071]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定95℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.7mm,进入复合操作环节。

[0072]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为115℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0073]S280,将牛津布换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0074]S290,将游离复合料与牛津布复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0075]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0076]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:12的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在100℃的油浴锅内反应80min。

[0077]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应150min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0078]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0079]实施例2

[0080]S100,选用氯丁橡胶作为支撑层。

[0081]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0082]S210,将铋粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0083]S220,将聚乙烯醇与铋粉以1:2.5的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0084]S230,将氯丁橡胶与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为100℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0085]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC氯丁橡胶上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.45mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.22mm,继续进行二次刮涂。

[0086]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.65mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.48mm,继续进行三次刮涂。

[0087]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定100℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.7mm,进入复合操作环节。

[0088]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为120℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0089]S280,将氯丁橡胶换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0090]S290,将游离复合料与氯丁橡胶复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0091]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0092]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:15的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在105℃的油浴锅内反应90min。

[0093]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应150min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0094]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0095]实施例3

[0096]S100,选用聚乙烯作为支撑层。

[0097]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0098]S210,将锆粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0099]S220,将环氧树脂与锆粉以1:2的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0100]S230,将聚乙烯与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为105℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0101]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC聚乙烯上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.45mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.22mm,继续进行二次刮涂。

[0102]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.65mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.48mm,继续进行三次刮涂。

[0103]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定105℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.7mm,进入复合操作环节。

[0104]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为125℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0105]S280,将聚乙烯换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0106]S290,将游离复合料与聚乙烯复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0107]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0108]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:18的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在110℃的油浴锅内反应90min。

[0109]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应160min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0110]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0111]实施例4

[0112]S100,选用牛津布作为支撑层。

[0113]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0114]S210,将铋粉、钽粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0115]S220,将环氧树脂、铋粉与钽粉以1:0.5:1.5的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0116]S230,将牛津布与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为110℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0117]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC牛津布上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0118]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0119]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定110℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0120]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为125℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0121]S280,将牛津布换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0122]S290,将游离复合料与牛津布复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0123]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0124]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:20的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在115℃的油浴锅内反应90min。

[0125]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应170min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0126]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0127]实施例5

[0128]S100,选用丁苯橡胶作为支撑层。

[0129]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0130]S210,将铋粉、钽粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0131]S220,将聚氨酯、铋粉与钽粉以1:1:3的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0132]S230,将丁苯橡胶与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为115℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0133]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC丁苯橡胶上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0134]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0135]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定115℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0136]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为130℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0137]S280,将丁苯橡胶换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0138]S290,将游离复合料与丁苯橡胶复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0139]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0140]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:20的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在120℃的油浴锅内反应90min。

[0141]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应170min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0142]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0143]实施例6

[0144]S100,选用氯丁橡胶作为支撑层。

[0145]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0146]S210,将锆粉、镧粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0147]S220,将环氧树脂、锆粉与镧粉以1:1:3的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0148]S230,将氯丁橡胶与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为95℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0149]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC氯丁橡胶上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0150]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0151]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定95℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0152]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为115℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0153]S280,将氯丁橡胶换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0154]S290,将游离复合料与氯丁橡胶复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0155]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0156]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:25的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在100℃的油浴锅内反应90min。

[0157]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应150min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0158]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0159]实施例7

[0160]S100,选用弹力布作为支撑层。

[0161]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0162]S210,将锆粉、铈粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0163]S220,将聚丙烯腈、锆粉与铈粉以1:2:6的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0164]S230,将弹力布与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为100℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0165]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC弹力布上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0166]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0167]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定100℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0168]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为120℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0169]S280,将弹力布换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0170]S290,将游离复合料与弹力布复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0171]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0172]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:30的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在110℃的油浴锅内反应90min。

[0173]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应160min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0174]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0175]实施例8

[0176]S100,选用棉布作为支撑层。

[0177]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0178]S210,将铈粉、钕粉、钐粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0179]S220,将聚氯乙烯、铈粉、钕粉与钐粉以1:1:1.5:2的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0180]S230,将棉布与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为110℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0181]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC棉布上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0182]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0183]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定110℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0184]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为130℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0185]S280,将棉布换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0186]S290,将游离复合料与棉布复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0187]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0188]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:35的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在130℃的油浴锅内反应90min。

[0189]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应170min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0190]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得复合材料。

[0191]实施例9

[0192]S100,选用牛津布作为支撑层。

[0193]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0194]S210,将钐粉、铕粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0195]S220,将高密度聚乙烯、钐粉、铕粉以1:1:2的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0196]S230,将牛津布与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为120℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0197]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC牛津布上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0198]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0199]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定120℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0200]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为140℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0201]S280,将牛津布换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0202]S290,将游离复合料与牛津布复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0203]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0204]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:25的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在130℃的油浴锅内反应90min。

[0205]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应180min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0206]S400,柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得到复合材料。

[0207]实施例10

[0208]S100,选用丁苯橡胶作为支撑层。

[0209]S200,制备电离辐射屏蔽层A:

[0210]S210,将铕粉、钆粉通过硅烷偶联剂进行表面预处理,得到预处理防辐射粉体。

[0211]S220,将高密度聚乙烯、铕粉、钆粉以1:2:2.5的质量比加入高速搅拌机内,高速混合,混合时间为30min,当物料混合均匀降低搅拌转速为原转速的50%后加入增稠剂与消泡剂,观察物料至均匀为止。

[0212]S230,将丁苯橡胶与130m长PVC人造革结合,通过人与机械共同传动与PVC人造革刮涂设备连接,开启烘箱设定温度为130℃,待设备性能稳定,温度恒定后开启设备。

[0213]S240,将混合好的涂层通过刮涂机刮涂在事先调整好的PVC丁苯橡胶上,牵引速度为3m/min,此时刮涂初始厚度为0.55mm,涂层进入烘箱后静止保温5min(烘箱长度为25m),同时开启烘箱的热风循环系统;干燥后,测量涂层厚度为0.32mm,继续进行二次刮涂。

[0214]S250,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为2.4m/min,厚度增加为0.85mm,进入烘箱,静止5min(烘箱长度为20m),同时开启烘箱的热风循环系统,干燥后涂层厚度为0.58mm,继续进行三次刮涂。

[0215]S260,将混合好的涂层,刮涂在烘干后的涂层之上,控制牵引速度为4m/min,烘箱温度设定130℃,同时开启烘箱的热风循环系统,静止3min(烘箱长度为25m),干燥后涂层厚度为0.8mm,进入复合操作环节。

[0216]S270,涂覆好的产品以内衬布在复合机的双辊共挤作用下,均匀复合(双辊温度135℃),进入烘箱再次干燥,烘箱温度为140℃(烘箱长度为15m),牵引速度为3m/min。

[0217]S280,将丁苯橡胶换为游离纸,重复S230~S260操作过程,生产中间体。

[0218]S290,将游离复合料与丁苯橡胶复合料在复合机的操作下二次复合,生产出符合要求的产品,复合过程中剥离游离纸,形成均一的复合材料。

[0219]S300,制备柔性电离辐射屏蔽层B:

[0220]S310,将氨基磺酸与N,N-二甲基甲酰胺按照1:30的质量比进行混合,将重量为210g/m2的纯棉纤维加入到混合溶液中,在130℃的油浴锅内反应90min。

[0221]S320,取出纯棉纤维将纯棉纤维的PH值调至中性后,浸入到0.15mol/L、70℃的氢氧化钡溶液中反应190min后取出,将纯棉纤维的PH值调至中性后,放入40℃的烘箱中干燥。

[0222]S400,将柔性电离辐射屏蔽层B置于电离辐射屏蔽层A上,采用层压技术,得到复合材料。表一

[0223]

说明书附图(2)

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标签:复合材料,防辐射复合材料
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