一種柔性複合輻射屏蔽材料的製作方法

2023-12-09 12:27:46

專利名稱:一種柔性複合輻射屏蔽材料的製作方法
技術領域：
本發明屬於複合輻射屏蔽材料，具體涉及柔性輻射屏蔽材料。
技術背景
在石油勘探、核電站、核化工等行業中，需要對操作人員進行一定的輻 射防護。除了時間和距離防護以外，穿戴防護服是一種重要和有效的防護手 段。輻射屏蔽材料可應用於需要屏蔽中子和/或Y輻射的場合。用輻射屏蔽材 料製作的防護服可用於近距離操作人員的輻射防護，防止中子和/或Y輻射對 人體的損害。
目前y射線的防護服一般採用鉛衣，其屏蔽材料由鉛和軟性橡膠複合而
成，由於基體材料的限制，其鉛含量一般都不高，防護效果有限。如公開號
為CN93111394.6中國專利所公開的《快中子輻射的防護材料》，其所涉及的 屏蔽材料由橡膠、改性體、交聯體、增塑劑、促進劑、防老劑及其他助劑材 料組成，在一定溫度和壓力範圍內壓制而成。其主體材料為橡膠類高分子彈 性體，重量組成配比為20 75;改性體包括硼化合物及稀有重金屬，如硼砂、 碳化硼、有機硼及鎘等，主要為了增強防中子輻射效果，提高屏蔽率，重量 組成配比為3 75。其餘組分為各種助劑，包括交聯體1 10，增塑劑5~35， 促進劑0.5 3，防老劑0.1~3，其他助劑0.1 10。對於橡膠材料，由於其性質 所限，需要加入的助劑量較多，在製成彈性體、海綿體等軟性製品時，所加 入的改性體含量有一定限制，使其屏蔽效果有限。同時該材料的改性體只能 提供中子輻射的屏蔽，不能提供Y射線的屏蔽。該材料可製成彈性體、海綿 體及硬質體不同製品，形成衣著製品、容器製品及建築和兵器上的披蓋層等 系列製品。
現有國內對中子射線的防護服開展的研製工作，採用的技術路線是聚丙 烯與屏蔽物質碳化硼採用包芯結構雙層拉絲後紡織，再製成無紡布防護服。 該工藝技術難度大，設備複雜，投資高昂，規模化生產難度較大，市場上也 難覓相關產品。熱塑性彈性體是一種高分子材料，兼具了熱塑性塑料的加工性能和橡膠 的高彈性。其主要優點是不需熱硫化，可使用相對簡單的塑料加工工藝進行
生產。熱塑性彈性體(TPE)目前已發展到10大類30多個品種，在屏蔽材料 的應用中性能最為適合的是烯烴類(TPV、 TPO)和苯乙烯類(TPS)。它們 既可以像傳統的氫含量高的烯烴類材料聚乙烯、聚丙烯一樣具有良好的中子 慢化能力，又可以像傳統橡膠材料一樣具有較好的彈性和彎折性。但現有將 熱塑性彈性體用於輻射屏蔽的材料只能對X射線進行屏蔽，而不能屏蔽中子 和Y射線。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於屏蔽中子和Y射線的柔性複合輻射屏 蔽材料。
本發明的技術方案如下
一種柔性複合輻射屏蔽材料，由基體材料與屏蔽物質複合而成，其特徵 在於所述基體材料為熱塑性彈性體(TPE);所述屏蔽物質為硼化合物、鉛、 鎢及其化合物；按該輻射屏蔽材料的重量百分比計，含有-熱塑性彈性體 15%_95°/。 硼化合物 0_75% 鉛、鎢及其化合物0 — 85% 附加技術特徵是
所述的熱塑性彈性體(TPE)包括烯烴類彈性體(TPV或TPO)、苯 乙烯類彈性體(TPS)、雙烯類彈性體(TPB或TPI)和乙烯類彈性體；所述 硼化合物包括碳化硼、氮化硼、硼砂；所述鉛、鎢及其化合物包括鉛粉、
鎢粉、硫酸鉛、氧化鎢。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與硼化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與鉛及其化合物復 合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與鎢及其化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與硼化合物和鉛及 其化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與硼化合物和鎢及 其化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與硼化合物和鎢、 鉛及其化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體(TPE)與鉛及其化合物和 鎢及其化合物複合而成。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，可製作防護服或直接用於屏蔽中子射線或 Y射線的場合。
所述柔性複合輻射屏蔽材料，按組份配比配料、混料、經破碎造粒、擠 出工藝而製成。
本發明的極積效果在於由於本發明柔性複合輻射屏蔽材料柔韌性好， 反覆彎折性好，長期使用溫度可到125°C，可直接應用於中子和/或Y輻射屏 蔽場合。用本發明柔性複合輻射屏蔽材料製作的防護服，屏蔽效果良好、結 構簡單、穿著方便、操作適應性好，可用於石油勘探、核化工、醫療、特種 行業等近距離操作人員的輻射防護，防止中子和Y輻射對人體的損害。本發 明的柔性複合輻射屏蔽材料，也可用於常溫管道和熱管道的包覆屏蔽及其他 場合的輻射屏蔽。
具體實施方式
本發明的柔性複合輻射屏蔽材料，由基體材料與屏蔽物質通過組份配比 配料、混料、經破碎造粒、擠出工藝而製成。其中基體材料採用熱塑性彈 性體(TPE),包括烯烴類彈性體(TPV或TPO)、苯乙烯類彈性體(TPS)、 雙烯類彈性體(TPB或TPI)和乙烯類彈性體等；而屏蔽物質包括硼化合 物與鉛、鎢及其化合物等物質；硼化合物包括碳化硼、氮化硼、硼砂等； 鉛、鎢及其化合物包括鉛粉、鎢粉、硫酸鉛、氧化鎢。
所選用材料的功能在於硼化合物可吸收中子輻射；鉛、鎢及其化合物可屏蔽Y射線。
本發明柔性複合輻射屏蔽材料，按其重量百分比計量，所含各組份的含
熱塑性彈性體 15°/。_95%
硼化合物 0 — 75%
鉛、鎢及其化合物0 — 85%
本柔性複合輻射屏蔽材料既可用於中子射線或Y射線的輻射防護，也可 用於中子和Y射線的綜合場合的防護。根據不同場合屏蔽的不同要求，確定 原料配比而製成的柔性複合輻射屏蔽材料可製作防護服。這種防護服採用面 料、芯層、裡料三層結構。面料為抗油拒水面料，芯層為本發明柔性複合輻 射屏蔽材料外包純棉機織料製成，裡料為純棉機織布。芯層可脫卸，以利於 面料髒汙後的洗滌。防護服的衣袖在肩部採用拉鏈式連接，方便脫卸，有利 於用戶根據需要選擇長袖式或背心式。本發明柔性複合輻射屏蔽材料也可直 接應用於中子和/或Y輻射屏蔽場合，常溫管道、熱管道的包覆屏蔽，以及其 他場合的輻射屏蔽。
下面通過實施例對本發明作進一步描述-實施例l
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的烯烴類彈 性體(TPV或TPO)和作為屏蔽物質的碳化硼所組成。按本材料的重量百分
比計，材料中兩種組份的含量分別為
烯烴類彈性體(TPV或TPO): 60% 碳化硼40% 實施例2
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的苯乙烯類 彈性體(TPS),和作為屏蔽物質的氮化硼所組成。按本材料的重量百分比計, 材料中兩種組份的含量分別為
苯乙烯類彈性體(TPS): 95%實施例3
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的雙烯類彈 性體(TPB或TPI)和作為屏蔽物質的硼砂所組成。按本材料的重量百分比 計，材料中兩種組份的含量分別為
雙烯類彈性體(TPB或TPI): 25%
硼砂75% 實施例4
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的乙烯類彈 性體和作為屏蔽物質的碳化硼所組成。按本材料的重量百分比計，材料中兩 種組份的含量分別為
乙烯類彈性體50%
碳化硼50% 實施例5
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的雙烯類彈 性體(TPB或TPI)和作為屏蔽物質的鉛所組成。按本材料的重量百分比計，
材料中兩種組份的含量分別為-
雙烯類彈性體(TPB或TPI): 30%
鉛70% 實施例6
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的苯乙烯類 彈性體(TPS)和作為屏蔽物質的鎢所組成。按本材料的重量百分比計，材料
中兩種組份的含量分別為
苯乙烯類彈性體(TPS): 15%
鴇85% 實施例7
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的烯烴類彈 性體(TPV或TPO)和作為屏蔽物質的鉛與鎢所組成。按本材料的重量百分 比計，材料中三種組份的含量分別為-烯烴類彈性體(TPV或TPO): 20%
鉛40% 鴿40%
實施例8
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的苯乙烯類
彈性體(TPS)和作為屏蔽物質的鉛與氧化鎢所組成。按本材料的重量百分比 計，材料中三種組份的含量分別為-
苯乙烯類彈性體(TPS): 15% 鉛70% 氧化鎢15% 實施例9
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的烯烴類彈
性體(TPV或TPO)和作為屏蔽物質的鉛與碳化硼所組成。按本材料的重量 百分比計，材料中三種組份的含量分別為-
烯烴類彈性體(TPV或TPO): 18%
鉛80%
碳化硼2% 實施例10
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的乙烯類彈 性體和作為屏蔽物質的硫酸鉛與硼砂所組成。按本材料的重量百分比計，材
料中三種組份的含量分別為
乙烯類彈性體40%
硫酸鉛30%
硼砂30% 實施例11
本實施例中，所述柔性複合輻射屏蔽材料，由作為基體物質的烯烴類彈 性體(TPV或TPO)和作為屏蔽物質的氮化硼、鉛及鉤所組成。按本材料的重量百分比計，材料中四種組份的含量分別為
烯烴類彈性體(TPV或TPO): 70%
氮化硼10% 鉛10% 鴇腦
本發明所述的柔性複合輻射屏蔽材料，是由基體材料與屏蔽物質，按配 比配料後，經過混料、破碎造粒、擠出工藝而製成板材。該板材料可直接應 用於中子和/或Y輻射屏蔽場合，也可製作防護服、常溫管道及熱管道的包覆 屏蔽以及其他場合的輻射屏蔽。
權利要求
1. 一種柔性複合輻射屏蔽材料，由基體材料與屏蔽物質複合而成，其特徵在於所述基體材料為熱塑性彈性體TPE；所述屏蔽物質為硼化合物、鉛、鎢及其化合物；按該輻射屏蔽材料的重量百分比計，含有熱塑性彈性體
15％—95％硼化合物
0—75％鉛、鎢及其化合物0—85％
2. 按照權利要求
1所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於所述 的熱塑性彈性體TPE包括烯烴類彈性體TPV或TPO、苯乙烯類彈性體 TPS、雙烯類彈性體TPB或TPI和乙烯類彈性體；所述硼化合物包括碳 化硼、氮化硼、硼砂；所述鉛、鎢及其化合物包括鉛粉、鉤粉、硫酸鉛、氧化鎢。
3. 按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於-所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與硼化合物複合而成。
4.按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於 所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與鉛及其化合物複合而 成。
5.按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與鎢及其化合物複合而 成。
6.按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於-所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與硼化合物和鉛及其化合 物複合而成。
7.按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於-所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與硼化合物和鎢及其化合 物複合而成。
8.按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與硼化合物和鉤、鉛及其 化合物複合而成。
9 按照權利要求
1或2所述的柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於 所述柔性複合輻射屏蔽材料，由熱塑性彈性體TPE與鉛及其化合物和鉤及其 化合物複合而成。
10.按照權利要求
1—9之一所述柔性複合輻射屏蔽材料，其特徵在於: 所述柔性複合輻射屏蔽材料，可製作防護服或直接用於屏蔽中子射線或Y射 線的場合。
專利摘要
本發明公開一種柔性複合輻射屏蔽材料，由基體材料與屏蔽物質按配比配料後經混料、破碎造粒、擠出工藝製成。基體材料為熱塑性彈性體(TPE)，其含量為總重量的15％-95％；屏蔽物質為硼化合物、鉛、鎢及其化合物；硼化合物含量為總重量的0-75％；鉛、鎢及其化合物含量為總重量的0-85％。本發明輻射屏蔽材料柔韌性好，反覆彎折性好，可直接應用於中子和/或γ輻射屏蔽場合。用其製作的防護服屏蔽效果良好、結構簡單、穿著方便、操作適應性好，可用於石油勘探、核化工、醫療、特種行業等近距離操作人員的輻射防護，防止中子和/或γ輻射對人體的損害。本發明的輻射屏蔽材料也可用於常溫管道和熱管道的包覆屏蔽及其他場合的輻射屏蔽。
文檔編號G21F1/02GKCN101430941SQ200810147941
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月22日
發明者瑩 吳, 楊勇飛, 王曉敏, 谷曉非 申請人:中國核動力研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan