CN101386662B - 用于医疗x光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃，是将甲基丙烯酸甲酯、交联剂、引发剂、增塑剂、助溶剂和有机金属盐加入到反应器中，在50～100℃进行预聚合，然后将浆料注入两块洁净的硅玻璃并以聚氯乙烯为垫条的模具中进行多元共聚合反应，在50～120℃下聚合5～24小时至浆料硬化，缓慢降温至25～50℃，取出开模所得到的防辐射有机玻璃板材。本发明在有机玻璃中引入多种金属有机盐，除了有机铅盐以外，还包含锌、锑、钡等金属有机盐，可吸收不同波长范围射线，本发明对100KeV以下低能辐射具有有效的吸收，可见光透过率高、造价低廉、具有良好的机械性能，并具有较低的散射强度，适用于医用X光机房门窗用。

Description

用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃

技术领域

本发明涉及一种对100KeV以下低能辐射有效吸收和降低散射的防护有机玻璃，可用于医学诊疗X光机房门窗。

背景技术

众所周知，医用X光机产生的射线能量在100KeV以下，属低能辐射，对机房门窗的防护要求是①铅当量为0.5mmPb，②透明性好，可见光透过率≧80％，③强度高、加工方便。

目前用来阻挡电离辐射的透明防护材料主要有两种：一种是无机铅玻璃，其透明性和防护性能较好，但质脆易碎，能耗高、价格高，密度大、比较沉重且无法制得较大面积材料，也不便于裁切加工。另一种是含铅有机玻璃，低温合成的有机铅玻璃因具有节能环保、比重小、二次加工方便等优点越来越受到人们的青睐，但是能满足透明性和强度要求的有机铅玻璃的铅当量低，不能满足防护要求；能满足防护要求的高铅当量有机玻璃强度低、硬度差、易擦伤，且重金属铅产生很强的散射。因此，现有的透明防护材料难以满足医疗X光机房门窗的使用要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种铅当量达到0.5mmPb，具有良好的机械性能、可见光透过率高、造价低廉的用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃。

本发明目的的实现方式为，用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃，是将重量％比为：甲基丙烯酸甲酯25～45％，交联剂二乙烯基苯5～10％，引发剂0.03～0.5％，增塑剂DBP0.5～3％，助溶剂甲基丙烯酸羟丙酯1～10％，有机金属盐30～60％加入到反应器中进行预聚合，在50～100℃预聚合，然后将浆料注入两块洁净的硅玻璃并以聚氯乙烯为垫条的模具中进行多元共聚合反应，在50～120℃聚合5～24小时至浆料硬化，缓慢降温至25～50℃，取出开模所得到的防辐射有机玻璃板材，

其中的有机金属盐为铅、锌、钡、锑的α-甲基丙烯酸盐、丙烯酸盐、肉桂酸盐、异丁酸盐、辛酸盐中的一种或者几种，

引发剂为AIBN、ABVN、BPO、EHP中的一种或者几种。

本发明在有机玻璃中引入多种金属有机盐，除了高原子序数的有机铅盐以外，还包含锌、锑、钡等多种低中原子序数的金属有机盐，一方面材料中含有多种金属可使其吸收不同波长范围的射线，中低原子序数的金属与铅一起经过优化计算，使有机玻璃对20～30KeV低能辐射的吸收系数达到最大；另一方面选用一定量的低中原子序数的金属代替高原子序数的铅可以降低散射。

本发明对100KeV以下低能辐射具有有效的吸收，可见光透过率高、造价低廉、具有良好的机械性能，生产工艺简单，二次加工性能良好，具有较低的散射强度，适用于医用X光机房门窗用。

具体实施方式

本发明在有机玻璃中引入多种金属有机盐，除了高原子序数的有机铅盐以外，还包含锌、锑、钡等多种低中原子序数的金属有机盐，金属有机盐中的有机铅盐含量为30～55％，有机锌盐0～5％，有机钡盐1～7％，有机锑盐0～5％。

本发明的理论依据是根据核辐射理论得出的，并根据这些依据设计有机玻璃的组成，当入射的光子能量等于有机玻璃中金属离子K层(最靠近原子核的轨道)电子结合能时，吸收效果最佳。医用X光机辐射能为100KeV以下，其有效能量为20～30KeV，因此，只要选择K层电子结合能在此范围或接近此范围的离子进入有机玻璃结构即可，可选择的金属有：锌、锑、钡、铅其的K层结合能分别为9.7KeV、26KeV、37.4KeV、88KeV。另外散射主要是由康普顿散射和瑞利散射产生的，它们的散射几率都随物质的原子序数增大而增加，故而选用低中原子序数的金属代替高原子序数的铅会降低散射。

本发明产品由湖北大学分析测试中心测试了透光性，方法是，用不同的共聚单体、几种不同金属盐不同的配比及加入聚合体系，有机金属盐含量会对聚合物的透光率产生影响，其中最主要的是不同有机金属盐之间的配比不同，在一定条件下，总铅含量对聚合透光率的影响不大。结论是：30％至60％有机金属盐含量的聚合物板材的透光率均能大于80％。

测试了铅当量和散射强度，测试条件是100KeV，2.5mmAl过滤，结果铅当量为0.5mmPb。散射强度以纯铅板作参照样品，以纯铅板的散射强度作为100，本发明有机玻璃仅为30～40％。

从上面的测试结果可以看出，本发明产品对100KeV以下低能辐射具有有效的吸收，具有较低的散射强度，具有很好的可见光透过率。

下面举出本发明的具体实施例：

例1、将45g甲基丙烯酸甲酯，8.5g二乙烯基苯，0.5gAIBN，1gDBP，5g甲基丙烯酸羟丙酯，17gα-甲基丙烯酸铅，18g辛酸铅，2gα-甲基丙烯酸钡，3g肉桂酸钡加入到反应器中进行预聚合，预聚温度为50℃，然后将浆料注入两块洁净的硅玻璃并以聚氯乙烯为垫条的模具中进行多元共聚合反应，60℃下聚合12小时，80℃聚合2小时，100℃聚合1小时，缓慢降温至40℃，取出开模即得到防辐射有机玻璃板材。

例2、方法同例1，不同的是，取35.5g甲基丙烯酸甲酯，7.5g二乙烯基苯，0.2g ABVN，0.2g BPO，0.5gDBP，1g甲基丙烯酸羟丙酯，21g丙烯酸铅，24g辛酸铅，1g肉桂酸钡，2g丙烯酸钡，1g丙烯酸锌，1g肉桂酸锌，2gα-甲基丙烯酸锑，3g辛酸锑，预聚温度为70℃，70℃聚合10小时，85℃聚合3小时，100℃聚合2小时，缓慢降温至25℃。

例3、方法同例1，不同的是，取45g甲基丙烯酸甲酯，5g二乙烯基苯，0.03gBPO，1gDBP，4g甲基丙烯酸羟丙酯，14gα-甲基丙烯酸铅，20g异丁酸铅，3gα-甲基丙烯酸钡、2g异丁酸钡，1g异丁酸锑，2gα-甲基丙烯酸锌，3g异丁酸锌，预聚温度为100℃，70℃聚合3小时，90℃聚合1小时，120℃聚合1小时，缓慢降温至30℃。

例4、方法同例1，不同的是，取45g甲基丙烯酸甲酯，10g二乙烯基苯，0.1gABVN，0.1g EHP，3gDBP，10g甲基丙烯酸羟丙酯，14gα-甲基丙烯酸铅，16g辛酸铅，0.5gα-甲基丙烯酸钡、0.5g锌酸钡，预聚温度为80℃，50℃聚合18小时，70℃聚合5小时，100℃聚合1小时，缓慢降温至35℃。

例5、方法同例1，不同的是，取33g甲基丙烯酸甲酯，7.5g二乙烯基苯，0.3g BPO，1gDBP，5g甲基丙烯酸羟丙酯，24g丙烯酸铅，16g肉桂酸铅，1g丙烯酸钡、3g辛酸锑，2g丙烯酸锑，1g丙烯酸锌，1g辛酸锌，预聚温度为80℃，60℃聚合9小时，80℃聚合3小时，120℃聚合1小时，缓慢降温至50℃。

例6、方法同例1，不同的是，取40g甲基丙烯酸甲酯，8g二乙烯基苯，0.3gEHP，1gDBP，5g甲基丙烯酸羟丙酯，15gα-甲基丙烯酸铅，20g异丁酸铅，3gα-甲基丙烯酸钡、4g肉桂酸钡，1g肉桂酸锑，1gα-甲基丙烯酸锑，1gα-甲基丙烯酸锌，1g肉桂酸锌，预聚温度为80℃，60℃聚合12小时，80℃聚合3小时，100℃聚合1小时，缓慢降温至30℃。

例7、方法同例1，不同的是，取25g甲基丙烯酸甲酯，5g二乙烯基苯，0.3gBPO，0.2g ABVN，0.5gDBP，9g甲基丙烯酸羟丙酯，25gα-甲基丙烯酸铅，30g异丁酸铅，3gα-甲基丙烯酸钡、1g异丁酸钡，1g异丁酸锌，预聚温度为75℃，60℃聚合13小时，80℃聚合2小时，100℃聚合1小时，缓慢降温至40℃。

Claims (2)

1.用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃，其特征在于是将重量％比为：甲基丙烯酸甲酯25～45％，交联剂二乙烯基苯5～10％，引发剂0.03～0.5％，增塑剂DBP0.5～3％，助溶剂甲基丙烯酸羟丙酯1～10％，有机金属盐30～60％加入到反应器中进行预聚合，在50～100℃预聚合，然后将浆料注入两块洁净的硅玻璃并以聚氯乙烯为垫条的模具中进行多元共聚合反应，在50～120℃聚合反应5～24小时至浆料硬化，缓慢降温至25～50℃，取出开模所得到的防辐射有机玻璃板材，各组分含量之和为100％。

其中的有机金属盐为铅、锌、钡、锑的α-甲基丙烯酸盐、丙烯酸盐、肉桂酸盐、异丁酸盐、辛酸盐中的一种或者几种，

引发剂为AIBN、ABVN、BPO、EHP中的一种或者几种。

2.根据权利要求1所述的用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃，其特征在于有机金属盐中的有机铅盐含量为30～55％，有机锌盐0～5％，有机钡盐1～7％，有机锑盐0～5％。