CN101430941A

CN101430941A - 一种柔性复合辐射屏蔽材料

Info

Publication number: CN101430941A
Application number: CNA2008101479412A
Authority: CN
Inventors: 吴莹; 杨勇飞; 王晓敏; 谷晓非
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2009-05-13

Abstract

本发明公开一种柔性复合辐射屏蔽材料，由基体材料与屏蔽物质按配比配料后经混料、破碎造粒、挤出工艺制成。基体材料为热塑性弹性体(TPE)，其含量为总重量的15％－95％；屏蔽物质为硼化合物、铅、钨及其化合物；硼化合物含量为总重量的0－75％；铅、钨及其化合物含量为总重量的0－85％。本发明辐射屏蔽材料柔韧性好，反复弯折性好，可直接应用于中子和/或γ辐射屏蔽场合。用其制作的防护服屏蔽效果良好、结构简单、穿着方便、操作适应性好，可用于石油勘探、核化工、医疗、特种行业等近距离操作人员的辐射防护，防止中子和/或γ辐射对人体的损害。本发明的辐射屏蔽材料也可用于常温管道和热管道的包覆屏蔽及其他场合的辐射屏蔽。

Description

一种柔性复合辐射屏蔽材料

技术领域

本发明属于复合辐射屏蔽材料，具体涉及柔性辐射屏蔽材料。

背景技术

在石油勘探、核电站、核化工等行业中，需要对操作人员进行一定的辐射防护。除了时间和距离防护以外，穿戴防护服是一种重要和有效的防护手段。辐射屏蔽材料可应用于需要屏蔽中子和/或γ辐射的场合。用辐射屏蔽材料制作的防护服可用于近距离操作人员的辐射防护，防止中子和/或γ辐射对人体的损害。

目前γ射线的防护服一般采用铅衣，其屏蔽材料由铅和软性橡胶复合而成，由于基体材料的限制，其铅含量一般都不高，防护效果有限。如公开号为CN93111394.6中国专利所公开的《快中子辐射的防护材料》，其所涉及的屏蔽材料由橡胶、改性体、交联体、增塑剂、促进剂、防老剂及其他助剂材料组成，在一定温度和压力范围内压制而成。其主体材料为橡胶类高分子弹性体，重量组成配比为20～75；改性体包括硼化合物及稀有重金属，如硼砂、碳化硼、有机硼及镉等，主要为了增强防中子辐射效果，提高屏蔽率，重量组成配比为3～75。其余组分为各种助剂，包括交联体1～10，增塑剂5～35，促进剂0.5～3，防老剂0.1～3，其他助剂0.1～10。对于橡胶材料，由于其性质所限，需要加入的助剂量较多，在制成弹性体、海绵体等软性制品时，所加入的改性体含量有一定限制，使其屏蔽效果有限。同时该材料的改性体只能提供中子辐射的屏蔽，不能提供γ射线的屏蔽。该材料可制成弹性体、海绵体及硬质体不同制品，形成衣着制品、容器制品及建筑和兵器上的披盖层等系列制品。

现有国内对中子射线的防护服开展的研制工作，采用的技术路线是聚丙烯与屏蔽物质碳化硼采用包芯结构双层拉丝后纺织，再制成无纺布防护服。该工艺技术难度大，设备复杂，投资高昂，规模化生产难度较大，市场上也难觅相关产品。

热塑性弹性体是一种高分子材料，兼具了热塑性塑料的加工性能和橡胶的高弹性。其主要优点是不需热硫化，可使用相对简单的塑料加工工艺进行生产。热塑性弹性体(TPE)目前已发展到10大类30多个品种，在屏蔽材料的应用中性能最为适合的是烯烃类(TPV、TPO)和苯乙烯类(TPS)。它们既可以像传统的氢含量高的烯烃类材料聚乙烯、聚丙烯一样具有良好的中子慢化能力，又可以像传统橡胶材料一样具有较好的弹性和弯折性。但现有将热塑性弹性体用于辐射屏蔽的材料只能对X射线进行屏蔽，而不能屏蔽中子和γ射线。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于屏蔽中子和γ射线的柔性复合辐射屏蔽材料。

本发明的技术方案如下：

一种柔性复合辐射屏蔽材料，由基体材料与屏蔽物质复合而成，其特征在于：所述基体材料为热塑性弹性体(TPE)；所述屏蔽物质为硼化合物、铅、钨及其化合物；按该辐射屏蔽材料的重量百分比计，含有：

热塑性弹性体： 15％—95％

硼化合物： 0—75％

铅、钨及其化合物：0—85％

附加技术特征是：

所述的热塑性弹性体(TPE)包括：烯烃类弹性体(TPV或TPO)、苯乙烯类弹性体(TPS)、双烯类弹性体(TPB或TPI)和乙烯类弹性体；所述硼化合物包括：碳化硼、氮化硼、硼砂；所述铅、钨及其化合物包括：铅粉、钨粉、硫酸铅、氧化钨。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与硼化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与铅及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与钨及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与硼化合物和铅及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与硼化合物和钨及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与硼化合物和钨、铅及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体(TPE)与铅及其化合物和钨及其化合物复合而成。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，可制作防护服或直接用于屏蔽中子射线或γ射线的场合。

所述柔性复合辐射屏蔽材料，按组份配比配料、混料、经破碎造粒、挤出工艺而制成。

本发明的极积效果在于：由于本发明柔性复合辐射屏蔽材料柔韧性好，反复弯折性好，长期使用温度可到125℃，可直接应用于中子和/或γ辐射屏蔽场合。用本发明柔性复合辐射屏蔽材料制作的防护服，屏蔽效果良好、结构简单、穿着方便、操作适应性好，可用于石油勘探、核化工、医疗、特种行业等近距离操作人员的辐射防护，防止中子和γ辐射对人体的损害。本发明的柔性复合辐射屏蔽材料，也可用于常温管道和热管道的包覆屏蔽及其他场合的辐射屏蔽。

具体实施方式

本发明的柔性复合辐射屏蔽材料，由基体材料与屏蔽物质通过组份配比配料、混料、经破碎造粒、挤出工艺而制成。其中：基体材料采用热塑性弹性体(TPE)，包括：烯烃类弹性体(TPV或TPO)、苯乙烯类弹性体(TPS)、双烯类弹性体(TPB或TPI)和乙烯类弹性体等；而屏蔽物质包括：硼化合物与铅、钨及其化合物等物质；硼化合物包括：碳化硼、氮化硼、硼砂等；铅、钨及其化合物包括：铅粉、钨粉、硫酸铅、氧化钨。

所选用材料的功能在于：硼化合物可吸收中子辐射；铅、钨及其化合物可屏蔽γ射线。

本发明柔性复合辐射屏蔽材料，按其重量百分比计量，所含各组份的含量为：

热塑性弹性体： 15％—95％

硼化合物： 0—75％

铅、钨及其化合物： 0—85％

本柔性复合辐射屏蔽材料既可用于中子射线或γ射线的辐射防护，也可用于中子和γ射线的综合场合的防护。根据不同场合屏蔽的不同要求，确定原料配比而制成的柔性复合辐射屏蔽材料可制作防护服。这种防护服采用面料、芯层、里料三层结构。面料为抗油拒水面料，芯层为本发明柔性复合辐射屏蔽材料外包纯棉机织料制成，里料为纯棉机织布。芯层可脱卸，以利于面料脏污后的洗涤。防护服的衣袖在肩部采用拉链式连接，方便脱卸，有利于用户根据需要选择长袖式或背心式。本发明柔性复合辐射屏蔽材料也可直接应用于中子和/或γ辐射屏蔽场合，常温管道、热管道的包覆屏蔽，以及其他场合的辐射屏蔽。

下面通过实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的烯烃类弹性体(TPV或TPO)和作为屏蔽物质的碳化硼所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

烯烃类弹性体(TPV或TPO)：60％

碳化硼：40％

实施例2

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的苯乙烯类弹性体(TPS)，和作为屏蔽物质的氮化硼所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

苯乙烯类弹性体(TPS)：95％

氮化硼：5％

实施例3

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的双烯类弹性体(TPB或TPI)和作为屏蔽物质的硼砂所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

双烯类弹性体(TPB或TPI)：25％

硼砂：75％

实施例4

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的乙烯类弹性体和作为屏蔽物质的碳化硼所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

乙烯类弹性体：50％

碳化硼：50％

实施例5

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的双烯类弹性体(TPB或TPI)和作为屏蔽物质的铅所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

双烯类弹性体(TPB或TPI)：30％

铅：70％

实施例6

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的苯乙烯类弹性体(TPS)和作为屏蔽物质的钨所组成。按本材料的重量百分比计，材料中两种组份的含量分别为：

苯乙烯类弹性体(TPS)：15％

钨：85％

实施例7

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的烯烃类弹性体(TPV或TPO)和作为屏蔽物质的铅与钨所组成。按本材料的重量百分比计，材料中三种组份的含量分别为：

烯烃类弹性体(TPV或TPO)：20％

铅：40％

钨：40％

实施例8

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的苯乙烯类弹性体(TPS)和作为屏蔽物质的铅与氧化钨所组成。按本材料的重量百分比计，材料中三种组份的含量分别为：

苯乙烯类弹性体(TPS)：15％

铅：70％

氧化钨：15％

实施例9

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的烯烃类弹性体(TPV或TPO)和作为屏蔽物质的铅与碳化硼所组成。按本材料的重量百分比计，材料中三种组份的含量分别为：

烯烃类弹性体(TPV或TPO)：18％

铅：80％

碳化硼：2％

实施例10

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的乙烯类弹性体和作为屏蔽物质的硫酸铅与硼砂所组成。按本材料的重量百分比计，材料中三种组份的含量分别为：

乙烯类弹性体：40％

硫酸铅：30％

硼砂：30％

实施例11

本实施例中，所述柔性复合辐射屏蔽材料，由作为基体物质的烯烃类弹性体(TPV或TPO)和作为屏蔽物质的氮化硼、铅及钨所组成。按本材料的重量百分比计，材料中四种组份的含量分别为：

烯烃类弹性体(TPV或TPO)：70％

氮化硼：10％

铅：10％

钨：10％

本发明所述的柔性复合辐射屏蔽材料，是由基体材料与屏蔽物质，按配比配料后，经过混料、破碎造粒、挤出工艺而制成板材。该板材料可直接应用于中子和/或γ辐射屏蔽场合，也可制作防护服、常温管道及热管道的包覆屏蔽以及其他场合的辐射屏蔽。

Claims

1.一种柔性复合辐射屏蔽材料，由基体材料与屏蔽物质复合而成，其特征在于：所述基体材料为热塑性弹性体TPE；所述屏蔽物质为硼化合物、铅、钨及其化合物；按该辐射屏蔽材料的重量百分比计，含有：

热塑性弹性体： 15％—95％

硼化合物： 0—75％

铅、钨及其化合物：0—85％

2.按照权利要求1所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述的热塑性弹性体TPE包括：烯烃类弹性体TPV或TPO、苯乙烯类弹性体TPS、双烯类弹性体TPB或TPI和乙烯类弹性体；所述硼化合物包括：碳化硼、氮化硼、硼砂；所述铅、钨及其化合物包括：铅粉、钨粉、硫酸铅、氧化钨。

3.按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与硼化合物复合而成。

4按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与铅及其化合物复合而成。

5按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与钨及其化合物复合而成。

6.按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与硼化合物和铅及其化合物复合而成。

7按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与硼化合物和钨及其化合物复合而成。

8.按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与硼化合物和钨、铅及其化合物复合而成。

9 按照权利要求1或2所述的柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，由热塑性弹性体TPE与铅及其化合物和钨及其化合物复合而成。

10.按照权利要求1—9之一所述柔性复合辐射屏蔽材料，其特征在于：所述柔性复合辐射屏蔽材料，可制作防护服或直接用于屏蔽中子射线或γ射线的场合。