CN102399518B - 一种防辐射胶黏剂、防辐射布及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防辐射技术领域。一种防辐射胶黏剂，分为A部分和B部分，在使用前将A部分和B部分均匀混合成胶液，其中A部分以重量百分比计由下述物质组成：2~3.5%的氯丁橡胶、1~1.5%的增粘剂、余量为有机溶剂；B部分以重量百分比计由下述物质组成：1~3%的纳米级二氧化钛、7~8.5%的准纳米级硫酸钡、2~5%的特种活性炭、3~4.5%的密度为4.102的无定形硫化锌、余量为准纳米级膨润土。一种防辐射布，为竹纤维或碳纤维布料，布料上涂覆有防辐射胶黏剂涂层。本发明具有防御电磁辐射、光辐射、热辐射及部分核辐射的功能，防辐射种类多，防辐射效果好，应用范围广，经济实惠。

Description

一种防辐射胶黏剂、防辐射布及制备方法

技术领域

本发明涉及防辐射技术领域，具体涉及一种防辐射胶黏剂及用这种防辐射胶黏剂制备的防辐射布。

背景技术

宇宙中存在着各种辐射，随着科学和经济的发展，辐射对人体健康的危害日趋严重。在日常生活和工作中，人们受电磁波和光辐射的危害尤为严重。日本核电站泄漏事故以后，人们不得不承认核辐射在慢慢地向人们袭来。所以如何采取有效的防辐射措施是人们应该正视的问题。

现有的防辐射技术大致有两种方法：一是服用一些药物来抗御辐射的危害；二是用水泥墙、铅等材料来隔离辐射对人们的侵害。而这样的方法，应用成本高，且不方便，很有局限性。

近年兴起具有防辐射性能的织物，例如CN101984166A公开了一种纳米银生物活性复合纤维织物，具有防辐射性能，CN102059835A公开了一种防辐射面料，其中的不锈钢纤维起到防辐射作用，CN102150958A“防辐射保健面料”中以涂布的金属层（具体为不锈钢丝）发挥防辐射作用。上述专利中防辐射织物都采用金属（纳米银、不锈钢纤维）作为防辐射材料，生产成本较高，不易大范围推广应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种用途较广，成本低廉，能有效地防御电磁辐射、光辐射、热辐射以及部分核辐射的防辐射胶黏剂，并提供了一种用这种防辐射胶黏剂制备的防辐射布及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种防辐射胶黏剂，分为A部分和B部分，在使用前将A部分和B部分均匀混合成胶液，

其中A部分以重量百分比计由下述物质组成：

2~3.5%的氯丁橡胶、

1~1.5%的增粘剂、

余量为有机溶剂；

B部分以重量百分比计由下述物质组成：

1~3%的纳米级二氧化钛、

7~8.5%的准纳米级硫酸钡或纳米级硫酸钡、

 2~5%的特种活性炭、

 3~4.5%的密度为4.102的无定形硫化锌、

余量为准纳米级膨润土。

所述增粘剂为萜烯树脂。

所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醇、氯仿、乙醚、丙酮中的至少一种。

所述A部分和B部分的比例以重量计为100:3~5。

一种用上述防辐射胶黏剂制备的防辐射布，为竹纤维或碳纤维布料，布料上涂覆有防辐射胶黏剂涂层。

一种上述防辐射布的制备方法，为将A部分和B部分均匀混合形成胶液，在胶液还呈流状时，涂在竹纤维或碳纤维布料上，待胶液固化后，即为防辐射布。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明防辐射胶黏剂所选用的B部分的组分具有防御电磁辐射、X光辐射、热辐射及部分核辐射的功能。实验证明本发明防辐射布在距热辐射源（即紫外光源）40cm时，防热辐射效率达98％以上，而在距离热辐射源20cm时，防热辐射效率达96％以上。该防辐射布对X光的辐射作用有100％的防御能力，对核辐射的γ、β射线也有100％的防御能力。防辐射种类多，防辐射效果好。

2、本发明防辐射布柔软性好，应用领域广，可制成不同的制品来遮蔽、摒挡辐射的侵害，如衣服、帽子、手套、袖套、伞、桌布、窗帘、被罩、围裙等。

3、本发明是将各种防辐射的原料物质涂抹在布料上，和服用药物或用水泥墙、铅等材料来防辐射或用金属纤维防辐射的方式相比，更经济实惠。

具体实施方式

本发明防辐射胶黏剂中，A部分的主要作用是提供胶黏剂的粘性，其中氯丁橡胶（Chloroprene Rubber）为片状或块状物，有良好的物理机械性能，耐油、耐热、耐燃、耐日光、耐臭氧、耐酸碱、耐化学试剂，可溶于氯仿、苯等有机溶剂，是制作橡胶制品、粘合剂的原料。萜烯树脂增粘剂的作用是使氯丁橡胶融入有机溶剂形成的溶液的粘结强度提高，同时具有提高材料耐热性能、密度及耐老化性能的作用。氯丁橡胶、萜烯树脂增粘剂、有机溶剂的组合可以使本发明防辐射胶黏剂具有理想的粘结强度，易于涂刷附着在竹纤维或碳纤维织物上，并使胶黏剂及用这种胶黏剂制备的防辐射布具有耐热、耐老化、耐燃、耐日光、耐臭氧、耐酸碱、耐化学试剂等优良性能。

本发明防辐射胶黏剂中，B部分的主要作用是提供胶黏剂的防辐射性能。

自从1963年日本科学家久保亮五第一次提出：“当材料颗粒缩小到纳米尺寸时，其性质就会发生突变。”的理论后，纳米科学逐日兴起，然而对于这个新兴的科学，人们还处于不断研究，不断认识，不断突破的发展阶段，至于什么是纳米科学，人们还处于不断研究，什么是纳米技术，甚至什么是纳米材料的概念（定义）尚没有很统一的说法。比如：什么是纳米材料？有人主张把颗粒为1至100纳米的材料叫纳米材料，也有人主张0.1纳米至100纳米的材料，还有人主张1纳米至1000纳米的材料定位为纳米材料。本申请的发明人罗来康教授参加过国内外一些纳米科技的学术研讨会，经过自己从事的一系列纳米研究实践活动，倾向于将1至100纳米的材料定义为纳米材料，而把颗粒度为50和小于50微米的材料称之为准纳米材料。这是和一些同行的共识。

纳米科学的研究成果表明，纳米级的二氧化钛的结构产生了很大的变化，产生了新的结构性质，尤其是产生了优良的防辐射性能这种特异的结构性能。众所周知，微米的金红石型二氧化钛密度为4.26，折射率为2.72，耐光性非常强，具有较强的遮盖力和抗紫外线性能，因此广泛用于涂料生产中，旨在提供涂料的抗紫外线作用，从而大大提高了涂料的耐老化性能。

研究结果证明，由于纳米级的二氧化钛微粒的独特结构，使其表面产生了表面效应，体积效应和量子尺寸效应等，从而使纳米级的二氧化钛比微米级的二氧化钛抗紫外线光辐射性能大大提高，（据有关报导可提高数倍、甚至数十倍之多），而且其遮盖能力也大大提高，这就是以说明这种独特的结构性质，能有效地防御电磁辐射、光辐射、热辐射及核辐射中的γ和β射线的侵害。

本发明的发明人罗来康教授早在70年代研究防X光辐射时就发现，100至154微米的硫酸钡具有良好的防X光辐射性能。而纳米级的硫酸钡，由于纳米结构性质决定，不仅其防X光辐射的性能更加好，而且对比X光穿透性更差的紫外线、红外光等可见光或不可见光的防御能力更强。考虑到准纳米级硫酸钡比纳米级硫酸钡的价格低很多，为了既能满足防辐射技术的要求，又能降低生产成本，因此选用准纳米级的硫酸钡即可。

活性炭是有多孔结构，对气体和固体粉尘有强大吸附本领的炭。每克的总表面积可达500~1000平方米。本发明中采用的特种活性炭，是指经蒸浴法处理的粉状活性炭。蒸浴法实际上是自然循环单程蒸发器中的一种，它主要由加热室、蒸发室、冷凝室三大部件组成，活性炭置于蒸发室被蒸浴处理5~15分钟后，再经烘干处理，便成了表面积较大的，吸附能力极强的特种活性炭。由于特种活性炭的表面积几乎达到极限，而且其多孔结构能形成致密的网状，因此还能有效地吸附核辐射物质和光、磁波等辐射物质。

本发明中应选用密度为4.102的无定形硫化锌，它的熔点高，遮盖性能仅次于二氧化钛，抗热辐射性好。在本发明特种胶粘剂配方中还能发挥分散剂作用和抗老化作用，使本发明的防辐射胶黏剂各部分在制备时分散性更好更均匀，并使本发明防辐射布具有抗老化效果，使用寿命更长。

膨润土的作用为：（1）可吸附放射性物质（2011年5月30日中央人民广播电台7点11分钟“朝闻天下”节目中也播放了这个消息）；（2）起增粘剂和增塑剂作用，使本发明防辐射胶黏剂在竹纤维或碳纤维布料上的附着力更好；（3）其熔点约1330~1430℃，可提高本发明防辐射布的耐热性和抗热辐射性能；（4）可提高本防辐射特种胶粘剂的致密性和遮摒性，从而全面提高防辐射布的各种防辐射性能。选用准纳米级膨润土可提高防辐射效果并降低成本。

另外，由于电磁辐射和核辐射（主要指γ、β射线）是接触人体后才能侵入，人们只要穿戴好棉布或密度较大的化纤布即可100%地防御以上辐射作用。本发明由于涂覆了非常致密厚实的防辐射胶粘剂层，因此其防电磁辐射和核辐射（主要指γ、β射线）的能力大大高于一般的布料。

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

本实施例防辐射胶黏剂由A部分和B部分组成，其中A部分按重量计由2%的氯丁橡胶、1%的萜烯树脂及97%的甲苯组成；B部分按重量计由1%的纳米级二氧化钛、7%的准纳米级硫酸钡、2%的特种活性炭、3%的密度为4.102的无定形硫化锌、87%的准纳米级膨润土组成。

按重量比取100份A部分和3份的B部分， 均匀混合后制成防辐射胶黏剂，并尽快把制成的胶黏剂涂刷到竹纤维布料上，待胶黏剂干燥后，就制成防辐射布。

以下是本实施例的试验验证结果：

实验方法：模拟实验法和对比实验法。

所用设备：紫外线灯、木板房（长×宽×高＝60×50×40cm³）、液晶显示温度计。

实验过程：

将防辐射布遮盖在木板房顶上和未遮盖防辐射布的木板房进行对比实验。

将紫外线灯置于距离木板房顶之上40cm的位置上，让紫外线灯光直射木板房房顶，室温初始都为25度，55分钟后，房顶上温度稳定在摄氏85~86度。遮盖了防辐射布的木板房，房内温度显示为25.5度，而未遮盖防辐射布的木板房房内温度达到了36度。该防辐射布的防热辐射（紫外光辐射）效率为1-[（25.5-25）÷25]=98%。

持续照射8小时后测试结果：房顶温度始终稳定在86度左右，遮盖了防辐射布的木板房内最高温度未超过26度，而未遮盖防辐射的木板房内最高温度达47度。

该试验证明防辐射布具有优良的抗紫外线效果。

实施例2

本实施例防辐射胶黏剂由A部分和B部分组成，其中A部分按重量计由3.5%的氯丁橡胶、1.5%的萜烯树脂及95%的丙酮组成；B部分按重量计由3%的纳米级二氧化钛、8.5%的准纳米级硫酸钡、5%的特种活性炭、4.5%的硫化锌、79%的准纳米级膨润土组成。

按重量比取100份A部分和5份的B部分， 均匀混合后制成防辐射胶黏剂，并尽快把制成的胶黏剂涂刷到碳纤维布料上，待胶黏剂干燥后，就制成防辐射布。

以下是本实施例的试验验证结果：

实验方法：X光透视法。

所用设备：借用山东省潍坊市人民医院放射科的X光设备。

实验过程：把防辐射布裁剪成不同的数字，取代铅字，粘贴在暗盒上，进行X光照射实验。

实验结果：在X光照像底片上出现了清晰的不同的数字，证实该防辐射布具有100%防御X光辐射的功能。

实施例3

本实施例防辐射胶黏剂由A部分和B部分组成，其中A部分按重量计由3%的氯丁橡胶、1.2%的萜烯树脂及95.8%的二甲苯组成；B部分按重量计由2%的纳米级二氧化钛、8%的准纳米级硫酸钡、3.5%的特种活性炭、4%的硫化锌、及82.5%的准纳米级膨润土组成。

按重量比取100份A部分和4份的B部分， 均匀混合后制成防辐射胶黏剂，并尽快把制成的胶黏剂涂刷到碳纤维布料上，待胶黏剂干燥后，就制成防辐射布。

以下是本实施例的试验验证结果：

试验方法和所用设备和实施例1相同。

实验过程和结果：

（1）将防辐射布遮盖在不板房顶上和未遮盖防辐射布的木板房进行对比实验。

（2）将紫外线灯置于距离木板房顶20cm的位置上，让紫外线灯光直射木板房房顶，室内初始温度都为26度。55分钟后，房顶温度稳定在摄氏89—90度。遮盖了防辐射布的木板房，房内温度指示为27度。而未遮盖防辐射布的木板房房内温度达到了38度。该防辐射布的防热辐射（紫外光辐射）效率为1-[（27-26）÷26]≈96%。

（3）持续照射8小时后测试结果：房顶温度始终稳定在92度左右，遮盖了防辐射布的木板房内最高温度未超过28度，而未遮盖防辐射的木板房内最高温度达52度。

Claims (3)

1.一种防辐射胶黏剂，其特征在于，分为A部分和B部分，在使用前将A部分和B部分均匀混合成胶液，

其中A部分以重量百分比计由下述物质组成：

2~3.5%的氯丁橡胶、

1~1.5%的增粘剂、

有机溶剂补足至100%；

B部分以重量百分比计由下述物质组成：

1~3%的纳米级二氧化钛、

7~8.5%的准纳米级硫酸钡或纳米级硫酸钡、

 2~5%的特种活性炭、

 3~4.5%的密度为4.102的无定形硫化锌、

准纳米级膨润土补足至100%；

所述增粘剂为萜烯树脂；

所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醇、氯仿、乙醚、丙酮中的至少一种；

所述A部分和B部分的比例以重量计为100:3~5。

2. 一种用权利要求1所述胶黏剂制备的防辐射布，其特征在于：为竹纤维或碳纤维布料，布料上涂覆有防辐射胶黏剂涂层。

3. 一种权利要求2所述防辐射布的制备方法，其特征是：将A部分和B部分均匀混合形成的胶液涂在竹纤维或碳纤维布料上，待胶液固化后，即为防辐射布。