CN104262527B - 一种防辐射液态有机玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防辐射液态有机玻璃，采用甲基丙烯酸铅和甲基丙烯酸钐作为防辐射成分，制备液态的防辐射有机玻璃，首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温1～4h，得到液态有机玻璃。该有机玻璃具有防辐射性能优良，二次加工方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于特种有机玻璃领域，涉及一种防辐射液态有机玻璃。
背景技术
随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展，各种放射性射线被广泛应用，射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐被人类所认识。对防护这些射线的各种防辐射材料的研究便成为一项十分重要和迫切的课题。传统的防辐射材料一般选用混凝土、水泥、铅板、铁板等，随着辐射在越来越多的领域的应用，这些材料已难以满足各种防护器材生产的需求，近年来，高分子基复合材料作为防辐射材料成为研究热点，它是以有机高分子材料为基质骨架材料，以具有吸收射线功能的微粉为填料制备而成，其中有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）常用作基体材料，目前已经出现了有机铅玻璃、有机钡玻璃、有机镉玻璃等品种，相关产品和专利也有报道。
铅或铅的化合物作为填料是应用主流，但其存在两方面缺点：一方面，铅防辐射材料对能量高于88keV以及介于13~40keV之间的射线有良好的粒子吸收能力，但对能量介于40~88keV之间的射线却存在一个粒子吸收能力十分薄弱的区域（即“Pb弱吸收区”）；另一方面，铅有毒性，对环境也有污染，在使用时往往受到限制。为了弥补铅作为防辐射材料的本质缺陷，合乎逻辑的做法是选取某些原子序数低于铅，且其K层吸收边位于40~88keV之间的元素取代铅，制成复合防辐射材料。近年来，稀土化合物的防辐射性能得以研究，稀土元素的原子序数低于铅，价电子构型为4f0-145d0-16s26p0，在形成化合物时，4f，5d，6s，6p均可以作为价轨道，即价电子在多空间方向上均有伸展，与只有6s，6p作价轨道的铅相比，价电子的空间“覆盖”范围较大，会增加康普顿散射的几率。而且由于特殊的4f电子层，可以形成许多种能级跃迁，消耗大量能量，从而消弱射线对人体的危害。同时稀土元素重量轻，制成的防辐射材料具有比传统的铅防辐射材料重量轻、防护效果更好的优点。
有机玻璃在聚合制备过程中加入防辐射成分可以制备具有防辐射性能的有机玻璃，中国专利《一种含铅防辐射有机玻璃的制备方法》（授权专利号CN101319025B）公布了一种采用有机羧酸铅盐为防辐射成分的防辐射有机玻璃及其制备方法；中国专利《用于医疗X光机房门窗的低能辐射防护有机玻璃》（授权专利号CN101319025B）公布了一种采用铅、锌、锑、钡的有机金属盐的一种或几种混合物为防辐射成分的防辐射有机玻璃，该有机玻璃可应用于医疗X光机房门窗，对低能辐射屏蔽作用明显；申请号为201110312010.5的中国专利公布了一种无铅防辐射有机玻璃及其制备方法。这些研究为有机玻璃在防辐射材料领域的应用提供了技术支撑。
有机玻璃除了制备成固体有机玻璃外，还有一种液态有机玻璃，其具有有机玻璃的所有特性，同时由于其常温为液态，所以赋予了它特殊的加工性能，将防辐射成分与液态有机玻璃结合，可以制备得到特种有机玻璃。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防辐射液态有机玻璃，采用甲基丙烯酸铅和甲基丙烯酸钐作为防辐射成分，制备液态防辐射有机玻璃，该有机玻璃具有防辐射性能优良，二次加工方便的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种防辐射液态有机玻璃，其特征在于，所述防辐射液态有机玻璃的原料包括甲基丙烯酸甲酯、过氧化二苯甲酰、邻苯二甲酸二辛酯、辛酸、丙二醇、正丁醇、环己酮、环己烷、甲基丙烯酸铅、甲基丙烯酸钐，各组分按质量份数计分别为：
甲基丙烯酸甲酯30～50份，
过氧化二苯甲酰0.5～1份，
邻苯二甲酸二辛酯5～30份，
辛酸1～15份，
丙二醇1～15份，
正丁醇0.5～2份，
环己酮10～20份，
环己烷10～20份，
甲基丙烯酸铅1～20份，
甲基丙烯酸钐1～20份。
本发明还提供了防辐射液态有机玻璃的制备方法，步骤包括：首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温1～4h，得到液态有机玻璃。
本发明提供一种防辐射液态有机玻璃，在有机玻璃单体聚合过程中大量加入甲基丙烯酸铅和甲基丙烯酸钐，赋予有机玻璃高效防辐射性能。液态的有机玻璃便于二次加工，其可作为液体夹芯材料，与多种材质的外壳，设计并制备系列防辐射产品。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种防辐射液态有机玻璃，各组分按质量份数计分别为：
甲基丙烯酸甲酯30g，
过氧化二苯甲酰0.5g，
邻苯二甲酸二辛酯15g，
辛酸7g，
丙二醇5g，
正丁醇0.5g，
环己酮10g，
环己烷20g，
甲基丙烯酸铅7g，
甲基丙烯酸钐5g。
制备步骤包括：首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温1h，得到液态有机玻璃。
实施例2
一种防辐射液态有机玻璃，各组分按质量份数计分别为：
甲基丙烯酸甲酯40g，
过氧化二苯甲酰0.5g，
邻苯二甲酸二辛酯10g，
辛酸5g，
丙二醇3g，
正丁醇1.5g，
环己酮8g，
环己烷10g，
甲基丙烯酸铅14g，
甲基丙烯酸钐8g。
制备步骤包括：首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温2h，得到液态有机玻璃。
实施例3
一种防辐射液态有机玻璃，各组分按质量份数计分别为：
甲基丙烯酸甲酯30g，
过氧化二苯甲酰0.5g，
邻苯二甲酸二辛酯5g，
辛酸9g，
丙二醇5g，
正丁醇0.5g，
环己酮5g，
环己烷10g，
甲基丙烯酸铅20g，
甲基丙烯酸钐15g。
制备步骤包括：首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温2h，得到液态有机玻璃。
为了证明本发明液态有机玻璃的防辐射性能制备，将实施例1～3制备的液态有机玻璃作为夹芯材料，以普通有机玻璃作为外壳，制备成夹芯厚度为2.5mm，外壳厚度为1mm的长方体试样，然后进行屏蔽性（铅当量）的测试，屏蔽性测定选用能量峰值在100keV的管电压作为测试条件，测试结果显示，实施例1～3的有机玻璃的屏蔽性（铅当量）分别为0.00951、0.01082、0.01278mmPb/mm，说明本发明液态有机玻璃的防辐射性能优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种防辐射液态有机玻璃，其特征在于，所述防辐射液态有机玻璃的原料包括甲基丙烯酸甲酯、过氧化二苯甲酰、邻苯二甲酸二辛酯、辛酸、丙二醇、正丁醇、环己酮、环己烷、甲基丙烯酸铅、甲基丙烯酸钐，各组分按质量份数计分别为：
甲基丙烯酸甲酯30～50份，
过氧化二苯甲酰0.5～1份，
邻苯二甲酸二辛酯5～30份，
辛酸1～15份，
丙二醇1～15份，
正丁醇0.5～2份，
环己酮10～20份，
环己烷10～20份，
甲基丙烯酸铅1～20份，
甲基丙烯酸钐1～20份，
制备步骤包括：首先将甲基丙烯酸铅溶于环己酮中，将甲基丙烯酸钐溶于辛酸和丙二醇中，然后称取甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、环己烷、正丁醇，将上述原料投入反应釜中，搅拌，加热到78℃，滴加过氧化二苯甲酰的环己酮溶液，恒温1～4h，得到液态有机玻璃。
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