CN105694426A - 一种聚氨酯防辐射复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚氨酯防辐射复合材料及其制备方法，其组成及质量份为：热塑性聚氨酯100份、防老剂1010 1～5份、聚丙烯酸钐40～100份、聚丙烯酸铅20～80份、改性碳酸钙100～300份。制备步骤包括：首先采用稀土改性剂和硬脂酸改性碳酸钙，然后将各组份采用高速混合机初混、开炼机混炼、平板硫化仪模压成型，制得聚氨酯防辐射复合材料。该复合材料中防辐射功能填料的掺加量大，各组份的相容性好，防辐射性能优良，并且加工性能好、力学强度高。

Description

一种聚氨酯防辐射复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于聚合物基防辐射材料领域，涉及一种聚氨酯防辐射复合材料，还涉及一种聚氨酯防辐射复合材料的制备方法。

背景技术

聚合物基防辐射材料是以防辐射功能填料和聚合物为原料制备的一类防辐射材料，应用广泛，其中热塑性聚氨酯是常用的基体树脂，其具有优异的物理机械性能，而且耐辐射性能优良。防辐射功能填料中最常用的是铅，但铅存在诸多问题，一是铅对能量介于40~88keV的射线存在薄弱吸收，二是铅有毒，在现今环保意识递增的情况下，铅防辐射材料必将受限，研发能够部分取代和完全替代铅的新型防辐射材料具有重要的意义。稀土元素由于特殊的电子结构，具有一定的防X射线性能，可以有效弥补铅的弱吸收区，成为一种新型的防辐射功能材料。将稀土化合物（或氧化物）与热塑性弹性体共混制备的防辐射复合材料既能满足防辐射性能的要求，又能充分利用热塑性弹性体本身的易加工性和可回收性，是一种有应用前景的防辐射材料，但是该类材料若要达到较好的防辐射性能，必须大量掺加稀土元素，往往会牺牲复合材料的力学性能，所以在满足防辐射性能的要求下，高稀土填充量复合材料力学性能的提升成为研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯防辐射复合材料，该复合材料中防辐射功能填料的掺加量大，防辐射性能优良，并且加工性能好、力学强度高。

本发明还提供一种聚氨酯防辐射复合材料的制备方法。

为实现上述之目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚氨酯防辐射复合材料及其制备方法，其特征在于，其组成及质量份为：

热塑性聚氨酯100份，

防老剂10101～5份，

聚丙烯酸钐40～100份，

聚丙烯酸铅20～80份，

改性碳酸钙100～300份。

所述的聚氨酯防辐射复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）改性碳酸钙的制备：首先将碳酸钙加入稀土改性剂中，稀土改性剂的组分为硝酸钐、乙醇、EDTA，静置30min，取出后干燥，然后置于搅拌器中，边搅拌边滴加硬脂酸-热乙醇溶液，控制硬脂酸的加入量为碳酸钙质量的1～10%，滴加完毕后低温烘干，得到改性碳酸钙。

（2）聚氨酯防辐射复合材料的制备：准确称取配方中各个组份，在高速混合机中混合均匀，再在开炼机上进行混炼，混炼温度140～170℃，混炼时间10～20min，最后将混炼胶置于平板硫化仪上模压成型，模压温度160～170℃，模压压力15MPa，模压时间10～30min，制得聚氨酯防辐射复合材料。

本发明所具有的有益效果：

（1）本发明以聚丙烯酸钐、聚丙烯酸铅为填料制备热塑性聚氨酯基的防辐射复合材料，与钐和铅的氧化物相比较，这两种具有防辐射性能的材料与热塑性聚氨酯相容性更好，可在聚氨酯基体中达到均匀分散，在达到较好的防辐射性能的同时也赋予了其较好的力学性能；

（2）碳酸钙经过硬脂酸包覆改性，提高了与聚氨酯的界面结合力，复合材料的力学强度高，加工性能好；

（3）本发明制备方法工艺简单。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。

实施例1

一种聚氨酯防辐射复合材料，其组成及质量为：

热塑性聚氨酯100Kg，

防老剂10102Kg，

聚丙烯酸钐70Kg，

聚丙烯酸铅40Kg，

改性碳酸钙200Kg。

制备步骤如下：

（1）改性碳酸钙的制备：首先将碳酸钙加入稀土改性剂中，稀土改性剂的组分为硝酸钐、乙醇、EDTA，静置30min，取出后干燥，然后置于搅拌器中，边搅拌边滴加硬脂酸-热乙醇溶液，控制硬脂酸的加入量为碳酸钙质量的8%，滴加完毕后低温烘干，得到改性碳酸钙。

（2）聚氨酯防辐射复合材料的制备：准确称取配方中各个组份，在高速混合机中混合均匀，再在开炼机上进行混炼，混炼温度150℃，混炼时间15min，最后将混炼胶置于平板硫化仪上模压成型，模压温度160℃，模压压力15MPa，模压时间10min，制得聚氨酯防辐射复合材料。

实施例2

一种聚氨酯防辐射复合材料，其组成及质量为：

热塑性聚氨酯100Kg，

防老剂10102Kg，

聚丙烯酸钐80Kg，

聚丙烯酸铅70Kg，

改性碳酸钙100Kg。

制备步骤同实施例1。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种聚氨酯防辐射复合材料及其制备方法，其特征在于，其组成及质量份为：

热塑性聚氨酯100份，

防老剂10101～5份，

聚丙烯酸钐40～100份，

聚丙烯酸铅20～80份，

改性碳酸钙100～300份。

所述的聚氨酯防辐射复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）改性碳酸钙的制备：首先将碳酸钙加入稀土改性剂中，稀土改性剂的组分为硝酸钐、乙醇、EDTA，静置30min，取出后干燥，然后置于搅拌器中，边搅拌边滴加硬脂酸-热乙醇溶液，控制硬脂酸的加入量为碳酸钙质量的1～10%，滴加完毕后低温烘干，得到改性碳酸钙。

（2）聚氨酯防辐射复合材料的制备：准确称取配方中各个组份，在高速混合机中混合均匀，再在开炼机上进行混炼，混炼温度140～170℃，混炼时间10～20min，最后将混炼胶置于平板硫化仪上模压成型，模压温度160～170℃，模压压力15MPa，模压时间10～30min，制得聚氨酯防辐射复合材料。