CN107673607A - 一种防辐射钢化铅玻璃及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防辐射钢化铅玻璃及其制造方法。一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末55‑95重量份、苯稀酸树脂4‑8重量份、纳米二氧化钛颗粒20‑40重量份、碳化硅微粉55‑95重量份、钛酸晶钾5‑15重量份、添加剂8‑15重量份、增强剂2‑5重量份。本发明所述防辐射钢化铅玻璃及其制造方法，具有制造方法简单、钢化性能好等优点。发明人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本发明的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合具有显著的提高玻璃的防辐射和钢化性能的效果。本发明防辐射钢化铅玻璃，制备方法工艺步骤简单，成本低廉，防辐射效果好，透明度高，感官效果好，具有长久的耐候性能，使用寿命长。

Description

一种防辐射钢化铅玻璃及其制造方法
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，尤其涉及一种防辐射钢化铅玻璃及其制造方法。
背景技术
随着科技的发展，防辐射材料的应用要求和应用领域也越来越广。防辐射材料，是指能够吸收或者消散辐射能，对人体或仪器起保护作用的材料，随着经济的发展，防辐射材料在医疗、航天、核能等领域取得了广泛的应用。有机玻璃是指丙烯酸酯类的聚合物，其具有良好的透光性；常温下有较高且均衡的机械强度，且质轻性韧；良好的加工性等特点。通过将重金属引入有机玻璃，制备透明防辐射有机玻璃，能够克服传统防辐射材料铅板和无机铅玻璃的不足，是防辐射材料的发展方向。有机玻璃(即PMMA)，化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸酯聚合成的高分子化合物。其表面光滑、色彩艳丽，比重小，强度较大，耐腐蚀，耐湿，耐晒，绝缘性能好，隔声性好，具有较好的透明性、化学稳定性，力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美等优点。有机玻璃有极好的透光性能，可透过92％以上的太阳光，紫外线达73.5％；机械强度较高，有一定的耐热耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，但质地较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛，可作要求有一定强度的透明结构件。在里面加入一些添加剂可以对其性能有所提高，如耐热、耐摩擦等。自上世纪七十年代后期以来，开始研究制备含铅有机玻璃，但所用原料市场紧缺，成本较高，而且制品的性能有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种防辐射钢化铅玻璃及其制造方法，以解决上述技术问题的至少一种。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份。
本发明的有益效果是：本发明所述防辐射钢化铅玻璃及其制造方法，具有制造方法简单、钢化性能好等优点。发明人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本发明的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合具有显著的提高玻璃的防辐射和钢化性能的效果。本发明防辐射钢化铅玻璃，制备方法工艺步骤简单，成本低廉，防辐射效果好，透明度高，感官效果好，具有长久的耐候性能，使用寿命长。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末14重量份、苯稀酸树脂8重量份、纳米二氧化钛颗粒32重量份、碳化硅微粉25重量份、添加剂10重量份、增强剂20重量份。
进一步，所述添加剂的成分为甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸酯、二甲基丙烯酸、丁二醇酯。
进一步，所述增强剂的成分为甲基己酸锰盐、乙基己酸钇、辛酸锆。
本发明还提供一种上述防辐射钢化铅玻璃的制造方法，包括以下步骤：
步骤1，首先按质量百分比准备材料，将二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份混合均匀；
步骤2，将步骤1中混合均匀的粉末，加热至1200-1500℃，达到熔融状态，持续1小时，保温3小时，得到玻璃液体；
步骤3，将步骤2中的玻璃液体倒入到塑形模具上成形，在500-700℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤2中，超声波频率为3.0k-6.0kHz。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份。所述添加剂的成分为甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸酯、二甲基丙烯酸、丁二醇酯。所述增强剂的成分为甲基己酸锰盐、乙基己酸钇、辛酸锆。制造时，包括以下步骤：步骤1，首先按质量百分比准备材料，将二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份混合均匀；步骤2，将步骤1中混合均匀的粉末，加热至1200-1500℃，达到熔融状态，持续1小时，保温3小时，得到玻璃液体；步骤3，将步骤2中的玻璃液体倒入到塑形模具上成形，在500-700℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。所述步骤2中，超声波频率为3.0k-6.0kHz。
相对于现有技术，本发明所述防辐射钢化铅玻璃及其制造方法，具有制造方法简单、增大材料密度等优点。发明人前期进行了大量的组分以及用量的筛选实验，意外的发现，本发明的技术方案通过合理的配比以及各组分的组合具有显著的提高玻璃的防辐射的效果。本发明防辐射钢化铅玻璃，制备方法工艺步骤简单，成本低廉，防辐射效果好，透明度高，感官效果好，具有长久的耐候性能，使用寿命长。
下面通过具体的实施例来进行介绍。
实施例1
一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量组分：二氧化硅粉末3kg、、苯稀酸树脂2kg、纳米二氧化钛颗粒1kg、碳化硅微粉3kg、钛酸晶钾04kg、添加剂1kg、增强剂0.5kg。制造时，按配比称取各组分，加入增强剂和添加剂，一起混匀，采用超声高速分散，持续1小时，置于坩埚内，密封条件下，在1000℃条件下加热，保温3小时，倒入到石墨模具上成形，在500℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。
实施例2
一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量组分：二氧化硅粉末3.2kg、、苯稀酸树脂1.7kg、纳米二氧化钛颗粒1.2kg、碳化硅微粉2.8kg、钛酸晶钾04kg、添加剂1.0kg、增强剂0.2kg。制造时，按配比称取各组分，加入增强剂和添加剂，一起混匀，采用超声高速分散，持续1小时，置于坩埚内，密封条件下，在1000℃条件下加热，保温3小时，倒入到石墨模具上成形，在500℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。
实施例3
一种防辐射钢化铅玻璃，包括以下重量组分：二氧化硅粉末2.6kg、、苯稀酸树脂2.0kg、纳米二氧化钛颗粒1.3kg、碳化硅微粉2.8kg、钛酸晶钾04kg、添加剂0.8kg、增强剂0.2kg。制造时，按配比称取各组分，加入增强剂和添加剂，一起混匀，采用超声高速分散，持续1小时，置于坩埚内，密封条件下，在1000℃条件下加热，保温3小时，倒入到石墨模具上成形，在500℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。
对比例1
所述二氧化硅粉末5kg、苯稀酸树脂0.1kg，其余均与实施例1相同。
对比例2
所述二氧化硅粉末0.1kg、苯稀酸树脂5kg，其余均与实施例1相同。
对比例3
所述二氧化硅粉末5kg、苯稀酸树脂5kg，其余均与实施例1相同。
对比例4
所述二氧化硅粉末0.1kg、苯稀酸树脂0.1kg，其余均与实施例1相同。
效果测试
将实施例1-3及对比例1-4，采用相同的工艺制作成7组防辐射钢化铅玻璃。每组随机抽取出10cm的防辐射钢化铅玻璃进行测试。测试其防辐射能力，测试条件20℃。
采用总剂量为1*105R的X射线辐照，测试其每厘米厚度上的光密度增量。
测试结果如表1所示。
表1
测试结果(％)
实施例1 2.11
实施例2 2.57
实施例3 3.07
对比例1 5.21
对比例2 4.35
对比例3 5.25
对比例4 4.16
根据表1中的数据可以看出，本发明的技术方案能够提高软磁体复合材料材料的防辐射能力。
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、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防辐射钢化铅玻璃，其特征在于，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份。
2.根据权利要求1所述一种防辐射钢化铅玻璃，其特征在于，包括以下重量份的组分：二氧化硅粉末75重量份、苯稀酸树脂8重量份、纳米二氧化钛颗粒32重量份、碳化硅微粉55重量份、钛酸晶钾15重量份、添加剂8重量份、增强剂2重量份。
3.根据权利要求1所述一种防辐射钢化铅玻璃，其特征在于，所述添加剂的成分为甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸酯、二甲基丙烯酸、丁二醇酯。
4.根据权利要求1所述一种防辐射钢化铅玻璃，其特征在于，所述增强剂的成分为甲基己酸锰盐、乙基己酸钇、辛酸锆。
5.一种如权利要求1-4任一项所述防辐射钢化铅玻璃的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，首先按质量百分比准备材料，将二氧化硅粉末55-95重量份、苯稀酸树脂4-8重量份、纳米二氧化钛颗粒20-40重量份、碳化硅微粉55-95重量份、钛酸晶钾5-15重量份、添加剂8-15重量份、增强剂2-5重量份混合均匀；
步骤2，将步骤1中混合均匀的粉末，加热至1200-1500℃，达到熔融状态，持续1小时，保温3小时，得到玻璃液体；
步骤3，将步骤2中的玻璃液体倒入到塑形模具上成形，在500-700℃下进行退火处理，得到防辐射钢化铅玻璃。
6.根据权利要求5所述一种防辐射钢化铅玻璃的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，超声波频率为3.0k-6.0kHz。
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