CN110028794A - 一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料及制备方法。该柔性材料以甲基乙烯基硅胶为基材，添加钨粉、铅粉、经改性的二苯甲酮和硼酸锌等添加剂，经过塑炼、混炼、硫化等工艺制成。采用本发明方法制备的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料成本低廉、使用方便，且具有良好的阻燃、防辐射、耐老化性能。

Description

一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料及制备 方法
技术领域
本发明属于辐射防护领域系统，具体涉及一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料及制备方法。
背景技术
伴随着人类社会的不断进步以及科学技术日益蓬勃的发展，人类对于能源的需求也在不断扩大，核能的广泛利用为未来人类的可持续发展提供了有力的能源支持，然而随着核能的开发利用，放射性所带来的环境污染以及对人类的伤害问题也越来越来受到全社会的关注。铅是一种能够有效阻挡X射线、γ射线高强度射线的金属，被广泛应用于对辐射热点进行射线屏蔽。目前工程实践中主要选用铅板作为屏蔽材料进行应用，但是，由于铅密度大、重量重，现场应用时不易操作，尤其是在核电、核设施等管路及阀门现场屏蔽时，操作比较困难。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料及制备方法。利用该方法制备的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料具有良好的防辐射、耐辐照性能，且成本低廉，使用方便。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料由以下重量百分比的成分组成：
进一步地，所述甲基乙烯基硅胶的分子量为70110万。
进一步地，所述钨粉、铅粉的颗粒度为200-300目，纯度为99％以上。
进一步地，所述二苯甲酮、硼酸锌为经改性的二苯甲酮、硼酸锌。
一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1、制备改性的二苯甲酮、硼酸锌；
S2、将配方量的甲基乙烯基硅胶置于塑炼机上进行塑炼；
S3、将塑炼好的甲基乙烯基硅胶置于开炼机中，添加铅粉、钨粉及经改性的二苯甲酮、硼酸锌、硫化剂混合搅拌均匀，之后添加配方量的偶联剂、羟基硅油进行混炼。
S4、将混炼好的硅胶置于硫化机上进行硫化，硫化完成后冷却得到样品。
进一步地，所述步骤S1中制备改性二苯甲酮、硼酸锌的具体方法如下：将配方量的二苯甲酮、硼酸锌置于乙醇、水、硅烷偶联剂的混合液中，在60℃的水浴锅中恒温搅拌3h，之后过滤并进行烘干保存，其中，乙醇、水、硅烷偶联剂的比例为17∶2∶1，PH为2-3。
进一步地，所述塑炼温度为30-60℃，塑炼时间为10-20分钟。
进一步地，所述混炼温度为70-80℃，混炼时间为30-40分钟。
进一步地，所述硫化温度为130℃，硫化时间为20分钟。
本发明的效果在于：采用本发明所述的方法制备的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，具有以下优点：在硅胶基材中加入改性后的二苯甲酮、硼酸锌等化学试剂，使添加剂可以均匀分散，克服了传统硅胶不耐辐照的缺点，并极大提升了所制备材料的阻燃性能；选用常用的甲基乙烯基硅胶作为基材，该方法制备的柔性材料成本较低，且表面光滑，保持了硅橡胶原有的弹性，在核设施检修特别是应急检修中可以方便、快捷地形成有效屏蔽，起到临时屏蔽作用；同时，柔性材料的屏蔽粒子分散均匀，屏蔽性能优异。总之，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料弹性好，并兼具了屏蔽γ射线、耐辐照、耐老化、阻燃等多项优异性能，在辐射防护领域具有良好的实用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
实施例1
一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料由以下重量百分比的成分组成：
本实施例中，甲基乙烯基硅胶的分子量为70-110万；钨粉、铅粉的颗粒度为300目，纯度为99％以上；二苯甲酮、硼酸锌为经改性的二苯甲酮、硼酸锌。
其制备方法如下：
S1、将配方量的二苯甲酮、硼酸锌置于乙醇、水、硅烷偶联剂的混合液中，在60℃的水浴锅中恒温搅拌3h，之后过滤并进行烘干保存，其中，乙醇、水、硅烷偶联剂的比例为17∶2∶1，PH为2-3；
S2、将配方量的甲基乙烯基硅胶置于塑炼机上进行塑炼，塑炼温度为60℃，塑炼时间为20分钟；
S3、将塑炼好的甲基乙烯基硅胶置于开炼机中，添加铅粉、钨粉及改性后的二苯甲酮、硼酸锌、硫化剂混合搅拌均匀，之后添加配方量的偶联剂、羟基硅油进行混炼，在80℃的温度下混炼40分钟；
S4、将混炼好的硅胶置于硫化机上，在130℃的温度下硫化20分钟，冷却后得到样品。
实施例2
一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料由以下重量百分比的成分组成：
本实施例中，甲基乙烯基硅胶的分子量为70-110万；钨粉、铅粉的颗粒度为250目，纯度为99％以上；二苯甲酮、硼酸锌为经改性的二苯甲酮、硼酸锌。
其制备方法如下：
S1、将配方量的二苯甲酮、硼酸锌置于乙醇、水、硅烷偶联剂的混合液中，在60℃的水浴锅中恒温搅拌3h，之后过滤并进行烘干保存，其中，乙醇、水、硅烷偶联剂的比例为17∶2∶1，PH为2-3；
S2、将配方量的甲基乙烯基硅胶置于塑炼机上进行塑炼，塑炼温度为45℃，塑炼时间为15分钟；
S3、将塑炼好的甲基乙烯基硅胶置于开炼机中，添加铅粉、钨粉及改性后的二苯甲酮、硼酸锌、硫化剂混合搅拌均匀，之后添加配方量的偶联剂、羟基硅油进行混炼，在75℃的温度下混炼35分钟；
S4、将混炼好的硅胶置于硫化机上，在130℃的温度下硫化20分钟，冷却后得到样品。
实施例3
一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料由以下重量百分比的成分组成：
本实施例中，甲基乙烯基硅胶的分子量为70-110万；钨粉、铅粉的颗粒度为200目，纯度为99％以上；二苯甲酮、硼酸锌为经改性的二苯甲酮、硼酸锌。
其制备方法如下：
S1、将配方量的二苯甲酮、硼酸锌置于乙醇、水、硅烷偶联剂的混合液中，在60℃的水浴锅中恒温搅拌3h，之后过滤并进行烘干保存，其中，乙醇、水、硅烷偶联剂的比例为17∶2∶1，PH为2-3；
S2、将配方量的甲基乙烯基硅胶置于塑炼机上进行塑炼，塑炼温度为30℃，塑炼时间为10分钟；
S3、将塑炼好的甲基乙烯基硅胶置于开炼机中，添加铅粉、钨粉及改性后的二苯甲酮、硼酸锌、硫化剂混合搅拌均匀，之后添加配方量的偶联剂、羟基硅油进行混炼，在70℃的温度下混炼30分钟；
S4、将混炼好的硅胶置于硫化机上，在130℃的温度下硫化20分钟，冷却后得到样品。
对本发明各实施例制备的产品进行检测，产品的性能如表1所示，可见本发明所制备的铅钨掺杂的硅橡胶具有良好的辐射屏蔽性能、阻燃性能、以及耐辐照性能，可以应用于γ辐射场所的事故或检修临时应急屏蔽，也可制作成胶带应用于复杂场所如管道，暗箱等的屏蔽使用。
表1：
本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，其特征在于，该钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料由以下重量百分比的成分组成：
2.如权利要求1所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，其特征在于：所述甲基乙烯基硅胶的分子量为70-110万。
3.如权利要求1所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，其特征在于：所述钨粉、铅粉的颗粒度为200-300目，纯度为99％以上。
4.如权利要求1所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料，其特征在于：所述二苯甲酮、硼酸锌为经改性的二苯甲酮、硼酸锌。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、制备改性的二苯甲酮、硼酸锌；
S2、将配方量的甲基乙烯基硅胶置于塑炼机上进行塑炼；
S3、将塑炼好的甲基乙烯基硅胶置于开炼机中，添加铅粉、钨粉及经改性的二苯甲酮、硼酸锌、硫化剂混合搅拌均匀，之后添加配方量的偶联剂、羟基硅油进行混炼。
S4、将混炼好的硅胶置于硫化机上进行硫化，硫化完成后冷却得到样品。
6.如权利要求5所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中制备改性二苯甲酮、硼酸锌的具体方法如下：将配方量的二苯甲酮、硼酸锌置于乙醇、水、硅烷偶联剂的混合液中，在60℃的水浴锅中恒温搅拌3h，之后过滤并进行烘干保存。
7.如权利要求6所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于：所述混合液中乙醇、水、硅烷偶联剂的比例为17∶2∶1，混合液的PH为2-3。
8.如权利要求5所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于：所述塑炼温度为30-60℃，塑炼时间为10-20分钟。
9.如权利要求5所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于：所述混炼温度为70-80℃，混炼时间为30-40分钟。
10.如权利要求5所述的具备辐射屏蔽功能的钨铅掺杂硅橡胶基柔性材料的制备方法，其特征在于：所述硫化温度为130℃，硫化时间为20分钟。
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