CN111945421A - 一种导热材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种导热材料及其制备方法和应用，所述导热材料包括射线防护材料层和导热层，所述导热层包覆于所述射线防护材料层的表面，所述导热材料可用于制作射线防护服。本发明通过在射线防护材料层的表面包覆导热层，由于射线防护材料层导热性能较差无法进行有效传热，热量可从导热材料的一面通过导热层的长宽方向传导到另一面，达到有效散热的目的。
Description
技术领域
本发明属于防护材料技术领域，尤其涉及一种导热材料及其制备方法和应用。
背景技术
辐射存在于自然界，人工辐射已遍及各个领域，专门从事生产、使用及研究辐射工作的，称为放射工作人员。与放射有关的领域包括：核工业系统和原料勘探、开采、冶炼与精加工，核燃料及反应堆的生产、使用及研究；农业的照射培育新品种，蔬菜水果保鲜，粮食贮存；医药的X射线透视、照相诊断、放射性核素对人体脏器测定，对肿瘤的照射治疗等；工业部门的各种加速器、射线发生器及电子显微镜、电子速焊机、彩电显像管、高压电子管等。
射线是由各种放射性核素，或者原子、电子、中子等粒子在能量交换过程中发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流，常见的有的x射线、α射线、β射线、γ射线和中子射线等，能使受作用物质发生电离现象。
人体受射线照射超过一定剂量，会产生不适，严重的可产生人体器官和系统的损伤，导致各种疾病的发生，如：白血病、再生障碍性贫血、各种肿瘤、眼底病变、生殖系统疾病、早衰等，所以从事在辐射环境下的工作都需要对人体进行防护。
现有的射线防护材料是将含铅的或不含铅的金属粉末与高分子材料进行混合加热后，经过压延工艺，制成具有一定铅当量的射线防护片材，此片材具有一定的厚度，即使纯铅的导热系数也只有35W/mK，并且由于采用硅橡胶基材，制成的防护材料导热性能很差(导热系数0.25～35W/mk)，造成穿着的人员无法顺利排出热量，长时间穿着往往造成体温过高，舒适性极差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种导热材料，具有优异的导热效果。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种导热材料，包括射线防护材料层和导热层，所述导热层包覆所述射线防护材料层的表面。
相对于现有技术，本发明通过在射线防护材料层表面包覆导热层，由于所述射线防护材料层导热性能较差，无法进行有效传热，热量可从导热材料的一面通过导热层的长宽方向传导到另一面，达到有效散热的目的。
所述导热层为石墨烯层。石墨烯具有优异的导热性能，其导热系数为1000-1500W/mK，是普通导热材料的2850～6000倍，能够提高导热材料的散热性能。
所述石墨烯层厚度为0.015～0.50mm。
所述射线防护材料层由含铅材料制成。
所述射线防护材料层由非铅材料制成，且所述非铅材料的防护当量为0.1～0.5mmPb。
所述导热材料还包括纺织面料层，所述纺织面料层包覆于所述导热层的表面。
本发明的第二个目的是提供一种导热材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将射线防护材料层和导热层层叠，得到单面导热材料；
(2)将单面导热材料对折，使导热层朝外，得到导热层包覆射线防护材料层的表面的导热材料。
步骤(1)中，所述射线防护材料层和导热层通过压延工艺层叠得到单面导热材料。
当所述导热材料还包括纺织面料层时，所述导热材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将射线防护材料层、导热层和纺织面料层依次层叠，得到单面导热材料；
(2)将单面导热材料对折，使纺织面料层朝外，得到纺织面料层包覆导热层的表面、导热层包覆射线防护材料层的导热材料。
本发明的第三个目的是提供所述导热材料的应用，具体地，本发明提供所述导热材料在制作防护服中的应用。
所述防护服为射线防护服。
一种射线防护服，由导热材料制成，所述导热材料由内到外包括射线防护材料层、石墨烯层和纺织面料层(即，所述石墨烯层包覆于所述射线防护材料层的表面，所述纺织面料层包覆所述石墨烯层的表面)。
本发明具有如下有益效果：本发明的导热材料具有优异的导热性能，能够将热量从一面快速地传导至另一面，达到散热的目的；同时本发明的制备方法操作简单，快速。
附图说明
图1为本发明导热材料的结构示意图；
图2为本发明单面导热材料的制作示意图；
图3为本发明射线防护服的散热示意图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参看图1，本发明提供一种导热材料，包括功能材料层11、导热层12和纺织面料层13，所述导热层12部分或完全包覆所述功能材料层11的表面，所述纺织面料层13部分或完全包覆所述导热层12的表面。
其中，所述功能材料层11为射线防护材料层，所述射线防护材料层由含铅材料或非铅材料制成，且所述非铅材料的防护当量为0.1～0.5mmPb。
所述导热层12为石墨烯层，石墨烯层厚度为0.015～0.50mm。
所述导热材料的制备方法包括如下步骤：
一、制作单面导热材料
(1)制作具有一定防护当量的射线防护材料层，射线防护材料层的成分可以为含铅材料，或非铅材料(防护当量0.1～0.5mmPb)；
(2)制作一定厚度的石墨烯层(厚度0.015～0.50mm)；
(3)参考图2，通过胶水辊在石墨烯层的两面滚刷胶水，然后由下向上依次将射线防护材料层、石墨烯层和纺织面料层层叠，在纺织面料层上采用热辊滚压，通过压延工艺使射线防护材料层、石墨烯层和纺织面料层形成一体，得到单面导热材料。
二、制备导热材料
将制作好的单面导热材料按照所需尺寸进行裁剪，然后向下对折，使石墨烯层包覆所述射线防护材料的表面，同时纺织面料层包覆石墨烯层的表面，得到导热材料，即由内到外包括射线防护材料层、石墨烯层和纺织面料层的石墨烯导热射线防护材料。
经检测，本发明的石墨烯导热射线防护材料的导热系数达到150～900W/mK，是普通射线防护材料的4～3600倍。
将石墨烯导热射线防护材料按照图纸进行剪裁和缝制，可制成射线防护服。如图3所示，穿上使用本发明的石墨烯导热射线防护材料缝制成的射线防护服后，身体热量穿过纺织面料层传导至石墨烯层靠近身体的一面，由于射线防护材料层导热性能差难以传导热量，因此热量沿着石墨烯层的长宽方向传导到石墨烯层外部的一面，然后热量再从石墨烯层表面传导到流通空气中，因此可以将身体热量散发出去，避免穿着射线防护服时出现闷热问题。
Claims (10)
1.一种导热材料，其特征在于：所述导热材料包括射线防护材料层和导热层，所述导热层包覆于所述射线防护材料层的表面。
2.根据权利要求1所述导热材料，其特征在于：所述导热层为石墨烯层。
3.根据权利要求2所述导热材料，其特征在于：所述石墨烯层厚度为0.015～0.50mm。
4.根据权利要求1所述导热材料，其特征在于：所述射线防护材料层由含铅材料制成。
5.根据权利要求1所述导热材料，其特征在于：所述射线防护材料层由非铅材料制成，所述非铅材料的防护当量为0.1～0.5mmPb。
6.根据权利要求1～5任意一项所述导热材料，其特征在于：所述导热材料还包括纺织面料层，所述纺织面料层包覆于所述导热层的表面。
7.一种权利要求1～6任意一项所述导热材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将射线防护材料层和导热层层叠，得到单面导热材料；
(2)将单面导热材料对折，使导热层朝外，得到导热层包覆射线防护材料层的表面的导热材料。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于：所述射线防护材料层和导热层通过压延工艺层叠得到单面导热材料。
9.权利要求1～6任意一项所述导热材料在制作防护服中的应用。
10.一种射线防护服，其特征在于：由导热材料制成，所述导热材料由内到外依次包括射线防护材料层、石墨烯层和纺织面料层。
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