CN112280308A

CN112280308A - 一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体及制作方法和用途

Info

Publication number: CN112280308A
Application number: CN202011245747.5A
Authority: CN
Inventors: 宋广山; 黄爱明; 杨斐; 吴宣颖
Original assignee: Sichuan Holographic New Material Co ltd
Current assignee: Sichuan Holographic New Material Co ltd
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-01-29

Abstract

本发明提供了一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体材料及制作方法和用途，属于基础材料领域，目的是对普通防辐柔体进行改性提升，且在改性后能保留材料其本身的特性，又能使其具有综合机械性能、相容性能都得到了大幅度的提高，同时还能附以核辐射屏蔽功能，提高其性价比，本发明通过将硅胶、丁腈橡胶、稀土、硫酸钡、防老剂、DOP、钛酸酯、消泡剂、二甲苯、甲苯、催化剂进行二次交联的方法，得到的产品不仅能屏蔽电离辐射且具有抗腐蚀性，易加工，尺寸稳定性能好，还具有无机材料的阻燃性能，抗老化性能。

Description

一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体及制作方法和用途

技术领域

本发明涉及一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体及制作方法和用途。

背景技术

为改善防辐柔体的性能，拓展应用市场对高分子材料进行改性，一方面提高材料的综合机械性能，挖掘材料潜在的各种功能在许多领域广泛应用，并附以防辐射功能。

硅酸凝胶柔体本是单一的抗蚀性能较强的高分子材料，但是如何对其进行改性，且在改性后不仅能保留其本身的特性，又能使其综合机械性能、相容性能都得到了大幅度的提高，同时，还能在附加防辐射功能后大幅度地提高其性价比，成为目前本领域科研人员迫切想要攻破的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性材料、其制作方法以及用途，用于填补国内无铅软体核辐射屏蔽材料空白，取代防电离辐射用有色金属核辐射屏蔽材料，该材料不仅能屏蔽电离辐射而且具有硅胶的抗腐蚀性，易加工性能，同时又具有有色金属防辐射材料的综合性能，尺寸稳定性能好，还具有无机材料的阻燃性能，抗老化性能。

本发明提供的技术方案如下：

一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体，由下列组分组成(按重量百分比计)：

硅胶22～38％、丁腈橡胶10～19％、稀土4～9％、硫酸钡20～31％、防老剂3～9％、DOP1～6％、钛酸酯1～4％、消泡剂1～7％、二甲苯1～5％、甲苯1～5％、有机锡1～7％。

较好的，由下列组分组成(按重量百分比计)：

硅胶24～37％、丁腈橡胶12～18％、稀土5～8％、硫酸钡21～30％、防老剂4～8％、DOP2～5％、钛酸酯1～3％、消泡剂2～6％、二甲苯1～4％、甲苯2～4％、有机锡2～6％。

优选的，由下列组分组成(按重量百分比计)：

硅胶28％、丁腈橡胶14％、稀土6％、硫酸钡21％、防老剂6％、DOP5％、钛酸酯3％、消泡剂6％、二甲苯2％、甲苯3％、有机锡6％。

上述防老剂和消泡剂均为市售通用产品。

上述高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的制作方法，包括如下步骤：

(1)将各组分进行检测、称量、置于各种容器中；

(2)按所述重量比取稀土、硫酸钡、钛酸酯、防老剂分别研磨至微米级后按上述顺序一面混合一面倒入混合罐中；

(3)将混均匀的粉料置于研磨系统，再混磨成纳米级粉末；

(4)将研磨好的粉料和已称量的硅胶、有机锡、DOP、丁腈橡胶、消泡剂、甲苯、二甲苯在常温真空下进行高速搅拌，真空高速搅拌10分钟进行二次交联备用。

上述高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体用于制造产品的方法步骤如下：

(1)将已备品防辐柔体材料快速放入已做脱模处理的模具内；

(2)将模具于0.04Mpa的条件下抽真空后压延成型；

(3)在常温的工作条件下进行自然固化6小时后脱模；

(4)整理去边成型。

本发明的有益效果：

本发明提供的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体亦称防辐柔体，填补国内无铅防辐柔性材料空白，同时也取代现有的普通辐射铅橡胶。是用于制作具有防辐射、耐腐蚀、的核屏蔽用服装，裙，帽，围巾，密封材料。

采用本发明的技术方案生产的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体材料的物理性能和防辐射性能分别如表1、表2所示。

表1本发明硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的物理性能

表2本发明硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的防辐射性能

性能	单位	测试方法	改性ST-V
				密度	g/cm<sup>3</sup>	比重法	2
参考辐射	平均能量	防护比例	铅当量
				N120	125KV	99.59％	0.10mmpb/mm

经实验证明，采有本发明的技术方案生产的材料具有如下综合性能：

1、耐腐蚀：可以将产品进入各种高腐蚀核科技领域，如核医学，核加工，核能，核电的防辐系统。

2、高抗折强度：其抗折抗冲击能力可以用于取代各种防辐材料及制品。

3、耐老化：可广泛应用于使用寿命在十年以上的各类防辐环境。

现以本发明提供的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体材料制作的专用产品为例，说明技术、经济效果。

1、用本发明技术方案生产的防辐柔体是中国电离辐射屏蔽材料史上一重大的革命性的突破，与进口无铅胶体相比，提高了产品性能，综合成本降低至三分之一以下。

2、用本发明技术方案生产的防辐柔体是中国电离辐射屏蔽史上一重大突破，保证了产品质量的稳定性，杜绝了产品因变形、龟裂而导致辐射泄漏。完全解决了我国各类介质辐射存在的向题，使我国用量极大的核辐射屏蔽能力得到大幅度提高，采用现有屏蔽材料铅橡胶相比，提高了产品使用寿命3倍以上，综合成本降低了50％以上，并实现了无铅化，给数以千万计的工作人员带来了福音。

具体实施方式

实施例1～3

表3是本发明提供的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体材料的3组配方(组分含量为重量百分比)

表3

实施例4

采用实施例1-3中提供的各组分含量配比，提供一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的制作方法，步骤如下：

(1)将各组分进行检测、称量、置于各容器中；

(2)按所述重量比取稀土、硫酸钡、防老剂、钛酸酯、分别研磨至微米级后按上述顺序一面混合一面倒入混合罐中；

(3)将混合均匀的粉料置于研磨系统，再研磨成纳米级粉末；

(4)将研磨好的粉料和已称量的硅胶、有机锡、DOP、丁腈橡胶、消泡剂、甲苯、二甲苯在常温下使用真空高速搅拌10分钟进行二次交联备用。

实施例5

用高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体材料制作产品的方法，步骤如下：

(1)将已制备的防辐柔体材料快速放入已做脱模处理的模具内；

(2)将模具于0.04Mpa的条件下抽真空后压延成型；

(3)在常温的工作条件下进行自然固化6小时后脱模；

(4)整理去边成型。

Claims

1.一种高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体，其特征在于，所述柔性体的各组分按重量百分比计为：硅胶22～38%、丁腈橡胶10～19%、稀土4～9%、硫酸钡20～31%、防老剂3～9%、DOP1～6%、钛酸酯1～4%、消泡剂1～7%、二甲苯1～5%、甲苯1～5%、有机锡1～7%。

2.根据权利要求1所述的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体，其特征在于，所述柔性体的各组分按重量百分比计为：硅胶24～37%、丁腈橡胶12～18%、稀土5～8%、硫酸钡21～30%、防老剂4～8%、DOP2～5%、钛酸酯1～3%、消泡剂2～6%、二甲苯1～4%、甲苯2～4%、有机锡2～6%。

3.根据权利要求1所述的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体，其特征在于，所述柔性体的各组分按重量百分比计为：硅胶28%、丁腈橡胶14%、稀土6%、硫酸钡21%、防老剂6%、DOP5%、钛酸酯3%、消泡剂6%、二甲苯2%、甲苯3%、有机锡6%。

4.按权利要求1至3中任一项所述的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将各组分进行检测、称量、置于各容器中；

（2）按所述重量比取稀土、硫酸钡、防老剂、钛酸酯分别研磨至微米级后按上述顺序一面混合一面倒入混合罐中；

（3）将混合均匀的粉料置于研磨系统，再研磨成纳米级粉末；

（4）将研磨好的粉料和已称量的硅胶、有机锡、DOP、丁腈橡胶、消泡剂、甲苯、二甲苯在常温下使用真空高速搅拌10分钟进行二次交联。

5.权利要求1至3中任一项所述的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体的用途：

（1）用于核科技中的核屏蔽高腐蚀领域；

（2）取代市面各种进口柔体、国产铅橡胶；

（3）用于使用寿命在十年以上的防辐产业。

6.权利要求1至3中任一项所述的高弹无铅硅酸凝胶电离辐射屏蔽柔性体，其特征在于，用于制造产品的方法步骤如下：

（1）将防辐柔体材料放入已做脱模处理的模具内；

（2）将模具于0.04Mpa的条件下抽真空后压延成型；

（3）在常温的工作条件下进行自然固化6小时后脱模；

（4）整理去边成型。