CN113307601A - 一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料及其制作方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料的制作方法和用途，属于基础材料领域，目的是对防辐材料的屏蔽材料进行重组，用改性后的硅基材料制作的防辐材料，具备高防辐射性能且具有高强度、耐冲击、高抗蚀、尺寸稳定、安全、无害、抗老化的特性，本发明选取材料硅酸钠、氯化钙、硫酸钙、钕铁硼、氧化铋、硫酸钡、氟硅酸镁、消泡剂、氧化钙、防老剂，进行硅基改性，得到具备良好的物理、化学性能、具有极高的辐射屏蔽性能、也具有耐腐蚀、无毒、无衰减、高强度、耐冲击性能的成品。
Description
技术领域
本发明涉及一种防辐材料，尤其是一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料及其制作方法和用途。
背景技术
无铅电离辐射屏蔽材料，又称无铅防辐材料。常规的防辐材料是由单金属铅制作而成，为改善防辐材料的性能，拓展应用市场对硅基材料进行改性，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。
防辐材料本是单一的用铅及固定装饰件制作的，经改性后，不仅保留了其本身的特性，其综合机械性能、相屏蔽性能，抗衰减性能都得到了大幅度的提高，附加非衰减防辐射功能后大幅度地提高了性价比。同时具有无毒、无害的特性。
发明内容
本发明提供了一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料及其制作方法和用途，所述方法是一种特殊的合成技术，首先对防辐材料的屏蔽材料进行重组，使改性后的硅基无机材料，不仅具备高防辐射性能且具有高强度、耐冲击、高抗蚀、尺寸稳定、安全、无害、抗老化性能更优异，并提供合成方法及相关产品制作工艺。
本发明提供的技术方案如下：
一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料，所述辐射屏蔽材料包括下列组分组成(按重量百分比计)：
硅酸钠18-30％，氯化钙10-22％，硫酸钙5-21％，钕铁硼3-8％，氧化铋5-12％，硫酸钡26-35％，氟硅酸镁1-2％，消泡剂1-2％，氧化钙1-2％，防老剂1-2％。
更好的，包括下列组分组成(按重量百分比计)：
硅酸钠20-28％，氯化钙12-20％，硫酸钙7-19％，钕铁硼4-6％，氧化铋6-10％，硫酸钡28-32％，氟硅酸镁1-2％，消泡剂1-2％，氧化钙1-2％，防老剂1-2％。
优选的，包括下列组分组成(按重量百分比计)：
硅酸钠25％，氯化钙15％，硫酸钙12％，钕铁硼5％，氧化铋7％，硫酸钡30％，氟硅酸镁2％，消泡剂1％，氧化钙1％，防老剂2％。
上述无铅硅基电离辐射屏蔽材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将各种材料进行检测、称量、置于各种容器中；
(2)按所述重量百分比取硫酸钙、钕铁硼、氧化铋、硫酸钡、氟硅酸镁、氧化钙，分别研磨至微米级后按所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，再混磨成微米级、纳米级粉末；
(4)将研磨好的粉料和已称量的氯化钙、硅酸钠、消泡剂、防老剂放入搅拌机，于常温下高速混合0.1小时，置入板或门模具中经振动养护即得。
上述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料的用途包括：
(1)用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽门；
(2)用于核科技中的核屏蔽高腐蚀领域；
(3)用于取代市面各种防辐板；
(4)用于使用寿命在二十年以上不衰变的防辐产业。
上述用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽板的方法步骤如下：
(1)将所述已混磨的无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玄武岩纤维或玻璃纤维的材料板模具中，经振动消泡；
(2)将已消泡的材料板模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善整型、打磨；
(3)板材包装入库。
上述用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽门的方法步骤如下：
(1)将所述已混磨的无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玄武岩纤维或玻璃纤维的材料门模具中，经振动消泡；
(2)将已消泡的材料门模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善整型、打磨，然后进行静电喷塑；
(3)将所述喷塑好的无铅硅基电离辐射屏蔽门送入烘房，在220℃的温度下烘20分钟，取出包装入库。
本发明提供的防辐材料的材料，用于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基的抗腐蚀性，易加工性能，又具有有色金属防辐射材料的综合性能，五毒、无害，尺寸稳定性能好，还具有无机材料的阻燃性能，抗老化性能。
上述防辐材料是取代有色金属铅材料的特殊合成工艺产品，具有防辐射、无毒、无害、抗衰减、抗流变、耐腐蚀、高强度、耐冲击性能等多种优异特性，用于取代现有的普通铅核辐射屏蔽材料板(门)具有特殊意义。
上述无铅硅基电离辐射屏蔽材料的用途：
1、耐腐蚀：可以将产品进入各种高腐蚀高湿核科技领域，如核医学，核加工，核能，核电核辐射的防辐系统。
2、高强度：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二十年以上的各类防辐环境。
4、无毒、无害、无污染，彻底解决了我国数千万白衣天使长期处在辐射和污染的工作环境。
本发明技术方案生产无铅硅基电离辐射屏蔽材料为复合材料制品，具有良好的物理、化学性能、具有极高的辐射屏蔽性能、也具有无毒、无害、耐腐蚀、高强度、耐冲击性能。
现以防辐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材料是电离辐射屏蔽材料史上一重大的革命性的突破，已荣获中国防辐行业重大科技贡献奖，四川双创大奖赛特等奖，与现用铅材料相比，提高了产品性能，综合成本降低了30％以上，彻底解决了污染和辐射安全问题。
2、用本发明技术方案生产的防辐材料是世界电离辐射屏蔽史上一重大突破，保证了产品质量的稳定性，杜绝了产品因流变变形、撕裂、氧化而导致辐射泄漏。完全解决了我国各类介质辐射存在的问题，使我国用量极大的核辐射屏蔽能力得到大幅度提高，采用现有屏蔽材料相比，提高了产品使用寿命3倍以上，综合成本降低了30％以上。
本发明提供的无铅硅基电离辐射屏蔽材料，在125KV能量的条件下，屏蔽效果达到了0.129㎜Ρb，辐射吸收能力达到了99.59％。
具体实施方式
实施例1～4
表1是本发明无铅硅基电离辐射屏蔽材料实施例1-4中4组配方(组分含量为重量百分比)
表1
实施例5
实施例1-4中提供的组分配比分别按本实施例提供的无铅硅基电离辐射屏蔽材料的制作方法进行制作。
无铅硅基电离辐射屏蔽材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将各种材料进行检测、称量、置于各种容器中；
(2)按所述重量百分比取硫酸钙、钕铁硼、氧化铋、硫酸钡、氟硅酸镁、氧化钙，分别研磨至微米级后按所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，再混磨成微米级、纳米级粉末；
(4)将研磨好的粉料和已称量的氯化钙、硅酸钠、消泡剂、防老剂放入搅拌机，于常温下高速混合0.1小时，置入板或门模具中经振动养护即得。
实施例6
无铅硅基电离辐射屏蔽材料用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽板的方法步骤如下：
(1)将所述已混磨的无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玄武岩纤维的材料板模具中，经振动消泡；
(2)将已消泡的材料板模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善整型、打磨；
(3)板材包装入库。
实施例7
无铅硅基电离辐射屏蔽材料用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽门的方法步骤如下：
(1)将所述已混磨的无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玻璃纤维的材料门模具中，经振动消泡；
(2)将已消泡的材料门模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善整型、打磨，然后进行静电喷塑；
(3)将所述喷塑好的无铅硅基电离辐射屏蔽门送入烘房，在220℃的温度下烘20分钟，取出包装入库。
Claims (7)
1.一种无铅硅基电离辐射屏蔽材料，其特征在于，所述无铅硅基电离辐射屏蔽材料包括按重量百分比计的各组分：硅酸钠18-30%，氯化钙10-22%，硫酸钙5-21%，钕铁硼3-8%，氧化铋5-12%，硫酸钡26-35%，氟硅酸镁1-2%，消泡剂1-2%，氧化钙1-2%，防老剂1-2%。
2.根据权利要求1所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料，其特征在于，所述无铅硅基电离辐射屏蔽材料包括按重量百分比计的各组分：硅酸钠20-28%，氯化钙12-20%，硫酸钙7-19%，钕铁硼4-6%，氧化铋6-10%，硫酸钡28-32%，氟硅酸镁1-2%，消泡剂1-2%，氧化钙1-2%，防老剂1-2%。
3.根据权利要求1所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料，其特征在于，所述无铅硅基电离辐射屏蔽材料包括按重量百分比计的各组分：硅酸钠25%，氯化钙15%，硫酸钙12%，钕铁硼5%，氧化铋7%，硫酸钡30%，氟硅酸镁2%，消泡剂1%，氧化钙1%，防老剂2%。
4.如权利要求1至3中任一项所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将各种材料进行检测、称量、置于各种容器中；
（2）按所述重量百分比取硫酸钙、钕铁硼、氧化铋、硫酸钡、氟硅酸镁、氧化钙，分别研磨至微米级后按所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，再混磨成微米级、纳米级粉末；
（4）将研磨好的粉料和已称量的氯化钙、硅酸钠、消泡剂、防老剂放入搅拌机，于常温下高速混合0.1小时，置入板或门模具中经振动养护即得。
5.如权利要求1至3中任一项所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料的用途：
（1）用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽门；
（2）用于核科技领域中的核屏蔽高腐蚀行业；
（3）用于取代市面各种含铅核屏蔽防辐板；
（4）用于使用寿命在二十年以上不衰变的核辐射防辐产业。
6.如权利要求1至3中任一项所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料，其特征在于，用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽板的方法步骤如下：
（1）将所述无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玄武岩纤维或玻璃纤维的材料板模具中，经振动消泡；
（2）将已消泡的材料板模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善、打磨；
（3）板材包装入库。
7.如权利要求1至3中任一项所述的无铅硅基电离辐射屏蔽材料，其特征在于，用于制造无铅硅基电离辐射屏蔽门的方法步骤如下：
（1）将所述无铅硅基电离辐射屏蔽材料倒入已成形并放有玄武岩纤维或玻璃纤维的材料门模具中，经振动消泡；
（2）将已消泡的材料门模具送入烘道，在100℃的温度下保持10分钟，取出后送入整型平台完善、打磨，然后进行静电喷塑；
（3）将所述无铅硅基电离辐射屏蔽门送入烘房，在220℃的温度下烘20分钟，取出包装入库。
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- 2021-06-08 CN CN202110635311.5A patent/CN113307601A/zh active Pending
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