CN114105523B - 防贯穿辐射门板夹层的制备方法及所用浆料液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，以质量百分比计，所述浆料液是由方铅矿粉50％～70％、石墨粉10％～25％、短切玻璃纤维10％～20％、改性粘结剂5％～10％、和磺酸化合物0.5％～1％混合制成。本发明新型防贯穿防辐射夹层的密度远小于传统防辐射门所用的铅板夹层，能够降低使用本发明夹层的防爆门的整体重量；本发明新型防贯穿辐射门板夹层在使用过程中较为便捷，可根据防爆门的防辐射等级要求叠加使用，具有优异的防贯穿辐射能力；本发明夹层的强度较高，在使用过程中能吸收一部分冲击波的能量，降低防爆门整体所受冲击，提高了防爆门抗爆能力。

Description

防贯穿辐射门板夹层的制备方法及所用浆料液
技术领域
本发明涉及一种防贯穿辐射门板夹层的制备方法及所用浆料液，属于人防工程安全领域。
背景技术
防爆门是具有抵抗一定条件下的爆炸冲击、能够耗散爆炸产生的冲击波压力、吸收破片冲击动能，阻止穿透，有效阻止爆炸危害延续免受爆炸波影响的一种抗爆防护设备。防爆门广泛应用于指挥室、人防工程、炸药库、易燃品仓库、车间、矿井等场所。特别是在人防工程中使用的防爆门，可以有效抗击和阻止爆炸所产生的冲击波和破片，保护人们的生命财产安全。
对于目前具有防贯穿辐射功能的防爆门来说，其防辐射功能的实现主要是通过向门中添加铅板来实现。实用新型CN208456429U公开了一种具有防辐射和隔音功能的人防门，此人防门中具有防辐射功能的夹层为金属层，材质为铅。实用新型CN208456417U公开了一种具有防撞功能的人防门，该人防门包括内门扇和外门扇，其中内门扇的内侧设有铅板使得该人防门具有防辐射功能。专利CN111005662A公开了一种可快速转换成防辐射门的人防门，该人防门在需要进行防辐射状态，移动铅板从卷扬机上向下移动到旋转门内；在不需要进行防辐射工作时，移动铅板向上移动到卷扬机上，再由卷扬机进行收卷在一起，此发明所述的人防门虽然实现了防辐射门与人防门的切换功能，在平时使用时门的质量较轻，但是需要进行防辐射时的操作较为复杂。专利CN206785239U公开了一种新型人防门，包括门体，所述门体由外至内依次为涂层、外铅板、发泡塑料层、第一铜丝网层、钢筋混凝土层、第二铜丝网层以及内铅板。此类放入铅板的防辐射门一般都是比较笨重，增加了打开或者关闭时的难度。因此，在防爆门领域亟需开发一种新型防贯穿辐射门板夹层，以达到轻质且防辐射的目的。发明内容
本发明的目的在于，提供一种防贯穿辐射门板夹层的制备方法及所用浆料液，其防辐射性能良好，且质量轻。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，其特征在于，以质量百分比计，所述浆料液是由方铅矿粉50％～70％、石墨粉10％～25％、短切玻璃纤维10％～20％、改性粘结剂5％～10％、和磺酸化合物0.5％～1％混合制成。
前述的这种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液中，所述方铅矿粉的平均粒径小于等于100μm；石墨的平均粒径小于等于30μm；短切玻璃纤维的平均长度为2mm～3mm。
前述的这种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液中，所述磺酸化合物为十二烷基苯磺酸、4-甲苯磺酰氯、二甲苯磺酸、氨基磺酸中的一种或几种的组合。
前述的这种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液中，所述改性粘结剂是由苯酚、正硅酸异丙酯、质量分数为20～30％的氢氧化钠溶液和质量分数为35～40％的甲醛溶液混合制成，苯酚与甲醛溶液的质量比为1:(1～1.3)，苯酚与氢氧化钠溶液的质量比为1:(0.2～0.3)。
前述的这种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液中，所述改性粘结剂的制备方法为：将苯酚与质量分数为35％～40％的甲醛溶液混合，以200rpm速率搅拌并升温至45℃～55℃；加入10kg～25kg的正硅酸异丙酯和质量分数为20％～30％的氢氧化钠溶液，提高搅拌速率至400rpm，并以2～4℃/min的速率升温至70℃～90℃，保温40min～80min后加入柠檬酸；调节体系的pH值为7，继续搅拌10min～15min后得到改性粘结剂浆料；将所得到的改性粘结剂浆料置于120℃烘箱干燥24h进行干燥，然后研磨成粉得到改性粘结剂。
如前所述用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01：按配方质量比称取方铅矿粉、石墨粉、短切玻璃纤维、改性粘结剂、磺酸化合物；
步骤S02：将所述方铅矿粉末与石墨粉加入到搅拌加热釜中；向搅拌加热釜中通入溶剂，其中溶剂与方铅矿粉的质量比为1:(2～5)；
以100rpm～200rpm的速率开启搅拌；
步骤S03：搅拌30min～60min后加入改性粘结剂与玻璃短纤维，并将搅拌加热釜升温至40℃～60℃；
步骤S04：继续搅拌15min～30min后向加热釜中加入磺酸化合物，并补加溶剂，其中补加的溶剂与方铅矿粉的质量比为1:(5～10)；
步骤S05：提高搅拌速率至200rpm～300rpm，搅拌5min后得到浆料液；
根据权利要求6所述的一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液的制备方法，其特征在于，所述；溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、水中的一种或几种。
采用权利要求1～7所述浆料液制备新型防贯穿辐射门板夹层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：在模具底部铺设1层黄铜丝布，所述黄铜丝布的网孔目数为100目～200目；
步骤S2：将经步骤S1处理后的模具平行放置于双驱动两辊压延机的传送带上，开启双驱动两辊压延机，通过双驱动两辊压延机的辊轮将浆料液均匀的平铺在模具底部的黄铜丝布上；
步骤S3：当模具内浆料液的水平面位于模具的中间位置时，再向模具上铺设1～3层黄铜丝布，并进行二次辊压填料；
步骤S4：当浆料液填满模具后，在模具顶部铺设1层黄铜丝布，随后进行第三次辊压；
步骤S5：辊压完毕后割除模具边角上多余的黄铜丝布；
步骤S6：将填满浆料液的模具通过传送带送至真空平板热压机的工作台上，开启真空平板热压机，真空平板热压机的真空舱内的真空度小于-0.05MPa，真空平板热压机的上模温度保持160℃～200℃，真空平板热压机的下模温度保持150℃～190℃，真空平板热压机的压力为100T～150T，保压时间为30min～45min，脱模后得到新型防穿透辐射门板夹层。
与现有技术相比，本发明新型防贯穿防辐射夹层的密度远小于传统防辐射门所用的铅板夹层，能够降低使用本发明夹层的防爆门的整体重量；本发明新型防贯穿辐射门板夹层在使用过程中较为便捷，可根据防爆门的防辐射等级要求叠加使用，具有优异的防贯穿辐射能力；本发明夹层的强度较高，在使用过程中能吸收一部分冲击波的能量，降低防爆门整体所受冲击，提高了防爆门抗爆能力。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，浆料液的各组分与所占质量百分比如下：
Figure GDA0003873860250000031
其中方铅矿粉的平均粒径为不高于100μm、石墨的平均粒径不高于30μm、短切玻璃纤维平均长度在2mm～3mm之间。
所述改性粘结剂的制备方法为：将8kg苯酚与8kg质量分数为35％的甲醛溶液混合，以200rpm速率搅拌并升温至45℃，随后向体系中加入15kg正硅酸异丙酯和1.8kg质量分数为25％的氢氧化钠溶液，提高搅拌速率至400rpm，并以2℃/min的速率升温至70℃，保温60min后向其中加入柠檬酸，调节体系的pH值为7，继续搅拌10min后得到改性粘结剂浆料，将该浆料置于120℃烘箱干燥24h后研磨成粉得到改性粘结剂。
上述浆料液的制备方法，包括以下步骤：
将116kg方铅矿粉末与40kg石墨粉加入到搅拌加热釜中，向搅拌加热釜中通入240kg水，以200rpm的速率开启搅拌，搅拌30min后一次性快速加入13kg改性粘结剂与30kg玻璃短纤维，并将搅拌加热釜升温至60℃，继续搅拌15～30min后向搅拌加热釜中加入1kg十二烷基苯磺酸，并补加20kg水，提高搅拌速率至300rpm，搅拌5min后得到浆料液；
采用上述浆料液制备新型防贯穿辐射门板夹层的方法，包括如下步骤：
将模具平行放置于双驱动两辊压延机的传送带上，在模具底部事先铺设一层200目黄铜丝布，开启压延机，通过辊轮将浆料液均匀的平铺在黄铜丝布上，当模具内浆料液的水平面位于模具的中间位置处时再向模具上铺设3层150目黄铜丝布，并进行二次辊压填料；浆料液填满模具后，在模具顶部最后铺设一层黄铜丝布，随后进行第三次辊压，辊压完毕后割除模具边角多余的黄铜丝布；
将填满浆料的模具通过传送带送至真空平板热压机的工作台上，开启真空平板热压机，真空平板热压机的真空舱内真空度不高于-0.05MPa，真空平板热压机的上模温度保持160℃，真空平板热压机的下模温度保持155℃，真空平板热压机的压力为150T，保压时间为45min，脱模后得到新型防穿透辐射门板夹层。
实施例2：
一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，浆料液的各组分与所占质量百分比如下：
Figure GDA0003873860250000041
其中方铅矿粉的平均粒径为不高于100μm、石墨的平均粒径不高于30μm、短切玻璃纤维平均长度在2～3mm之间。
其中改性粘结剂的制备方法为：
将10kg苯酚与10kg质量分数为35％的甲醛溶液混合，以200rpm速率搅拌并升温至45℃，随后向体系中加入20kg正硅酸异丙酯和2kg质量分数为25％的氢氧化钠溶液，提高搅拌速率至400rpm，并以4℃/min的速率升温至80℃，保温70min后向其中加入柠檬酸，调节体系的pH值为7，继续搅拌10min后得到改性粘结剂浆料，将该浆料置于120℃烘箱干燥24h后研磨成粉得到改性粘结剂。
上述浆料液的制备方法，包括以下步骤：
将140kg方铅矿粉末与22kg石墨粉加入到搅拌加热釜中，向搅拌加热釜中通入400kg水，以200rpm的速率开启搅拌，搅拌45min后向其中一次性快速加入16.4kg改性粘结剂与20kg玻璃短纤维，并将搅拌加热釜升温至60℃，继续搅拌15～30min后向釜中加入1.6kg二甲苯磺酸，并补加15kg水，提高搅拌速率至250rpm，搅拌5min后得到浆料液；
采用上述浆料液制备新型防贯穿辐射门板夹层的方法，包括如下步骤：
将模具平行放置于双驱动两辊压延机的传送带上，在模具底部事先铺设一层200目黄铜丝布，开启压延机，通过辊轮将浆料液均匀的平铺在黄铜丝布上，当模具内浆料液的水平面位于模具的中间位置处时再向模具上铺设2层200目黄铜丝布，并进行二次辊压填料；浆料液填满模具后，在模具顶部最后铺设一层黄铜丝布，随后进行第三次辊压，辊压完毕后割除边角多余的黄铜丝布；
将填满浆料的模具通过传送带送至真空平板热压机的工作台上，开启真空平板热压机，真空平板热压机的真空舱内真空度不高于-0.05MPa，真空平板热压机的上模温度保持185℃，真空平板热压机的下模温度保持180℃，真空平板热压机的压力为140T，保压时间为40min，脱模后得到新型防穿透辐射门板夹层。
实施例3：
一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，其各组分与所占质量百分比如下：
Figure GDA0003873860250000051
其中方铅矿粉的平均粒径为不高于100μm、石墨的平均粒径不高于30μm、短切玻璃纤维平均长度在2～3mm之间。
所述改性粘结剂的制备方法为：
将5kg苯酚与6kg质量分数为40％的甲醛溶液混合，以200rpm速率搅拌并升温至55℃，随后向体系中加入15kg正硅酸异丙酯和1kg质量分数为30％的氢氧化钠溶液，提高搅拌速率至400rpm，并以4℃/min的速率升温至70℃，保温70min后向其中加入柠檬酸，调节体系的pH值为7，继续搅拌15min后得到改性粘结剂浆料，将该浆料置于120℃烘箱干燥24h后研磨成粉得到改性粘结剂。
上述浆料液的制备方法，包括以下步骤：
将100kg方铅矿粉末与50kg石墨粉加入到搅拌加热釜中，向搅拌加热釜中通入300kg水，以150rpm的速率开启搅拌，搅拌60min后向其中一次性快速加入18kg改性粘结剂与30kg玻璃短纤维，并将搅拌加热釜升温至60℃，继续搅拌15～30min后向釜中加入2kg氨基磺酸，并补加20kg水，提高搅拌速率至300rpm，搅拌5min后得到浆料液；
采用上述浆料液制备新型防贯穿辐射门板夹层的方法，包括如下步骤：
将模具平行放置于双驱动两辊压延机的传送带上，在模具底部事先铺设一层200目黄铜丝布，开启压延机，通过辊轮将浆料液均匀的平铺在黄铜丝布上，当模具内浆料液的水平面位于模具的中间位置处时再向模具上铺设2层200目黄铜丝布，并进行二次辊压填料；浆料液填满模具后，在模具顶部最后铺设一层黄铜丝布，随后进行第三次辊压，辊压完毕后割除边角多余的黄铜丝布；
将填满浆料的模具通过传送带送至真空平板热压机的工作台上，开启真空平板热压机，真空平板热压机的真空舱内真空度不高于-0.05MPa，真空平板热压机的上模温度保持175℃，真空平板热压机的下模温度保持170℃，压机压力为130T，保压时间为45min，脱模后得到新型防穿透辐射门板夹层。
对上述实施例所得产品的性能进行测试，测试内容包括：密度、防辐射性能、冲击强度、巴氏硬度。其中防辐射性能用SE(单位：dB)表示，测试频率为10MHz，
Figure GDA0003873860250000061
V0：无防辐射夹层的接收电压，V1：有防辐射夹层的接收电压；冲击强度的测试标准为ISO179、巴氏硬度的测试标准为GB/T3854-2005。
性能 实施例1 实施例2 实施例3 单位
密度 5.29 6.12 5.04 g/cm<sup>3</sup>
防辐射 -22 -27 -20 dB
冲击强度 52 48 54 kJ/m<sup>2</sup>
巴氏硬度 40 37 43 Bar
由上表结果可见，采用本发明所研制浆料液制作的新型防贯穿辐射门板夹层，其防辐射性能、密度、冲击强度、巴氏硬度等指标显著改善，完全符合相应的性能标准要求，使得新型防贯穿辐射门板夹层在达到防辐射要求的同时亦能满足轻量化和高强度的要求。

Claims (6)

1.一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，其特征在于，以质量百分比计，所述浆料液是由方铅矿粉50％～70％、石墨粉10％～25％、短切玻璃纤维10％～20％、改性粘结剂5％～10％、和磺酸化合物0.5％～1％混合制成；所述改性粘结剂是由苯酚、正硅酸异丙酯、质量分数为20～30％的氢氧化钠溶液和质量分数为35～40％的甲醛溶液混合制成，苯酚与甲醛溶液的质量比为1:(1～1.3)，苯酚与氢氧化钠溶液的质量比为1:(0.2～0.3)；所述改性粘结剂的制备方法为：将苯酚与质量分数为35％～40％的甲醛溶液混合，以200rpm速率搅拌并升温至45℃～55℃；加入10kg～25kg的正硅酸异丙酯和质量分数为20％～30％的氢氧化钠溶液，提高搅拌速率至400rpm，并以2～4℃/min的速率升温至70℃～90℃，保温40min～80min后加入柠檬酸；调节体系的pH值为7，继续搅拌10min～15min后得到改性粘结剂浆料；将所得到的改性粘结剂浆料置于120℃烘箱干燥24h进行干燥，然后研磨成粉得到改性粘结剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，其特征在于，所述方铅矿粉的平均粒径小于等于100μm；石墨的平均粒径小于等于30μm；短切玻璃纤维的平均长度为2mm～3mm。
3.根据权利要求2所述的一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液，其特征在于，所述磺酸化合物为十二烷基苯磺酸、4-甲苯磺酰氯、二甲苯磺酸、氨基磺酸中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1～3任一项所述用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01：按配方质量比称取方铅矿粉、石墨粉、短切玻璃纤维、改性粘结剂、磺酸化合物；
步骤S02：将所述方铅矿粉末与石墨粉加入到搅拌加热釜中；
向搅拌加热釜中通入溶剂，其中溶剂与方铅矿粉的质量比为1:(2～5)；
以100rpm～200rpm的速率开启搅拌；
步骤S03：搅拌30min～60min后加入改性粘结剂与玻璃短纤维，并将搅拌加热釜升温至40℃～60℃；
步骤S04：继续搅拌15min～30min后向加热釜中加入磺酸化合物，并补加溶剂，其中补加的溶剂与方铅矿粉的质量比为1:(5～10)；
步骤S05：提高搅拌速率至200rpm～300rpm，搅拌5min后得到浆料液。
5.根据权利要求4所述的一种用于防贯穿辐射门板夹层的浆料液的制备方法，其特征在于，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、水中的一种或几种。
6.采用权利要求1～5任一项中所述浆料液制备防贯穿辐射门板夹层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：在模具底部铺设1层黄铜丝布，所述黄铜丝布的网孔目数为100目～200目；
步骤S2：将经步骤S1处理后的模具平行放置于双驱动两辊压延机的传送带上，开启双驱动两辊压延机，通过双驱动两辊压延机的辊轮将浆料液均匀的平铺在模具底部的黄铜丝布上；
步骤S3：当模具内浆料液的水平面位于模具的中间位置时，再向模具上铺设1～3层黄铜丝布，并进行二次辊压填料；
步骤S4：当浆料液填满模具后，在模具顶部铺设1层黄铜丝布，随后进行第三次辊压；
步骤S5：辊压完毕后割除模具边角上多余的黄铜丝布；
步骤S6：将填满浆料液的模具通过传送带送至真空平板热压机的工作台上，开启真空平板热压机，真空平板热压机的真空舱内的真空度小于-0.05MPa，真空平板热压机的上模温度保持160℃～200℃，真空平板热压机的下模温度保持150℃～190℃，真空平板热压机的压力为100T～150T，保压时间为30min～45min，脱模后得到防穿透辐射门板夹层。
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