CN114989486B - 一种防辐射组合物及其制备方法及防辐射聚氨酯膜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防辐射组合物及其制备方法及防辐射聚氨酯膜，属于防辐射材料领域。一种防辐射组合物，包括以下重量份的组分：氧化硼3~9份、氧化钡3~9份、氧化锂1~7份、石墨烯0.2~1.5份、四氧化三铁10~18份、防沉剂1.5~5.5份、分散剂1~3份、分散用溶剂80~120份。一种防辐射组合物的制备方法，包括以下步骤：将氧化硼、氧化钡和氧化锂熔炼，然后经冷水淬冷，粉碎、研磨，得到硼钡锂粉；将防沉剂和分散剂加入分散用溶剂中搅拌分散，然后加入所述硼钡锂粉，继续搅拌，然后加入四氧化三铁，继续搅拌，然后加入石墨烯，继续搅拌，得到防辐射组合物。本申请具有防辐射效果良好的优点。

Description

一种防辐射组合物及其制备方法及防辐射聚氨酯膜

技术领域

本申请涉及防辐射材料领域，尤其是涉及一种防辐射组合物及其制备方法及防辐射聚氨酯膜。

背景技术

随着社会科技的进步，人们日常生活和工作都离不开电子产品，电子产品为人们提供便利的同时，又会带来电磁辐射的威胁。电磁辐射无处不在，常见的电磁辐射来源有微波炉、打印机和电磁炉，长期接触电磁辐射，导致人体的精力和体力减退，并可能会诱发体内病变，特别是对于抵抗力较弱的孕妇和儿童，更容易受到电磁辐射的伤害。

为了减少电磁辐射对人体造成的伤害，防辐射屏蔽材料的研究成为了当今的一个热点，其中对辐射防护服的研究较多，辐射防护服一般由具有防辐射功能的金属纤维面料制成，金属纤维面料是把金属纤维和布纤维混纺在一起，形成金属网，起到防辐射作用。

然而，金属纤维面料中的金属纤维比较细，在洗涤过程中容易断开，长时间使用后金属纤维面料的防辐射效果下降。

发明内容

为了获得防辐射效果良好材料，本申请提供一种防辐射组合物及其制备方法及防辐射聚氨酯膜。

第一方面，本申请提供的一种防辐射组合物采用如下的技术方案：

一种防辐射组合物，包括以下重量份的组分：

氧化硼3～9份；

氧化钡3～9份；

氧化锂1～7份；

石墨烯0.2～1.5份；

四氧化三铁10～18份；

防沉剂1.5～5.5份；

分散剂1～3份；

分散用溶剂80～120份。

通过采用上述技术方案，防辐射组合物可以作为辅料添加至基料中，使基料具有防辐射作用；防辐射组合物中的氧化硼、氧化钡、氧化锂、石墨烯和四氧化三铁不存在易断的问题，而且防辐射组合物自身能稳定存在，使得防辐射功能能够长时间维持，耐用性更好。

利用氧化硼、氧化钡和氧化锂制得硼钡锂材料，硼钡锂材料具有优异的防辐射作用，电磁屏蔽效果好，四氧化三铁和石墨烯也具有防辐射作用，四氧化三铁配合硼钡锂材料可大幅增强电磁屏蔽效果，而石墨烯的加入可提高硼钡锂材料与四氧化三铁体系与基料体系的相容性，从而降低对基料物性的影响，保持基料本身的物性并赋予新的防辐射功能。

可选的，所述氧化硼、氧化钡和氧化锂的重量比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):1。

通过采用上述技术方案，调控氧化硼、氧化钡和氧化锂三者的配比，获得的防辐射组合物具有更良好的电磁屏蔽效果。

可选的，所述石墨烯的单层率为80％～99％，所述石墨烯的平均层厚为0.3～0.5nm。

通过采用上述技术方案，选择上述尺寸范围的石墨烯，防辐射组合物在电磁屏蔽效果方面表现的更好，而且防辐射组合物与基料结合后，更有助于基料的物性的保持。

可选的，所述防沉剂为硅藻土和膨润土中的一种或两种。

通过采用上述技术方案，硅藻土和膨润土均易于在溶剂中悬浮，悬浮时可减少体系中其他组分沉淀的情况，从而提高防辐射组合物的稳定性，与石墨烯协同配合提高后续防辐射组合物作为辅料与基料结合的稳定性。

可选的，所述分散剂为聚醚类分散剂和硅烷偶联剂KH560的组合，所述聚醚类分散剂与硅烷偶联剂KH560的重量比为5:(5～7)。

聚醚类分散剂可以是Tego-740w润湿分散剂、Tego-755w润湿分散剂和Tego-655润湿分散剂等含有聚醚的分散剂。

通过采用上述技术方案，聚醚类分散剂和硅烷偶联剂KH560的加入，可促进硼钡锂材料、四氧化三铁和石墨烯的充分分散，提高相互配合的效果。

可选的，所述四氧化三铁的粒径为100～200nm。

通过采用上述技术方案，选取上述粒径范围的四氧化三铁，四氧化三铁的比表面积大，与硼钡锂材料和石墨烯的结合性良好，可以提高防辐射效果。

第二方面，本申请提供的一种防辐射组合物的制备方法采用如下的技术方案：

一种防辐射组合物的制备方法，包括以下步骤：

将氧化硼、氧化钡和氧化锂在1400～1500℃下熔炼，然后经冷水淬冷，粉碎、研磨，得到硼钡锂粉；

将防沉剂和分散剂加入分散用溶剂中搅拌分散，然后加入所述硼钡锂粉，继续搅拌，然后加入四氧化三铁，继续搅拌，然后加入石墨烯，继续搅拌，得到防辐射组合物。

通过采用上述技术方案，氧化硼、氧化钡和氧化锂通过熔炼的方式形成硼钡锂粉，获得基础的防辐射能力，然后在防沉剂和分散剂的作用下搅拌混合于分散用溶剂中，以便后续与四氧化三铁以及石墨烯充分分散，并且按粒径从大到小的顺序投料分散，更有利于分散均匀，形成稳定且可以发挥硼钡锂粉、四氧化三铁以及石墨烯三者协同作用的防辐射组合物。

第三方面，本申请提供的一种防辐射聚氨酯膜采用如下的技术方案：

一种防辐射聚氨酯膜，包括以下重量份的组分：

防辐射组合物33～43份；

聚氨酯树脂350～470份；

润湿剂1～4份；

消泡剂0.1～0.5份；

混合用溶剂120～200份。

通过采用上述技术方案，以聚氨酯树脂作为膜的基料，加入防辐射组合物，使聚氨酯膜具有防辐射功能。

往聚氨酯树脂中添加辅料，赋予聚氨酯新的功能是常见的改进方式，但常常出现辅料与聚氨酯不相容的情况，虽然得到新的功能，但聚氨酯本身的良好性能被抑制，影响了这种改性方式的应用和推广。本申请的防辐射组合物与聚氨酯树脂相容性良好，而且通过润湿剂和消泡剂提高成膜的均匀性，进一步保持基料本身的物性并赋予防辐射功能。

可选的，所述聚氨酯树脂的制备原料包括聚乙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇、二异氰酸酯、有机硅多元醇、1，4-丁二醇和乙二胺，所述聚乙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇、二异氰酸酯、有机硅多元醇、1，4-丁二醇和乙二胺的重量比为(65～80):(15～25):(60～80):(0.5～0.9):(13～18):(0.1～0.2)。

通过采用上述技术方案，上述原料制备得到的聚氨酯树脂在成膜后具有良好的耐水压和透湿度，即具有良好的防水透湿性，膜的孔洞整齐致密且孔径小，成团的水分子或水珠无法通过，只能通过体积更小的水蒸气，因此当聚氨酯膜应用于服装领域时，可以阻挡外部的水进入，且内部可以排汗散发热量，提高穿着舒适感；防辐射组合物与上述制得的聚氨酯树脂有良好的相容性，使得聚氨酯膜成型后不但具有防辐射功能，而且还能保持良好的耐水压和透湿度，防水透湿性能优异。

可选的，所述有机硅多元醇为单端双羟烃基聚二甲基硅氧烷。

通过采用上述技术方案，单端双羟烃基聚二甲基硅氧烷起到接枝聚氨酯预聚物的作用，可增大聚氨酯膜的疏水性，提高防水效果。

可选的，所述聚乙二醇选用分子量1000的聚乙二醇和分子量4000的聚乙二醇，分子量1000的聚乙二醇与分子量4000的聚乙二醇的重量比为1:(1～1.5)，所述聚四亚甲基醚乙二醇选用分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇和分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇，分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇和分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇的重量比为1:(1.7～2.4)。

通过采用上述技术方案，采用上述分子量和配比的聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇，具有良好的防水透湿性能，而且加入防辐射组合物后防辐射能力大幅提高。

可选的，所述润湿剂为聚硅氧烷类润湿剂。

润湿剂可以为BYK-P104S、BYK-3760和BYK-W940等含有聚硅氧烷的润湿剂。

可选的，所述消泡剂为破泡聚硅氧烷溶液。

消泡剂可以为BYK-012、BYK-016和BYK-022等含有破泡聚硅氧烷的消泡剂。

通过采用上述技术方案，聚硅氧烷类润湿剂可以提高聚氨酯膜的均匀性，使聚氨酯膜各处的耐水压一致；破泡聚硅氧烷溶液有助于抑制成膜时气泡，提高聚氨酯膜的耐水压。

可选的，防辐射聚氨酯膜的组分还包括重量份为3～5份的气相二氧化硅，所述气相二氧化硅的粒径为4～8μm。

通过采用上述技术方案，气相二氧化硅可降低聚氨酯膜的光泽，同时可以改善聚氨酯膜的手感。

可选的，防辐射聚氨酯膜的原料中还包括重量份为20～35份的颜料。

颜料可以是钛白粉、钴蓝和钛镍黄等，起到上色作用即可。

第四方面，本申请提供的一种防辐射聚氨酯膜的制备方法采用如下的技术方案：

一种防辐射聚氨酯膜的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯树脂、混合用溶剂、防辐射组合物、润湿剂、消泡剂混合搅拌，真空脱泡，得到混合浆料；

将所述混合浆料涂覆于离型材料，加热烘干，降温，在离型材料上形成膜，分离离型材料和膜，所得膜为防辐射聚氨酯膜。

可选的，所述聚氨酯树脂的制备方法：

将聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇在75～80℃融熔，加入二异氰酸酯进行预聚反应，然后加入有机硅多元醇进行反应，再加入1，4-丁二醇和乙二胺进行扩链反应，反应结束后得到聚氨酯树脂。

通过采用上述技术方案，乙二胺扩链可以提高分子间力，所获得的聚氨酯树脂在成膜后，具有优异的防水透湿性能。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请的防辐射组合物可以作为辅料添加至基料中，使基料具有防辐射作用；防辐射组合物中的氧化硼、氧化钡、氧化锂、石墨烯和四氧化三铁不存在易断的问题，而且防辐射组合物自身能稳定存在，使得防辐射功能能够长时间维持，耐用性更好。利用氧化硼、氧化钡和氧化锂制得硼钡锂材料，硼钡锂材料具有优异的防辐射作用，电磁屏蔽效果好，四氧化三铁和石墨烯也具有防辐射作用，四氧化三铁配合硼钡锂材料可大幅增强电磁屏蔽效果，而石墨烯的加入可提高硼钡锂材料与四氧化三铁体系与基料体系的相容性，从而降低对基料物性的影响，保持基料本身的物性并赋予新的防辐射功能。

2、本申请以聚氨酯树脂作为膜的基料，加入防辐射组合物，使聚氨酯膜具有防辐射功能。防辐射组合物与聚氨酯树脂相容性良好，且聚氨酯膜的耐水压和透湿度受防辐射组合物的影响较小，达到综合性能更优的效果。

具体实施方式

以下结合实施例和应用例对本申请作进一步详细说明。

在以下制备例、实施例和应用例中，聚醚类分散剂选用Tego 740w润湿分散剂，聚硅氧烷类润湿剂选用BYK-3760，破泡聚硅氧烷类消泡剂选用BYK-012，以上选择是作为公开充分的支撑，但不限于本申请只能选择上述型号。

制备例

制备例1

聚氨酯树脂，包括以下原料：

分子量1000的聚乙二醇170g、分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇30g、二异氰酸酯160g、有机硅多元醇1.8g、1，4-丁二醇36g、二甲基甲酰胺332g、乙二胺0.3g。

其中二异氰酸酯为4‘4-二苯基甲烷二异氰酸酯；

有机硅多元醇为单端双羟烃基聚二甲基硅氧烷。

聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇加入反应釜中，并在75℃下融熔，然后加入二异氰酸酯进行预聚反应1.5h，然后加入有机硅多元醇进行反应30min，再加入1，4-丁二醇进行反应3h，随后加入二甲基甲酰胺稀释降温至45℃，最后加入乙二胺进行反应30min，反应结束后得到聚氨酯树脂。

制备例2

聚氨酯树脂，包括以下原料：

分子量1000的聚乙二醇150g、分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇50g、二异氰酸酯120g、有机硅多元醇1.0g、1，4-丁二醇26g、二甲基甲酰胺332g、乙二胺0.2g。

其中二异氰酸酯为4‘4-二苯基甲烷二异氰酸酯；

有机硅多元醇为单端双羟烃基聚二甲基硅氧烷。

聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇加入反应釜中，并在80℃下融熔，然后加入二异氰酸酯进行预聚反应1.5h，然后加入有机硅多元醇进行反应30min，再加入1，4-丁二醇进行反应3h，随后加入二甲基甲酰胺稀释降温至50℃，最后加入乙二胺进行反应30min，反应结束后得到聚氨酯树脂。

制备例3

本制备例与制备例1的区别在于，聚氨酯的原料不同。

聚氨酯树脂，包括以下原料：

分子量1000的聚乙二醇160g、分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇40g、二异氰酸酯140g、有机硅多元醇1.4g、1，4-丁二醇32g、二甲基甲酰胺332g、乙二胺0.4g。

其中二异氰酸酯为4‘4-二苯基甲烷二异氰酸酯；

有机硅多元醇为单端双羟烃基聚二甲基硅氧烷。

制备例4

本制备例与制备例3的区别在于，聚氨酯的原料不同。

聚氨酯树脂，包括以下原料：

分子量1000的聚乙二醇80g、分子量4000的聚乙二醇80g、分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇10g、分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇30g、二异氰酸酯140g、有机硅多元醇1.4g、1，4-丁二醇32g、二甲基甲酰胺332g、乙二胺0.3g。

制备例5

本制备例与制备例3的区别在于，聚氨酯的原料不同。

聚氨酯树脂，包括以下原料：

分子量1000的聚乙二醇70g、分子量4000的聚乙二醇90g、分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇13g、分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇27g、二异氰酸酯140g、有机硅多元醇1.4g、1，4-丁二醇32g、二甲基甲酰胺332g、乙二胺0.3g。

制备对比例

制备对比例1

本制备对比例与制备例3的区别在于，本制备对比例用等量的分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇替代分子量1000的聚乙二醇，即分子量1000的聚乙二醇的加入量为0，分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇的加入量为200g。

制备对比例2

本制备对比例与制备例3的区别在于，本制备对比例用等量的1,4-丁二醇替代有机硅多元醇，即有机硅多元醇的加入量为0，1,4-丁二醇的加入量为33.4g。

实施例

实施例1

一种防辐射组合物，包括以下组分：

氧化硼3g、氧化钡3g、氧化锂1g、石墨烯0.2g、四氧化三铁10g、防沉剂1.5g、分散剂1g、分散用溶剂80g。

其中石墨烯的单层率为30％，平均层厚1nm；

四氧化三铁呈粉末状，四氧化三铁的粒径为100～150nm；

防沉剂为硅藻土；

分散剂为0.5g聚醚类分散剂和0.5g硅烷偶联剂KH560；

分散用溶剂为二甲基甲酰胺。

一种防辐射组合物的制备方法，包括以下步骤：

将氧化硼、氧化钡和氧化锂加入熔炉中，在1400℃下熔炼1.5h，然后经冷水淬冷，粉碎，再加入行星式球磨机球磨至1000目，得到硼钡锂粉。

将防沉剂和分散剂加入分散用溶剂中，在1000rpm下搅拌分散，搅拌时间20min，然后加入硼钡锂粉，在1500rpm下搅拌1h，然后加入四氧化三铁，在1500rpm下搅拌1h，然后加入石墨烯，在1500rpm下搅拌2h，200目滤网过滤，滤出物为防辐射组合物。

实施例2

一种防辐射组合物，包括以下组分：

氧化硼9g、氧化钡9g、氧化锂6g、石墨烯1.5g、四氧化三铁17g、防沉剂5.5g、分散剂3g、分散用溶剂120g。

其中石墨烯的单层率为30％，平均层厚1nm；

四氧化三铁呈粉末状，四氧化三铁的粒径为150～200nm；

防沉剂为膨润土；

分散剂为1.25g聚醚类分散剂和1.75g硅烷偶联剂KH560；

分散用溶剂为二甲基甲酰胺。

一种防辐射组合物的制备方法，包括以下步骤：

将氧化硼、氧化钡和氧化锂加入熔炉中，在1500℃下熔炼2h，然后经冷水淬冷，粉碎，再加入行星式球磨机球磨至1000目，得到硼钡锂粉。

将防沉剂和分散剂加入分散用溶剂中，在800rpm下搅拌分散，搅拌时间30min，然后加入硼钡锂粉，在1700rpm下搅拌0.5h，然后加入四氧化三铁，在1700rpm下搅拌1.5h，然后加入石墨烯，在1500rpm下搅拌2.5h，200目滤网过滤，滤出物为防辐射组合物。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，防辐射组合物的组分不同。

一种防辐射组合物，包括以下组分：

氧化硼4g、氧化钡4g、氧化锂4g、石墨烯0.8g、四氧化三铁12g、防沉剂3g、分散剂2g、分散用溶剂100g。

其中石墨烯的单层率为30％，平均层厚1nm；

四氧化三铁呈粉末状，四氧化三铁的粒径为150～200nm；

防沉剂为膨润土；

分散剂为1g聚醚类分散剂和1g硅烷偶联剂KH560；

分散用溶剂为二甲基甲酰胺。

实施例4～实施例5

实施例4至实施例5与实施例3的区别在于，防辐射组合物的氧化硼、氧化钡和氧化锂的配比不同，具体如表1：

表1

	氧化硼(g)	氧化钡(g)	氧化锂(g)
				实施例3	4.0	4.0	4.0
实施例4	4.5	4.5	3.0
				实施例5	5.0	5.0	2.0

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于，石墨烯的单层率以及平均层厚不同。

本实施例的石墨烯的单层率为80％，平均层厚0.5nm。

实施例7

本实施例与实施例5的区别在于，石墨烯的单层率以及平均层厚不同。

本实施例的石墨烯的单层率为99％，平均层厚0.3nm。

对比例

对比例1～对比例4

对比例1至对比例4与实施例3的区别在于，防辐射组合物的组分和配比不同，具体组分如表2。

表2

对比例3的分散剂为2.5g聚醚类分散剂和2.5g硅烷偶联剂KH560。

应用例

应用例1

一种防辐射聚氨酯膜，包括以下原料：

防辐射组合物33g、聚氨酯树脂350g、润湿剂1g、消泡剂0.1g、混合用溶剂120g。

其中防辐射组合物选用实施例1的防辐射组合物；

聚氨酯树脂选用制备例1的聚氨酯树脂；

润湿剂为聚硅氧烷类润湿剂；

消泡剂为破泡聚硅氧烷溶液；

混合用溶剂为丁酮45g、乙酸乙酯75g；

一种防辐射聚氨酯膜的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯树脂、混合用溶剂、防辐射组合物、润湿剂、消泡剂在1000rpm下混合搅拌，搅拌时间1h，然后抽真空负压0.03MPa并脱泡30min，静置30min，得到混合浆料；

将混合浆料通过辊涂的方式涂覆于离型纸，涂层厚度在18μm，加热烘干，在离型纸上形成膜，烘干时烘箱的温度为140℃，烘干用时3min，离开烘箱后自然降温0.5min，然后分离离型纸和膜，所得膜为防辐射聚氨酯膜。

应用例2

一种防辐射聚氨酯膜，包括以下原料：

防辐射组合物43g、聚氨酯树脂470g、润湿剂4g、消泡剂0.5g、混合用溶剂200g。

其中防辐射组合物选用实施例2的防辐射组合物；

聚氨酯树脂选用制备例2的聚氨酯树脂；

润湿剂为聚硅氧烷类润湿剂；

消泡剂为破泡聚硅氧烷溶液；

混合用溶剂为丁酮80g、乙酸乙酯120g；

一种防辐射聚氨酯膜的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯树脂、混合用溶剂、防辐射组合物、润湿剂、消泡剂在800rpm下混合搅拌，搅拌时间1.5h，然后抽真空负压0.03MPa并脱泡30min，静置30min，得到混合浆料；

将混合浆料通过辊涂的方式涂覆于离型纸，涂层厚度在18μm，加热烘干，在离型纸上形成膜，烘干时烘箱的温度为130℃，烘干用时2.5min，离开烘箱后自然降温1min，然后分离离型纸和膜，所得膜为防辐射聚氨酯膜。

应用例3

本应用例与应用例1的区别在于，防辐射聚氨酯膜的原料不同。

一种防辐射聚氨酯膜，包括以下原料：

防辐射组合物39g、聚氨酯树脂430g、润湿剂2g、消泡剂0.3g、混合用溶剂170g。

其中防辐射组合物选用实施例3的防辐射组合物；

聚氨酯树脂选用制备例3的聚氨酯树脂；

润湿剂为聚硅氧烷类润湿剂；

消泡剂为破泡聚硅氧烷溶液；

混合用溶剂为丁酮60g、乙酸乙酯110g；

应用例4～应用例10

应用例4至应用例10与应用例3的区别在于，防辐射组合物和聚氨酯树脂的来源不同，具体如表3。

表3

	防辐射组合物来源	聚氨酯树脂来源
			应用例3	实施例3	制备例3
应用例4	实施例4	制备例3
			应用例5	实施例5	制备例3
应用例6	实施例6	制备例3
			应用例7	实施例7	制备例3
应用例8	实施例3	制备例4
			应用例9	实施例3	制备例5
应用例10	实施例6	制备例5

应用例11

本应用例与应用例3的区别在于，混合浆料中还添加有3g的气相二氧化硅和20g颜料。

其中颜料为钛白粉。

应用例12

本应用例与应用例3的区别在于，混合浆料中还添加有5g的气相二氧化硅和35g颜料。

其中颜料为钴蓝。

应用对比例

应用对比例1

本应用对比例与应用例3的区别在于，本应用对比例用等量的聚氨酯树脂替代防辐射组合物，即防辐射组合物的加入量为0，聚氨酯树脂的加入量为469g。

应用对比例2～应用对比例7

应用对比例2至应用对比例7与应用例3的区别在于，防辐射组合物和聚氨酯树脂的来源不同，具体如表4。

表4

性能检测试验电磁屏蔽效果测试：根据GB/T 35575-2017《电磁屏蔽薄膜通用技术要求》，对本申请的各个应用例和应用对比例的屏蔽效能进行测试，电磁波频率范围100MHz-3GHz，测试结果如表5所示。

耐水压测试：根据JIS L1092《纺织品抗水性》静水压试验B，对本申请的各个应用例和应用对比例的耐水压进行测试，测试结果如表5所示。

透湿度测试：根据JIS L1099 B1(醋酸钾法)-1993，对本申请的各个应用例和应用对比例的透湿度进行测试，测试结果如表5所示。

表5

根据表5，以应用对比例1为例，在不添加防辐射组合物时，聚氨酯膜的屏蔽效能低，防辐射功能弱，而应用例3添加防辐射组合物后，聚氨酯膜的屏蔽效能大幅提高，使聚氨酯膜具有良好的防辐射功能，可应用于辐射防护服、箱包等需要屏蔽电磁辐射的领域。应用例1-3在本申请限定的范围内进行防辐射组合物与聚氨酯树脂的搭配，防辐射功能良好，且聚氨酯膜的耐水压和透湿度受影响较小，达到综合性能更优的效果。

以应用对比例2-4与应用例3为例，添加四氧化三铁后，四氧化三铁可以与硼钡锂粉配合来实现屏蔽效能明显提高，从而满足防辐射组合物和聚氨酯膜的防辐射功能要求；添加活性炭后，推测是防辐射组合物与聚氨酯树脂的相容性更好，明显降低防辐射组合物对聚氨酯膜耐水压和透湿度的影响，使聚氨酯膜具有防辐射功能的同时，防水透湿性得以保持；添加防沉剂硅藻土后，防辐射组合物的体系稳定性增强，各组分相互分散，使聚氨酯膜的防辐射能力增强。

以应用对比例5与应用例3为例，氧化硼、氧化钡、氧化锂、石墨烯和四氧化三铁之间的比例分别在3～9份、3～9份、1～7份、0.2～1.5份和10～18份时，才能获得防辐射功能好且防水耐湿效果好的综合性能。

以应用对比例6与应用例3为例，在本申请限定的聚氨酯树脂配方中，采用聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇复配作为聚醚多元醇，能够获得良好防水透湿性，而且所得到的聚氨酯树脂与防辐射组合物的相容性良好，屏蔽效能提高，有助于防辐射性能的发挥。

以应用对比例7与应用例3为例，以有机硅多元醇对聚氨酯树脂进行接枝，有助于提高聚氨酯膜的防水性。

以应用例4-5与应用例3为例，调整氧化硼、氧化钡和氧化锂的配比至(1.5～2.5):(1.5～2.5):1，屏蔽效能提高，防辐射功能提升。

以应用例6-7与应用例5为例，选择单层率为80％～99％、平均层厚为0.3～0.5nm的石墨烯，不仅屏蔽效能提高，而且耐水压和透湿度也有所提高，进一步提高聚氨酯膜的综合性能。

以应用例8-10与应用例5为例，选择多种分子量的聚乙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇复配，不仅能改善聚氨酯膜自身的耐水压和透湿度，而且推测是防辐射组合物与聚氨酯树脂的相容性进一步提高，从而进一步提高聚氨酯膜的屏蔽效能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本具体实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种防辐射组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：

氧化硼 3~9份；

氧化钡 3~9份；

氧化锂 1~7份；

石墨烯 0.2~1.5份；

四氧化三铁 10~18份；

防沉剂 1.5~5.5份；

分散剂 1~3份；

分散用溶剂 80~120份；

所述氧化硼、氧化钡和氧化锂制得硼钡锂；

所述氧化硼、氧化钡和氧化锂的重量比为(1.5~2.5):(1.5~2.5):1。

2.根据权利要求1所述的一种防辐射组合物，其特征在于：所述石墨烯的单层率为80%~99%，所述石墨烯的平均层厚为0.3~0.5nm。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种防辐射组合物，其特征在于：所述防沉剂为硅藻土和膨润土中的一种或两种。

4.一种防辐射组合物的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-3任一所述的防辐射组合物，包括以下步骤：

将氧化硼、氧化钡和氧化锂在1400~1500℃下熔炼，然后经冷水淬冷，粉碎、研磨，得到硼钡锂粉；

将防沉剂和分散剂加入分散用溶剂中搅拌分散，然后加入所述硼钡锂粉，继续搅拌，然后加入四氧化三铁，继续搅拌，然后加入石墨烯，继续搅拌，得到防辐射组合物。

5.一种防辐射聚氨酯膜，其特征在于：包括以下重量份的组分：

权利要求1-3任一所述的防辐射组合物 33~43份；

聚氨酯树脂 350~470份；

润湿剂 1~4份；

消泡剂 0.1~0.5份；

混合用溶剂 120~200份。

6.根据权利要求5所述的一种防辐射聚氨酯膜，其特征在于：所述聚氨酯树脂的制备原料包括聚乙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇、二异氰酸酯、有机硅多元醇、1，4-丁二醇和乙二胺，所述聚乙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇、二异氰酸酯、有机硅多元醇、1，4-丁二醇和乙二胺的重量比为(65~80):(15~25):(60~80):(0.5~0.9):(13~18):(0.1~0.2)。

7.根据权利要求6所述的一种防辐射聚氨酯膜，其特征在于：所述聚乙二醇选用分子量1000的聚乙二醇和分子量4000的聚乙二醇，分子量1000的聚乙二醇与分子量4000的聚乙二醇的重量比为1:(1~1.5)，所述聚四亚甲基醚乙二醇选用分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇和分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇，分子量1000的聚四亚甲基醚乙二醇和分子量2000的聚四亚甲基醚乙二醇的重量比为1:(1.7~2.4)。

8.根据权利要求5-7任一所述的一种防辐射聚氨酯膜，其特征在于：防辐射聚氨酯膜的组分还包括重量份为3~5份的气相二氧化硅，所述气相二氧化硅的粒径为4~8μm。

9.一种防辐射聚氨酯膜的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求5-8任一所述的防辐射聚氨酯膜，包括以下步骤：

将聚氨酯树脂、混合用溶剂、防辐射组合物、润湿剂、消泡剂混合搅拌，真空脱泡，得到混合浆料；

将所述混合浆料涂覆于离型材料，加热烘干，降温，在离型材料上形成膜，分离离型材料和膜，所得膜为防辐射聚氨酯膜。