DE102005034384A1

DE102005034384A1 - Strahlenschutzmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102005034384A1
Application number: DE102005034384A
Authority: DE
Inventors: Barbara Ballsieper
Original assignee: Mavig GmbH
Current assignee: Mavig GmbH
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strahlenschutzmaterial auf Acrylbasis, welches Wismut enthält und ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlenschutzmaterial auf Acrylbasis.

Herkömmliche transparente und mechanisch feste Strahlenschutzmaterialien enthalten meist Blei. So ist zum Beispiel aus der DE 27 32 006 A1 ein bleihaltiges Acryl-Strahlenschutzmaterial bekannt. Es handelt sich hierbei um ein Acrylmaterial mit hoher Strahlenschutzleistung, ausgezeichneter mechanischer Festigkeit und Transparenz. Allerdings weist dieses bleihaltige Strahlenschutzmaterial nachgewiesenermaßen umwelttechnische Nachteile auf und stellt demnach eine außerordentliche Belastung für Mensch und Umwelt dar.

Blei gehört zu den gefährlichsten Metallen überhaupt. Es ist eines der vier Metalle, die die größte Gefahr für den Menschen darstellen. Es kann von Menschen und Tieren über die Nahrung, das Wasser und über die Luft aufgenommen werden. Als Ergebnis einer Bleivergiftung kommt es zum Beispiel zu Nierenschäden und zu Hirnschäden. Blei gelangt über die Plazenta in den Fötus und kann ernst zunehmende Schäden des Nervensystems und des Gehirns des Neugeborenen verursachen. Blei stellt auch eine große Belastung für die Umwelt dar. Es kann nicht abgebaut, sondern nur in andere Formen umgewandelt werden. Blei ist auch deshalb ein so gefährliches Element, weil es sich nicht nur in einem einzelnen Organismus anhäuft, sondern in der gesamten Nahrungskette.

Eine Abkehr von bleihaltigen Strahlenschutzmaterialien ist vor allen Dingen aufgrund der starken gesundheitsschädigenden Auswirkungen von Blei und der hohen Umweltbelastung durch Blei wünschenswert. Deshalb wird seit Jahren nach einem Ersatzmaterial für Blei-enthaltende Strahlenschutzmaterialien mit ähnlicher Strahlenschutzleistung gesucht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein bleifreies leichtes Strahlenschutzmaterial zur Verfügung zu stellen, dessen umwelttechnische Belastung im Vergleich zu bleihaltigen Materialien weitaus geringer ist und dessen Strahlenschutzleistung, optische Transparenz und mechanische Festigkeit mit Strahlenschutzmaterialien, die Blei enthalten, vergleichbar ist, sowie ein verfahren zu dessen Herstellung und Verwendungen anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit einem Strahlenschutzmaterial auf Acrylbasis gemäß Patentanspruch 1, bezüglich des Herstellungsverfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 24 und bezüglich möglicher Verwendungen durch die Ansprüche 27 bis 32 gelöst.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strahlenschutzmaterial auf Acrylbasis, welches Wismut enthält.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials als Schutzscheibe, mobile Schutzscheibe und Schutzschild.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Schutzscheibe, mobile Schutzscheibe und Schutzschild, die aus dem erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterial gebildet sind.

Als Blei-Ersatzelement in leichten Strahlenschutzmaterialien bietet sich Wismut deshalb an, weil es gute Strahlenschutzleistungen zeigt. Vorteilhaft ist, dass die gesundheitlichen Auswirkungen von Wismut im Vergleich zu Blei als gering zu bezeichnen sind. Weiterhin ist von Vorteil, dass Wismut in der Industrie als eines der weniger giftigen Schwermetalle angesehen wird. Außerdem gilt Wismut im Gegensatz zu Blei als nicht umweltgiftig und stellt daher nur eine minimale Bedrohung für die Umwelt dar.

Bevorzugt liegt das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial bleifrei vor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial ein Acrylpolymer, welches die folgende Zusammensetzung aufweist:

A) mindestens eines der folgenden Monomere: Alkylmethacrylat mit 1-4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Hydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmethacrylat und Styrol, und
B) Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat,

Besonders bevorzugt ist ein Strahlenschutzmaterial, welches Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in einem Verhältnis von 10–90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), enthält. Insbesondere bevorzugt ist ein Strahlenschutzmaterial, welches Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in einem Verhältnis von 40–70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), beinhaltet.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass wenn das Strahlenschutzmaterial einen Gehalt an Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in dem Polymer von weniger als 5 Gew.-% aufweist, keine ausreichende Strahlenschutzwirkung erzielt wird und dass bei einem Gehalt von mehr als 95 Gew.-%, die mechanische Festigkeit, bei ausreichender Schutzwirkung, nicht hoch genug ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial weiterhin Wismutcarboxylat mit der allgemeinen Formel (RCOO)_aBi, worin a eine ganze Zahl ist, die der Wertigkeit von Wismut entspricht, und R einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest darstellt, der nicht substituiert oder mit einer Hydroxylgruppe substituiert ist und 5 bis 20 Kohlenstoffatome enthält.
Besonders bevorzugt ist ein Strahlenschutzmaterial, welches Wismutcarboxylat in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, umfasst. Insbesondere bevorzugt ist ein Strahlenschutzmaterial, welches Wismutcarboxylat in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, beinhaltet.
Das Hinzufügen von Wismutcarboxylat zu dem Polymergemisch A) und B) hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, um den Gesamtgehalt an Wismut in dem erfindungsgemäßen Acryl-Strahlenschutzmaterial zu erhöhen und somit dessen Schutzwirkung zu verbessern. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Einarbeitung des Wismutcarboxylats in dem oben genannten Mengenbereich zur Erzielung einer hohen Transparenz des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials beitragen kann.
Wenn außerdem der Gehalt an Wismutacrylat oder Wismutmethacrylat in dem erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterial relativ niedrig ist, ist es möglich, durch entsprechendes Hinzufügen von Wismutcarboxylat dafür zu sorgen, dass sich der Gehalt an Wismut im Polymergemisch nicht reduziert und somit dennoch eine ausreichende Schutzwirkung garantiert wird.
Wenn der Gehalt an Wismutcarboxylat von 100 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, überschritten wird, wird keine Verbesserung der Transparenz erreicht, aber eine Verringerung der mechanischen Festigkeit des Materials beobachtet. Sinkt der Gehalt an Wismutcarboxylat unter einen Wert von 5 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, verschlechtert sich die Transparenz des Materials.
Es hat sich außerdem als günstig erwiesen, wenn das erfindungsgemäße Acryl-Strahlenschutzmaterial, das Wismutcarboxylat der allgemeinen Formel (RCOO)_aBi, worin a eine ganze Zahl von entweder 3 oder 5 ist, enthält. Besonders bevorzugt hat a einen Wert von 3. Bei R handelt es sich um einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff, der nicht-substituiert oder mit einer Hydroxylgruppe substituiert ist und 5 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist. Vorzugsweise ist R eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome unter 5 fällt oder über 20 steigt, das erfindungsgemäße Wismut-Acryl-Strahlenschutzmaterial nicht mehr den Anforderungen an Transparenz und/oder mechanischer Festigkeit genügt.
Es können Wismutcarboxylate, wie beispielsweise Wismuthexanoat, -heptanoat, -octanoat, -nonanoat, -decanoat, -laurat, -myristat, -palmitat, -stearat, -arachidat, -2-hexanoat, -9-decenoat, -linderat, -lauroleat, -myristoleat, -palmitoleat, -petroselinat, -oleat, -elaidat, -linoleat, -linolenat, -sorbat, -geranat, -ricinoleat, -ricinelaidat, -naphthenat, -octyl-benzoat usw., eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial enthält ein Alkylmethacrylat, welches 1-4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe besitzen kann. Alkylmethacrylate sind beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, sek.-Butylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat usw.. Vorzugsweise wird Methylmethacrylat verwendet.
Das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial umfasst außerdem ein Hydroxylalkylacrylat oder Hydroxyalkylmethacrylat, welches substituiert oder nicht-substituiert sein kann. Der Substituent weist eine Alkylgruppe mit 2-4 Kohlen stoffatomen auf. Beispielsweise können 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylmethyacrylat, 2-Hydroxy-3-chloropropylacrylat, 2-Hydroxy-3-chloropropylmethacrylat usw. verwendet werden. Vorzugsweise handelt es sich bei Hydroxylalkylacrylat, um Hydroxyethylacrylat oder bei Hydroxyalkylmethacrylat, um Hydroxyethylmethacrylat.
Es ist außerdem möglich, die Monomere des Polymers des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials durch andere copolymerisierbare Monomere auszutauschen. Dieser Austausch erfolgt in einem Umfang, bei dem keine nachteiligen Wirkungen eintreten. Beispielsweise können die polymerisierbaren Comonomere Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, n-Butylacrylat, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylnitril, Methacrylnitril usw. eingesetzt werden.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit neben den Monomeren A) und B) und gegebenenfalls Wismutcarboxylat noch mindestens ein weiteres polyfunktionales Monomer, welches in einer Menge von 8-75 Gew.-% bezogen auf dieses Polymer enthalten ist und der allgemeinen Formel (I) entspricht:
in welcher R₁ H oder CH₃, A eine Alkylengruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl zwischen 2 und 60 ist, oder ein Monomer der allgemeinen Formel (II) enthält:
in welcher R₂ H oder CH₃, K ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 4-25 Kohlenstoffatomen und m eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 ist.
Das polyfunktionale Monomer, welches einer der allgemeinen Formel (I) oder (II) entspricht, ist gegebenenfalls in einer Menge von 8 bis 75%, vorzugsweise von 12 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), enthalten.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass wenn der Gehalt des polyfunktionalen Monomers unter 8 Gew.-% fällt, keine Verbesserung der mechanischen Festigkeit einsetzt. Oberhalb eines Gehalts von 76-Gew.-% wird keine diesem Mengenanteil entsprechende Festigkeitsverbesserung erreicht. Hingegen können sich die physikalischen Eigenschaften verschlechtern, wie z.B. die Bearbeitbarkeit.
In der allgemeinen Formel (I), nimmt n eine ganze Zahl zwischen 2 und 60 und vorzugsweise zwischen 3 und 30 an. Wenn n den Wert 60 überschreitet, geht die verbessernde Wirkung auf die Festigkeit ganz oder teilweise verloren. Der allgemeinen Formel I entsprechende Monomere sind beispielsweise Polyethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycoldimethacrylat, Polypropylenglycoldiacylat, Polypropylenglycoldimethacrylat und Polybutylenglycoldimethacrylat.
In der allgemeinen Formel (II) ist K ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 4-25 und vorzugsweise 4-15 Kohlenstoffatomen, und ist m eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 und hat vorzugsweise den Wert 2.
Wenn die Zahl der Kohlenstoffatome kleiner als 4 ist, ist die die mechanische Festigkeit verbessernde Wirkung gering, und wenn andererseits die Kohlenstoffzahl bei über 25 liegt, wird eine angesichts der großen Kohlenstoffzahl nur unbedeutende Verbesserung der mechanischen Festigkeit erzielt. Der allgemeinen Formel II entsprechende Monomere sind beispielsweise 1,6-Hexandiol-diacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, 1,3-Butandioldiacrylat, 1,3-Butandioldimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Tetramethylolmethantetramethacrylat, 1,12-Dodecandioldiacrylat, 1,12-Dodecandioldimethacrylat, Neopentylglycoldimethacrylat usw..
Je nach Anwendungszweck des erfindungsgemäßen Acryl-Strahlenschutzmaterials kann es vorteilhaft sein, einen Teil des darin enthaltenen Wismuts durch mindestens ein anderes Element zu ersetzen. Die Wahl eines solchen Elements bzw. solcher Elemente hängt davon ab, inwieweit das Strahlenabsorptionsvermögen bzw. Strahlenschutzvermögen des Strahlenschutzmaterials beeinflusst werden soll. Für bestimmte strahlentechnische Anwendungen kann beispielsweise zumindest ein Teil des im Strahlenschutzmaterial enthaltenen Wismuts durch Wolfram (W) und/oder Zinn (Sn) ersetzt sein, wobei die Menge des (der) hinzugefügten Elements bzw. Elemente 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Monomere A) und B) des Acrylpolymers, beträgt.
Eine weitere Zunahme der Strahlenabsorptionswirkung kann dadurch erreicht werden, wenn das erfindungsgemäße Wismuthaltige Acryl-Strahlenschutzmaterial zusätzlich bis 40 Gew.-% eines oder mehrere der folgenden Elemente Er, Ho, Dy, Tb, Gd, Eu, Sm, La, Ce, Nd, Cs, Ba, I, Ta, Hf, Lu, Yb, Tm, Th, U und/oder ihrer Verbindungen und/oder CsI umfasst.
Das erfindungsgemäße Wismut-haltige Acryl-Strahlenschutzmaterial kann als Schichtstruktur mit mindestens zwei Schichten unterschiedlicher Abschirmeigenschaften vorliegen, wobei mindestens eine Schicht die auftreffenden Strahlen, z.B. Röntgenstrahlen, in Sekundärstrahlung, d.h. Fluoreszenzstrahlung (Sekundärstrahlenschicht), umwandelt und mindestens eine Schicht diese Sekundärstrahlung (Sperrschicht) blockiert. Eine derartige Anordnung ist dann besonders vorteilhaft, um eventuell auftretende Sekundärstrahlung vom Anwender fernzuhalten.
Die Sperrschicht ist bevorzugt eine solche, bei der das erfindungsgemäße Wismut-haltige Acryl-Strahlenschutzmaterial weiterhin mindestens ein Element der Ordnungszahlen 61 bis 71 oder Verbindungen davon umfasst. Bevorzugt sind Elemente aus der Gruppe Erbium, Holmium, Dysprosium, Terbium, Gadolinium, Europium, Samarium, Lutetium, Ytterbium, Thulium, wobei das Gadolinium bevorzugt ist. Gegebenenfalls kann die Sperrschicht zusätzlich noch weiterhin mindestens ein Element der Gruppe Tantal, Hafnium, Thorium, Uran bzw. Verbindungen davon enthalten. Die Menge an Wismut sollte mindestens 30 Gew.-% betragen.
Als Sekundärstrahlenschicht kann bevorzugt ein solches Acrylmaterial verwendet werden, das kein Wismut enthält, sondern mindestens ein Element der Ordnungszahlen 39 bis 60 oder eine Verbindung davon. Beispiele dafür sind Zinn, Jod, Cäsium, Barium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym. Insbesondere bevorzugt sind Zinn oder eine Mischung aus Zinn und Cer, wobei das Zinn in einer Menge von 50 bis 100 Gew.-% enthalten sein kann.
Das erfindungsgemäße Wismut-haltige Acryl-Strahlenschutzmaterial kann nach herkömmlichen Verfahren hergestellt werden.
Das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial kann durch Polymerisation eines Monomerengemischs, das die zuvor genannten Monomere A) und B) enthält, hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das erfindungsgemäße Strahlenschutzmittel durch Anwesenheit von Wismutcarboxylat der allgemeinen Formel (RCOO)_aBi, in welcher a und R die oben angegebene Bedeutung haben, in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, zur Erzielung der oben genannten Vorteile, hergestellt werden. Gegebenenfalls liegt der Monomerenmischung noch ein polyfunktionales Monomer der Formeln (I) und (II) vor, das polymerisiert wird.
Für den Polymerisationsvorgang werden die oben genannten einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials in einem vorbestimmten Mengenverhältnis gemischt und gegebenenfalls erhitzt, so dass eine gleichförmige Flüssigkeit entsteht. Die Polymerisation wird in einem Extruder in Gegenwart eines Initiators für radikalische Polymerisation bewirkt. Die Polymerisationsreaktion wird bei einer Temperatur zwischen –10°C und +150°C und vorzugsweise zwischen 40°C und 130°C durchgeführt. Der Initiator für radikalische Polymerisation wird gewöhnlich in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-% und vorzugsweise von 0,02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmonomermenge, angewandt. Beispielsweise können Lauroylperoxid, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, tert-Butylperoxyacetat, tert.-Butylperoxybenzoat, Di-tert.-Butylperoxid, 2,2'-Azobisisobutyronitril usw. als Initiatoren verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Wismut-enthaltenden Acryl-Strahlenschutzmaterialien weisen hervorragende Schutzeigenschaften gegen Röntgenstrahlen auf. Die Bleigleichwerte liegen in einem Bereich von 0,25 bis 10,0 mm Pb, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 7,0 mm Pb, insbesondere 1,0 bis 5,0 mm Pb.
Es ist bekannt, dass die Strahlenbelastung für den Untersucher an Arbeitsplätzen für interventionelle Radiologie und Angiographie besonders hoch ist. Das liegt zum einen daran, dass die Untersuchungen in der Regel aufwendig sind und oft mit hohen Dosisleistungen gearbeitet werden muss, um die notwendige Bildqualität zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial kann daher als Schutzscheibe oder als mobile Schutzscheibe an strahlenbelasteten Arbeitsplätzen in der Medizin (z.B. Röntgendiagnostik) und insbesondere in der Nuklearmedizin eingesetzt werden.
Es ist außerdem bekannt, dass die Stahlenbelastung für Wissenschaftler in der Forschung gegebenenfalls sehr hoch sein kann. Das liegt darin begründet, dass trotz verschiedener Alternativmethoden, die ohne radioaktives Material auskommen, die Radioaktivitätsanalyse aufgrund ihrer hohen Sensitivität noch immer eingesetzt wird.
Daher ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials auch als Schutzscheibe oder als mobile Schutzscheibe an strahlenbelasteten Arbeitsplätzen in der Forschung (z.B. Radioaktivlabor) sinnvoll.
Zum Schutz vor radioaktiver Strahlung kann das erfindungsgemäße Strahlenschutzmaterial auch als Schutzschild in Medizin und Forschung eingesetzt werden. Ein solches Schutzschild kann in der Weise ausgestaltet sein, dass es schwenkbar mit einem Haltearm versehen ist, beispielsweise mittig oder an der Seite angebracht, um das Schild flexibel in jede für den Benutzer geeignete Position zu bewegen.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Strahlenschutzmaterials beschränkt sich hierbei nicht auf die oben genannten Ausführungsformen.
Abschließend ist zu sagen, dass die vorliegende Erfindung einen bedeutenden wichtigen industriellen und medizinischen Fortschritt darstellt, indem sie ein Strahlenschutzmaterial offenbart, welches in Bezug auf mechanische Festigkeit, optische Transparenz und Umweltverträglichkeit hervorragend ist.

Claims

Strahlenschutzmaterial auf Acrylbasis, welches Wismut enthält.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Acrylpolymer folgender Zusammensetzung gebildet ist: A) mindestens eines der folgenden Monomere: Alkylmethacrylat mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, Hydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmethacrylat und Styrol, und B) Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat, wobei Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in einem Verhältnis von 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), vorliegen.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in einem Verhältnis von 10–90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), vorliegen.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutacrylat und/oder Wismutmethacrylat in einem Verhältnis von 40–70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A) und B), vorliegen.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin Wismutcarboxylat mit der allgemeinen Formel (RCOO)_aBi, worin a eine ganze Zahl ist, die der Wertigkeit von Wismut entspricht, und R einen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest darstellt, der nicht substituiert oder mit einer Hydroxylgruppe substituiert ist und 5-20 Kohlenstoffatome enthält.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutcarboxylat in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, vorhanden ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutcarboxylat in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf A) und B) im Polymer, vorhanden ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a eine ganze Zahl von entweder 3 oder 5 ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass a den Wert 3 hat und R ein Kohlenwasserstoffrest mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutcarboxylat Wismuthexanoat, -octanoat, -decanoat, -laurat, -myristat, -palmitat, -stearat, -myristoleat, -plamitoleat, -linoleat, -linolenat oder -naphthenat ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wismutcarboxylat Wismutricinoleat ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydroxylalkylacrylat oder Hydroxylalkylmethacrylat eine Alkylgruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen aufweist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydroxylalkylacrylat oder das Hydroxylalkylmethacrylat Hydroxyethylacrylat oder Hydroxyethylmethacrylat ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylmethacrylat Methylmethacrylat ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer neben den Monomeren A) und B) und gegebenenfalls Wismutcarboxylat noch mindestens ein polyfunktionales Monomer enthält, welches in einer Menge von 8-75 Gew.-%, bezogen auf dieses Polymer, enthalten ist und der allgemeinen Formel (I) entspricht:
in welcher R₁ H oder CH₃, A eine Alkylengruppe mit 2-4 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl zwischen 2 und 60 ist, oder ein Monomer der allgemeinen Formel (II) enthält:
in welcher R₂ H oder CH₃, K ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 4-25 Kohlenstoffatomen und m eine ganze Zahl zwischen 2 und 4 ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das polyfunktionale Monomer in der Gesamtmenge der Monomere A) und B) in einer Menge von 12 bis 60 Gew.-% enthalten ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl n in der allgemeinen Formel (I) eine ganze Zahl zwischen 3 und 30 ist.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass B in der allgemeinen Formel (II) ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 15 Kohlenstoffatomen ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Wismuts durch Wolfram und/oder Zinn ersetzt ist.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein oder mehrere Elemente der Gruppe Er, Ho, Dy, Tb, Gd, Eu, Sm, La, Ce, Nd, Cs, Ba, I, Ta, Hf, Lu, Yb, Tm, Th, U und/oder Verbindungen davon und/oder CsI umfasst.
Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass es als Schichtstruktur mit mindestens zwei Schichten vorliegt.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht mindestens ein Element der Ordnungszahlen 61 bis 71 oder Verbindungen davon umfasst und mindestens eine Schicht mindestens ein Element der Ordnungszahlen 39 bis 60 oder Verbindungen davon umfasst.
Strahlenschutzmaterial nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Element der Ordnungszahlen 61 bis 71 aus Erbium, Holmium, Dysprosium, Terbium, Gadolinium, Europium, Samarium, Lutetium, Ytterbium und Thulium gewählt ist und das Element der Ordnungszahlen 39 bis 60 aus Zinn, Jod, Cäsium, Barium, Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym gewählt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Strahlenschutzmaterials nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Monomer-Gemisch aus A) und B) und gegebenenfalls Wismutcarboxylat und ein polyfunktionales Monomer polymerisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation bei einer Temperatur zwischen –10°C und +150°C in Gegenwart eines Initiators für die radikalische Polymerisation durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation bei einer Temperatur zwischen 40 °C und 130 °C durchgeführt wird.
Verwendung des Strahlenschutzmaterials nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23 als Schutzscheibe.
Verwendung des Strahlenschutzmaterials nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23 als mobile Schutzscheibe.
Verwendung des Strahlenschutzmaterials nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23 als Schutzschild.
Schutzscheibe aus einem Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23.
Mobile Schutzscheibe aus einem Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23.
Schutzschild aus einem Strahlenschutzmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23.