JPS61240197A - γ線遮蔽用オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

γ線遮蔽用オルガノポリシロキサン組成物

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JPS61240197A
JPS61240197A JP8199885A JP8199885A JPS61240197A JP S61240197 A JPS61240197 A JP S61240197A JP 8199885 A JP8199885 A JP 8199885A JP 8199885 A JP8199885 A JP 8199885A JP S61240197 A JPS61240197 A JP S61240197A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、γ線遮蔽用オルがノポリシロキサン組成物に
関するものである。
[従来の技術1 原子炉、核燃料再処理工場、サイクロトン装     
  置あるいは放射性同位元素等からα線、β線、  
     、γ線、中性子等の放射線が放出されるが、
このうち透過力の最も大きいγ線は人体、機器、装置等
に悪影響を及ぼし、このγ線を安全確実に遮蔽する材料
が要望されている。
従来、γ線遮蔽用オルガノポリシロキサン組成物として
は、結晶性シリカを充填剤とした硬化性オルガノポリシ
ロキサンに鉛粉を添加したものが使用されてきた。
[発明が解決しようとする問題点1 しかしながら、結晶性シリカを充填剤とした硬化性オル
ガノポリシロキサンに鉛粉を添加したγ線遮蔽材組成物
は鉛粉を多量に添加することができずγ線遮蔽性能が小
さいという欠、くがあった。また、該組成物は硬化途上
で鉛粉の分離沈降を起こし均質な硬化物を得ることがで
きず、しかも難燃性に劣るという欠点があった。
本発明は、上記した従来技術の欠点を解消することを目
的とし、γ線遮蔽性能が大きく、硬化物が均質なγ線遮
蔽性能を示し、am性も良好なγ線遮蔽用オルガノポリ
シロキサン組成物を提供するものである。
[問題点を解決するための手段1 上記した目的は、 (イ) 一般式 RaR’bSiO4−a−b(式中、
Rは脂肪族不飽和結合を有しない一価有機基、R1はア
ルケニル基、aは0〜2の整数、bは1または2、a+
bは1〜3の整数である)で表わされる単位を1分子中
に少なくとも2個有するオルガノポリシロキサン 100重量部 (ロ)一般式 RcHdSiO4−c−d(式中、Rは
前記と同じ、Cはθ〜3の整数、dは1〜3の整数、c
+dは1〜3の整数である)で表わされる単位を1分子
中に少なくとも2個有するオルガノハイドロジエンポリ
シロキサン流体 けい素原子結合水素原子が (イ)r&仕分中アルケニル基 1当量当り0.5〜5.0 当量になるような量 (ハ)重金属微粉末  50〜2000重量部、(ニ)
  カーボン微粉末    1〜30重量部および (ホ)触媒量の白金系化合物 から成ることを特徴とするγ線遮蔽用オルガ/ボリシa
キサンm戒物により達成することができる。
これを説明するに、本発明で用いられる(イ)成分は分
子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンで
ある。前記した式中Rは脂肪族不飽和結合を有しない一
価有機基であり、これにはメチル基、エチル基、プロピ
ル基などのフルえルf、、2−フェニルエチル基、2−
フェニルプロピル基、クロロメチル基、シアノエチル基
、3争3・3−トリフルオロプロピル基などの置換アル
斗ル基、フェニル基、トリル基などのアリール基または
置換子り−ル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、メトキシエトキシ基のようなアルコキシ基が例示さ
れる。
R1はアルケニル基であり、これにはビニル基、アリル
−、プロペニル基が例示され、ビニル基が好ましい。該
オルガノポリシロキサンは、一般式 %式% (式中、Rは脂肪族不飽和結合を有しない一価有機基、
R1はアルケニル基、aはθ〜2の整数、bは1主たは
2、a+bは1〜3の整数である)で表わされる単位を
1分子中に少なくとも2個有することが必要であり、他
のオルガノシロキサン単位を含んでいてもよい。他のオ
ルガノシロキサン単位としては、一般式 %式% (式中、Rは前記と同じ、eは1〜3の整数である)で
表わされる単位が例示される。本成分のオルガノポリシ
ロキサンは、合成の容易さ、硬化後に必要な機械的性質
と組成物の適度な粘性のバランスから全Rの70%以上
がメチル基であることが好ましく、主た少量の水酸基を
含んでいでもよい。分子構造としては、直鎖状、分枝鎖
状、環状あるいは網状のいずれでもよいが、直鎖状、分
枝鎖状、環状が好ましい。また一般式%式% (式中、R,R’、a、bは前記と同じ)で表わされる
単位の位置は、分子末端であっても分子途中であっても
よく、またはこれら両方であってもよい。粘度は特に限
定されず、25℃において50センチボイズからシリコ
ーン生ゴムと称されるものまで使用できるが、好ましく
は、100〜1ooooooセンチポイズであり、現場
作業性を重視するときは、150〜100000センチ
ボイズがより好ましい。
本成分の具体例としては、ジメチルビニルシリル基末端
封Mジメチルポリシロキサン、ジメチルアリルシリル基
末端封鎖ジメチルポリシロキサン、ジメチルプロペニル
シリル基末端封鎖ジメチルポリシロキサン、フェニルメ
チルビニルシリル基末端封鎖ジフェニルシロキサン・ジ
メチルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシリル基末
端封鎖メチルビニルシロキサン・ジメチルシロキサン共
重合体、ジメチルシラノール基末端封鎖メチルビニルシ
ロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、ビニルポリシ
ルセスキオキサン、ジメチルビニルシロキサン単位とS
!02単位からなる共重合体が例示され、これらの1種
または2種以上を用いてもよい。
本発明で用いられる(口)成分は、一般式%式% ’        (式中、Rは前記と同じ、CはO〜
3の整数、dは1〜3の整数、c+dは1〜3の整数で
ある)で表わされる単位を分子中に少なくとも2個有す
るオルガノハイドロジエンポリシロキサン流体である。
本成分のオルガノハイドロジエンポリシロキサン流体は
他のオルガノシロキサン単位を含んでいてもよく、他の
オルがノシロキサン単位としては、一般式 %式% (式中、R,eは前記と同じ)で表わされる単位が例示
される・0本成分の分子構造としては、直鎖状、分枝鎖
状、環状あるいは網状のいずれでもよい、*た一般式 %式% (式中、R,e、dは前記と同じ)で表わされる単位は
、分子末端であっても分子途中であってもよく、またこ
れら両方であってもよい、*た粘度は、常温で液状とな
るようであれば特に限定されないが、25℃において3
〜10000センチポイズであることが好ましい。
本成分の具体例としては、ジメチルハイドロジエンシリ
ル基末端封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエ
ンシロキサン共重合体流体、トリメチルシリル基末端封
鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサ
ン共重合体流体、ジメチル7ヱニルシリル基末端封鎖ジ
メチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共
重合体流体、トリメチルシリル基末端封鎖メチルハイド
ロジエンポリシロキサン流体、環状メチルハイドロジエ
ンポリシロキサン流体、ジメチルハイドロジエンシロキ
サン単位トS i O□単位からなる共重合体流体が例
示され、これらの1種または2種以上を用いてもよい。
(ロ)成分の添加量としては、(ロ)成分中のけい素原
子結合水素原子力喧イ)成分中のフルケニル基1当量当
り0.5〜5.0当量になるような量が必要である。こ
れはこの範囲よりも少ないと、充分に硬化することがで
きず、またこの範囲よりも多いと発泡するからである。
本発明で用いられる(ハ)成分は、重金属微粉末であり
、該重金属としては原子番号が70以上で、比重が8以
上のものを意味する。これには、タンタル、タングステ
ン、オスミウム、イリジウム、金、タリウム、鉛、ビス
マス、トリウム、ウランが例示され、入手の容易さ、コ
ストの点からタングステン−1鉛、ビスマス、トリウム
、ウランが好ましく、より好ましくは鉛である。
本成分の重金属微粉末は、平均粒子径が150μ以下の
ものが好ましく、平均粒子径がこれよりも大きいと硬化
前の組成物における分散性が悪くなったり、また硬化途
上で沈降しやすく硬化後の組成物が均質でなくなるため
である。
本成分の添加量としては(イ)成分100重量部に対し
て50〜2000重量部とされ、より好ましくは100
〜1500重量部とされる。
これは、(ハ)成分の添加量が50重量部よりも少ない
とγ線遮蔽性能が充分でなく、また2000重量部より
も多いと硬化前の組成物の粘度が高くなりすぎ取り扱い
に不便が生じるためである。
本発明で用いられる(二)成分は、カーボン微粉末であ
る。カーボン微粉末としてはチャンネルブラック、7フ
ーネスブラツク、サーマルブラック、アセチレンブラッ
ク、ランプブラックのようなカーボンブラック微粉末、
グラファイト微粉末、カーボンファイバー微粉末が例示
される。
本成分の比表面積はBET法で30m27g以上のもの
が好ましく使用され、また添加量としては、(イ)成分
100重量部に対して1〜30重量部とされる。これは
1重量部より少ないと分離防止の効果が充分でなく、難
燃性も不充分となり、また30重量部より多くなると硬
化前の組成物の粘度が高くなりすぎ、取り扱いに不便が
生じるためである。
本発明で用いられる(ホ)成分は白金系触媒であり、こ
れには、微粒子状白金、炭素粉末担体上に吸着させた微
粒子状白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、
塩化白金酸のオレフィン錯体、塩化白金酸とビニルシロ
キサンの配位化合物、白金黒、パラジウム、ロジウム触
媒などが例示される。
本成分の添加量としては、その触媒の種類により異なり
、特に限定されないが、通常、オルガノポリシロキサン
全量に対し、白金系金属自体で1〜2000 ppmと
される。
1        本発明の組成物には、その他必要に
応じ、本発明の目的を損なわない範囲でシリカアエロデ
ル、7ユームシリカおよびこれらをフルフキジシラン、
ハロゲノシランのようなシラン類、シラザン類、低重合
度オルガノポリシロキサン類で表面処理したもの、はい
そう土、石英粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化
鉄、酸化亜鉛、炭酸亜鉛のような無機質充填剤、炭化ホ
ウ素、7ツ化リチウム、水素化金属化合物のような中性
子遮蔽剤、耐熱剤、難燃剤、顔料、ガラス繊維、接着付
与剤、硬化遅延剤などを添加してもよい。
硬化遅延剤としては、3−メチル−1−ブチン−3−オ
ール、3・5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、
3−メチル−1−ペンテン−3−オール、フェニルブチ
ノールのようなアルキニルアルコール、3−メチル−3
−ペンテ>−1−イン、3・5−ジメチル−3−ヘキセ
ン−1−イン、メチルビニルシロキサン環状体が例示さ
れる。
本発明のオルガノポリシロキサ2組成物は、上記した(
イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)および(ホ)成分のそれ
ぞれ所定量を、ロール、ニーグーミキサー、バンバリー
ミキサ−、プラネタリ−ミキサーなどの、従来公知の混
合手段によって均一に混合することにより得られる。な
お、この組成物の保存にあたってはこれを2包装または
3包装としておくことが好ましく、例えば(ロ)成分を
第1包装とし、その他の成分を第2包装としたり、ある
いは(ロ)成分全量と(イ)成分、(ハ)成分および(
ニ)成分の一部からなる混合物を第1包装とし、その他
残りの成分を第2包装としたり、あるいは(イ)成分、
(ニ)成分および(ホ)成分を第1包装とし、(ロ)成
分を第2包装とし、(ハ)成分を第3包装として保存し
、使用時にこれら2包装または3包装を混合するという
方法をとってもよい。
本発明のオル〃ノボリシロキサン、ll成物は、上記の
ようにして混合された組成物は、単に室温下に放置する
ことにより硬化することができるが、必要により30〜
150℃に加熱して硬化させてもよい。
[作 用] (イ)成分のオルガノポリシロキサンは本組成物の主剤
となるものである。(ロ)成分のオルガノハイドロジエ
ンポリシロキサン流体は、(ホ)成分の白金系触媒の存
在下に(イ)成分と架橋硬化する作用を示す。(ハ)成
分の重金属微粉末はγ線遮蔽性能を付与する作用を示す
。(ニ)成分のカーボン微粉末は、本組成物に難燃性を
付与し、また硬化前の粘度を上昇させ、チクソトロピー
性を付与し、(ハ)成分の重金属微粉末の分離沈降を防
止して、均質な硬化組成物にする作用を示す。
[実施例] 次に実施例により本発明を説明する。実施例中、部とあ
るのは重量部を意味し、粘度は25℃において測定した
値である。
実施例1 粘度2000センチポイズの両末端ジメチルビニルシリ
ル基封鎖のジメチルポリシロキサン(ビニル基含有薫o
、2s重量%)100部、平均粒子径40μの噴霧鉛粉
950部、BET法による比表面積が60II12/g
のアセチレンブラック10部および塩化白金酸の2−エ
チルヘキサノール溶液(白金含有量0.05重量%)0
.5部を添加して均一に混合してIA液を調製した。
また粘度20センチボイズのMe=SiO1/2単位2
0モル%、Me2SiO単位50モル%、MeH8iO
単位30モル%からなるオルガノハイドロジエンポリシ
ロキサン共重合体100部、粘度100センチボイズの
両末端ジメチルビニルシリル基封鎖のジメチルポリシロ
キサン(ビニル基含有量1.0重量%)および硬化遅延
剤としてフェニルブチノール0.25部を均一に混合し
てIB液を調製した。
次にIA液100部に対し、IB液液部部添加し均一に
混合して、直径18m5iの円筒状容器に100mmの
高さまで注入した。室温で1日放置させて硬化後、円筒
を高さ90〜100mm(上部)、40〜50mm(中
部)および0〜10mm(下部)の3つの部分をサンプ
リングして比重を測定した結果、それぞれ5,00.5
.00および5.02であ″り鉛粉が均一に分散されて
−することが確かめられた。
また別に厚さ3II1mのシート状硬化物を室温に3日
間放置して作成し、ゴム物性をJISK6301に準じ
て測定したところ、硬さ54、引張り強さ7 、7 k
g/am2、伸び170%であった。
またJISK7201に準じて、酸素指数を測定したと
ころ、34であった。なおIA液を室温で1箇月間保存
したところ鉛粉の分離沈降は全く認められず、またIB
液と容易に混合でき初期と同様の硬化物性が得られた。
実施例2 粘度1ooooセンチポイズの両末端ジメチルビニルシ
リル基封鎖のフェニルメチルシロキサン・ジメチルシロ
キサン共重合体(フェニルメチルシロキサン単位30モ
ル%、ジメチルシロキサン単位70モル%、ビニル基含
有量0゜14重量%)100部、平均粒子径20μの鉛
粉1000部、BET法による比表面積が100 m2
7Hのチャンネルブラック5部および塩化白金酸の2−
エチルヘキサノール溶液(白金含有量0.05重量%)
0.5部を添加して均一に混合して2A液を調製した。
また粘度30センチボイズのMe=SiO1/2単位1
5モル%、MezSiO単位60モル%、MeH8iO
単位25モル%からなるオル〃ノハイドロジェンボリシ
ロキサン共重合体100部および硬化遅延剤としてテト
ラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン20部を
均一に混合して2B液を調製した。
次に2AAl2O2に対して2B液0.5部を添加し均
一に混合して、直径18m’mの円筒状容器に100m
mの高さまで注入した。室温で1日放置させて硬化後、
円筒を高さ90〜100IIII11(上部)、40−
40−5部中部)および0〜10IIIIO(下部)の
3つの部分をサンプリングして比重を測定した結果、そ
れぞれ5.73.5.74および5.75であり鉛粉が
均一に分散されていることが確かめられた。
また別に厚さ3IIl111のシート状硬化物を室温で
3日間放置して作成し、ゴム物性をJISK6301に
準じて測定したところ、硬さ56、引張り強さ7゜3 
kg7cm2、伸び170%であった。
またJISK7201に準じて、酸素指数を測定したと
ころ、34であった。なお2A液を室温で1箇月間保存
したところ鉛粉の分離沈降は認められず、また2B液と
容易に混合でき初期と同様の硬化物性が得られた。
実施例3 粘度500センチボイズの両末端ジメチルビニルシリル
基封鎖のジメチルポリシロキサン(ビニル基含有量0.
51重量%)100部、平均粒子径40μの鉛粉500
部、BET法による比表面積が1001112/gの7
フ一ナスブラツク10部および塩化白金酸の2−エチル
ヘキサノール溶液(白金含有量0.05重量%)0.5
部を添加して均一に混合して3A液を調製した。
次に、この3AAl2O2に対し、実施例1で使用した
IB液液部部添加し混合して、直径18mmの円筒状容
器に100mmの高さまで注入した。室温で1日放置さ
せて硬化後、円筒を高さ90〜100mm(上部)、4
0〜50mm(中部)および0〜10mm(下部)の3
つの部分をサンプリングして比重を測定した結果、それ
ぞれ3.85.3.86であり、鉛粉が均一に分散され
ていることが確かめられた。
また、別に厚さ3mmのシート状硬化物を室温に3日間
放置して作成しゴム物性をJIS  K2SO3に準じ
て測定したところ、硬さ40、引張り強さ6 、4 k
g/Cm2、伸び150%であった。なお、3A液を室
温で1箇月保存したところ鉛粉の分離沈降は認められず
、またIB液と容易に混合でき、初期と同様の硬化特性
が得られた。
比較例1 実施例1でアセチレンブラックを添加しない以外は全く
同様にIA液およびIB液を調製し、このIA液100
部に対し、IB液液部部添加し均一に混合して、直径1
8I6I11の円筒状容器に1001の高さまで注入し
た。室温で1日放置させて硬化後、円筒を高さ90〜1
00mm(上部)、40〜50IIII11(中部)お
よび0〜10mm(下部)の3つの部分をサンプリング
して比重を測定した結果、それぞれ4.62.5.01
および5.14であり鉛粉が均一に分散されず、硬化途
上で分離沈降を起こしていた。
また別に厚さ31のシート状硬化物を室温で3日間放置
して作成し、ゴム物性をJISK6301に準じて測定
したところ、硬さ52、引張り強さ6 、9 kg/c
a2、伸び160%であった。
またJISK7201に準じて、酸素指数を測定したと
ころ、29であった。なおIAIを室温で1箇月間保存
したところ下部に鉛粉が分離沈降しており、IB液と混
合するのは困難であった。
比較例2 粘度500センチボイズの両末端ジメチルビニルシリル
基封鎖のツメチルポリシロキサン(ビニル基含有量0.
51重量%)100部、平均粒子径40μの鉛粉470
部、比表面積2 m”/Hの結晶性シリカ100部およ
び塩化白金酸の2−エチルヘキサノール溶液(白金含有
量0.05重量%)0.5部を添加して均一に混合して
4A液を調製した。
また粘度20センチボイズのMe=SiO1/2単位2
0モル%、Me2SiO単位50モル%、MeH8iO
単位30モル%からなるオルガノハイドロジエンポリシ
ロキサン共重合体100部、粘度100センチポイズの
両末端ジメチルビニルシリル基封鎖のジメチルポリシロ
キサン(ビニル基含有量1.0重量%)および硬化遅延
剤としてテトラメチル・テトラビニル・シクロテトラシ
ロキサン10部を均一に混合して4B液を調製した。
次に4AAl2O2に対し、4B液1部を添加し均一に
混合して、直径18mmの円筒状容器に1001の高さ
まで注入した。室温で1日放置させて硬化後、円筒を高
さ90〜100a+m(上部)、40〜50mm(中部
)および0〜10mm(下部)の3つの部分をサンプリ
ングして比重を測定した結果、それぞれ3.15.3.
39および3.49であり鉛粉が均一に分散されず、硬
化途上で分離沈降を起こしていた。
また別に厚さ3III11のシート状硬化物を室温に3
日間放置して作成し、ゴム物性をJISK6301に準
じて測定したところ、硬さ66、引張り強さ14.6k
g/ca+2、伸び60%であった。
なお4A液を室温で1箇月間保存したところ下部に鉛粉
が分離沈降しており、4B液と混合するのは困難であっ
た。
比較例3 比較例2において、4A液の調製時に鉛粉を更に570
部添加(硬化後の組成物の比重が5゜0となるために必
要な量)した。しかしながら、極度に粘度が上がり、均
一に混合することが不可能であり、成型・加工すること
ができなかった。
[発明の効果1 本発明に上れば、カーボン微粉末を含有してなるγ線遮
蔽用オルガノポリシロキサン組成物のため、従来の結晶
性シリカを充填剤とした硬化性オル〃ノボリシロキサン
に鉛粉を添加したγ線遮蔽材に比べ、γ線遮蔽性能が大
きく、また高比重の重金属微粉末を配合しているにもか
かわらず硬化途上において重金属微粉末の分離、沈降を
起こすことがないので、硬化物の部位の違いによるγ線
遮蔽性能の差がほとんどなく、さらにil燃性を有する
という特徴がある。
従って、X線、γ線を取り扱う病院、実験室等の遮蔽材
、原子力発電所内のγ線遮蔽体(特に貫通部のペネトレ
ーションシール)あるいは使用済み核燃料輸送容器のγ
線遮蔽体として好適に使用することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(イ)一般式 RaR^1bSiO (4−a−b
    )/2 (式中、Rは脂肪族不飽和結合を有しない一価有機基、
    R^1はアルケニル基、aは0〜2の整数、bは1また
    は2、a+bは1〜3の整数である)で表わされる単位
    を1分子中に少なくとも2個有するオルガノポリシロキ
    サン 100重量部 (ロ)一般式 RcHdSiO (4−c−d)/2 (式中、Rは前記と同じ、cは0〜3の整数、dは1〜
    3の整数、c+dは1〜3の整数である)で表わされる
    単位を1分子中に少なくとも2個有するオルガノハイド
    ロジェンポリシロキサン流体 けい素原子結合水素原子が (イ)成分中のアルケニル基1当量当り0.5〜5.0
    当量になるような量 (ハ)重金属微粉末 50〜2000重量部、 (ニ)カーボン微粉末 1〜30重量部 および (ホ)触媒量の白金系化合物 から成ることを特徴とするγ線遮蔽用オルガノポリシロ
    キサン組成物。 2、重金属微粉末が鉛である特許請求の範囲第1項記載
    のγ線遮蔽用オルガノポリシロキサン組成物。
JP60081998A 1985-04-17 1985-04-17 γ線遮蔽用オルガノポリシロキサン組成物 Expired - Lifetime JPH0644071B2 (ja)

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