[發明專利]一種應用于射線屏蔽的鎢基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410699782.2
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104558703B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 趙國璋;于洋;彭福生;賴亞洲;莊志剛;鄧華清;葉道興
• 申請（專利權）人: 廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08L23/16;C08L11/00;C08L9/02;C08K13/04;C08K3/08;C08K7/06;C08K3/34;C08K3/22;C08K5/01;B29C43/24;B29C35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種應用于射線屏蔽的鎢基復合材料及其制備方法，該鎢基復合材料，包含以下重量份的組分：橡膠100重量份；鎢粉200重量份?2000重量份；鎢纖維0.5重量份?50重量份；重晶石粉0.5重量份?150重量份和/或稀土氧化物粉0.5重量份?250重量份；相容劑0.5重量份?6重量份；活化劑3重量份?9重量份；增塑劑0.5重量份?50重量份；防老劑0.5重量份?3重量份；防焦劑0.05重量份?0.5重量份；硫化促進劑0.5重量份?3重量份；硫化劑0.5重量份?3重量份。制備方法包括(1)原料配料準備。(2)混合填料制備。(3)膠料混煉。(4)擠出壓延。(5)硫化成形等步驟。該復合材料不含鉛，具有良好的射線屏蔽性能、物理機械性能等。

技術領域

本發明涉及一種應用于射線屏蔽的鎢基復合材料及其制備方法，屬于先進功能性復合材料設計及制備領域。

背景技術

隨著現代科學技術水平的提高，在核電能源、醫療檢測、軍事戰爭、航空航天、民生安保等領域圍繞核能及射線應用而展開的各種基礎研究和技術開發不斷增加，由此射線防護顯得愈加重要。例如在核電領域，核電廠的反應堆是一個巨大的放射源，核燃料裂變及核廢料會產生大量的射線輻射。因此，必須對其設備及操作人員進行防輻射屏蔽，以避免各種可能事故的發生。又例如在核醫療領域，醫療場所的X射線檢查設備、CT檢查設備逐年增多，一次診斷過程中病人受到的局部照射劑量相當于天然輻射年當量劑量的數十倍，放療的局部劑量更大，一個療程的劑量相當于診斷的幾千倍。因此，患者及頻繁操放射醫療設備的醫護人員必須進行有效的射線屏蔽，以減少意外輻射危害。

傳統的核射線屏蔽材料主要為金屬鉛及其聚合物復合材料，其具有良好的能量吸收特性，對低能和高能X射線以及γ射線有較好的屏蔽效果，成本低且易于加工。然而，鉛本身熔點低、有生物毒性，在較高溫度時會形成鉛蒸汽，含鉛的廢氣、廢水、廢渣等污染大氣、水源和農作物，嚴重危及人體健康。根據歐盟《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令(RoHS指令)》、《報廢電子電氣設備指令(WEEE指令)》以及《化學品的注冊、評估、授權和限制(REACH法規)》，鉛被列為限制使用及高度關注的有害物質之一。隨著我國生態文明建設和環境治理措施不斷加強，國家將陸續強制關閉沒有鉛后續處理能力的加工工廠，因此無鉛的屏蔽材料將會出現較大的需求，研究以其它材料代替鉛應用于射線屏蔽領域勢在必行。

鎢的原子序數為74，密度為19.35g/cm³，具有良好的射線屏蔽性能，且不產生二次電子輻射，是用來做核輻射屏蔽材料的理想之選。但值得注意的是，鎢為高熔點難熔金屬，燒結態韌塑性較差，成形加工困難且成本較高，難以制備形狀較為復雜的應用零件，因此在應用時受到諸多限制。日本Tomita于2001年申請專利EP1338626，該專利以聚酰胺(PA6，PA66及PA12)為聚合物基體，以鎢粉為屏蔽劑，采用注射成形制備的復合材料具有較好的射線屏蔽性能，但無法用于有彈性要求的場合，且只能制備小規格制品，其適用范圍受到限制。

發明內容

本發明的目的在于設計一種應用于射線屏蔽的鎢基復合材料及其制備方法。該復合材料不含鉛，具有良好的射線屏蔽性能、物理機械性能等，且環境友好，柔韌易加工，可應用于核工業、核醫療、精密儀器、電子機械、核廢料及核危機污染物存儲容器等的射線屏蔽領域。

本發明的具體技術方案如下：

一種應用于射線屏蔽的鎢基復合材料，各組分及其重量百分比含量為：

橡膠100重量份；

鎢粉200重量份-2000重量份；

鎢纖維0.5重量份-50重量份；

重晶石粉0.5重量份-150重量份和/或稀土氧化物粉0.5重量份-250重量份；

相容劑0.5重量份-6重量份；

活化劑3重量份-9重量份；