[發明專利]一種無鉛X、γ射線屏蔽材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910295915.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110105743A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 劉國卿;李涌;吳家堡;吳正新
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K9/06;C08K3/22
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種無鉛X、γ射線屏蔽材料及其制備方法，其中，所述方法包括步驟：將鉺源固體粉末、鎢源固體粉末、鉍源固體粉末以及偶聯劑混勻，得到第一混合物；向所述第一混合物中加入聚氨酯乳液并混合，制得第二混合物；對所述第二混合物進行固化處理，即制得X、γ射線屏蔽材料。本發明所提供的無鉛X、γ射線屏蔽材料，以鉺源、鎢源和鉍源為射線屏蔽體，充分利用Er、W、Bi三種元素的K層“吸收邊界”互補效應，實現對X射線和γ射線的有效屏蔽，該制備工藝簡單，容易實現，可廣泛應用于涉核人員的射線防護。

技術領域

本發明涉及核輻射屏蔽材料技術領域，尤其涉及一種無鉛X、γ射線屏蔽材料及其制備方法。

背景技術

隨著核工業和核技術應用的快速發展，各種高能射線被廣泛應用于工業、農業、醫學、環境、國防和科學研究領域，由此帶來的輻射安全與防護問題越來越突出，新型射線防護材料的研制與開發已成為輻射防護工作的重點內容之一。

傳統的 X 和伽馬（γ）射線屏蔽材料一般選用混凝土、水泥、鉛板、砂石等具有較高密度的物質，后來逐步開發生產了一系列以鉛或鉛的化合物為填料的有機或無機高分子材料如鉛玻璃、鉛橡膠等。然而，鉛對能量介于 40~88 keV 的射線的吸收能力較弱；另外，鉛固有的毒性以及較高的密度也限制了這類材料的應用和發展。無毒、質輕、高效的新型防輻射材料的研制已成為一項十分重要和迫切的課題。

國內外針對不含鉛的X和γ射線屏蔽材料做了大量的研究工作，并取得了一定的成果。然而，現有高分子基材的輻射屏蔽材料制備工藝復雜，生產成本較高；另外，X射線是連續譜，而不同伽馬核素所發射的γ射線的能量和強度不一，單一的填料對X、γ射線的屏蔽效果勢必有限，難以滿足輻射防護的要求。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種無鉛X、γ射線屏蔽材料及其制備方法，旨在解決現有的X、γ射線屏蔽材料制備工藝復雜、屏蔽效果不佳的問題。

本發明的技術方案如下：

一種無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，包括步驟：

將鉺源固體粉末、鎢源固體粉末、鉍源固體粉末以及偶聯劑混勻，得到第一混合物；

向所述第一混合物中加入聚氨酯并混合，制得第二混合物；

對所述第二混合物進行固化處理，即制得X、γ射線屏蔽材料。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述鉺源固體粉末為鉺單質和/或氧化鉺，所述鎢源為鎢單質和/或氧化鎢，所述鉍源為鉍單質和/或氧化鉍。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，鉺源固體粉末、鎢源固體粉末和鉍源固體粉末的質量比為1~30:20~35:20~35。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述聚氨酯為水性聚氨酯，固含量（在介質中的質量分數）25~35%，粘度小于500 CPS/25°C。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，鉺源固體粉末、鎢源固體粉末和鉍源固體粉末的粒徑<25μm。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-550、KH-560、KH-570或KH-580。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述向第一混合物中加入聚氨酯乳液并混合的步驟中，需依次加入分散劑和消泡劑。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑或聚羧酸銨鹽型分散劑。

所述的無鉛X、γ射線屏蔽材料的制備方法，其中，所述消泡劑為有機硅消泡劑或礦物油類消泡劑。