[发明专利]一种辐射防护材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防辐射材料的制备方法，尤其是一种以氧化铒为功能粒子， 以环氧树脂为基底的防护X射线和γ射线的辐射防护材料的制备方法。

背景技术

传统的X射线和γ射线屏蔽材料一般选用混凝土、水泥、铅板等具有较高密 度的物质，后来逐步开发生产了一系列以铅或铅的化合物为填料的有机或无机高 分子材料，如铅玻璃、铅橡胶、树脂/纳米铅复合材料等，满足了当时的需要， 但是铅固有的毒性以及较高的密度限制了这类材料的应用和发展。

材料的屏蔽效果主要取决于射线能量、材料密度、吸收原子核外电子数、轨 道电子分布及能级状态等。射线能量相对较低或高能射线经多次康普顿散射后， 光电效应占主导地位，当射线能量稍高于物质内层电子结合能时吸收会突然增大 称为边界吸收，这对提高材料屏蔽性能是很关键的。传统高原子序数物质K层吸 收边较高，如铅对能量介于40-88KeV的射线的吸收能力较弱，简称为“Pb的弱 吸收区”。而通常由130kVp以下管电压产生的医用X射线的绝大多数粒子，其 能量低于88KeV，X射线的能谱峰正处于40-88KeV的能量区域，因此将铅作为 吸收医用X射线的吸收物质其缺陷是显而易见的。

因此，无铅类高性能轻质辐射屏蔽材料的研制和开发是当前的热点课题，也 是未来辐射屏蔽材料的发展趋势。

发明内容

技术问题：本发明提供一种辐射防护材料的制备方法，以环氧树脂为基体、 以稀土氧化物Er₂O₃为功能粒子制备了辐射防护材料。采用对Er₂O₃粒子表面用 有机硅偶联剂进行处理的方法制得的材料致密无间隙，Er₂O₃粒子在材料中分布 均匀，力学性能得到了改善，材料防护能量低于100Kev的X射线或γ射线的效 果明显，稀土元素Er防护低能射线的能力强于传统的屏蔽元素铅。

技术方案：本发明的技术解决方案为：一种辐射防护材料的制备方法，由重 量比为环氧树脂：31％-71％、有机硅偶联剂：0.3％-3.3％、聚酰胺类固化剂： 16％-50％、余量为Er₂O₃按下列步骤制备：

a.用表面处理法处理Er₂O₃粉末：在容器中加入有机硅偶联剂，再加入水搅 拌混合使有机硅偶联剂水解，再加入Er₂O₃粉末，搅拌使Er₂O₃粒子充分润湿；

b.将润湿的Er₂O₃混入环氧树脂：在环氧树脂中加入经上述表面处理后的 Er₂O₃粒子，初步搅拌使Er₂O₃粒子分散在环氧树脂中，再充分搅拌使表面活性处 理后的Er₂O₃粒子与环氧树脂混合均匀；

c.固化成型：在Er₂O₃与环氧树脂的混合液中加入聚酰胺类固化剂，充分搅 拌混合均匀，在模具表面涂上凡士林，将所得产物沿着模具壁浇注到模具中，固 化；

d.脱模。

所述环氧树脂为环氧树脂E-55、E-51、E-44、E-42、E-35、E-31；所述有机 硅偶联剂为有机硅偶联剂KH550、KH560、KH570、KH580；所述固化为放入真 空干燥箱中70℃-90℃固化3小时。