[发明专利]一种X，γ射线防护用核壳结构钨/氧化钆PU涂层面料的制备方法

说明书

本发明涉及一种X，γ射线防护用核壳结构钨/氧化钆PU涂层面料的制备方法，所述方法为：配置多巴胺盐溶液，加入缓冲液调节PH值，然后加入钨粉，搅拌，过滤，洗涤烘干后得到W@PDA；再将得到的W@PDA加入到硝酸钆溶液中，搅拌，过滤，经过高温煅烧得到核壳结构W@Gd₂O₃粉末；将W@Gd₂O₃粉末加入到二甲基乙酰胺中，再加入一定量聚氨酯树脂胶，搅拌均匀后对面料进行涂覆，烘干。本发明首先制备出W@PDA，是因为PDA在不同物质表面均具有非凡的黏附性，包覆钨之后，PDA表面还含有大量的酚羟基、胺基等极性基团，为络合Gd⁺提供了丰富的活性位点，高温煅烧后形成氮掺杂碳层。核壳结构相较于单一金属物理共混的方式，在辐射防护方面可以起到协同防护作用，消除防护弱区同时将辐射所产生的二次辐射进行有效吸收。PU树脂涂层织物服用性能与力学性能均较为优异，且W@Gd₂O₃粉末在PU树脂中分散性良好，使得该涂层面料最终的防护性能更为优异。

技术领域

本发明涉及制备防辐射材料制备领域，尤其涉及一种X，γ射线防护用核壳结构钨/氧化钆PU涂层面料的制备方法。

背景技术

核技术的发展给人们带来便利的同时也产生了很多辐射危害，轻便灵活且防护性能优良的辐射防护用纺织品是当前研究的热点。辐射防护材料主要分为有铅材料和无铅两种。有铅主要以铅为主，虽防护效果优良，但具有毒性，强度较差且对低能X 射线散射较大。无铅材料主要包括稀土元素以及锡、钨、铋等重金属化合物制成的复合材料，防护效果优良且轻质安全。

近年来具有特殊结构的微纳米核壳材料引起了人们的广泛关注。不同核壳微观结构的复合粒子会具有独特物理化学性质，这也导致其在光学、电子、催化、生物、辐射等众多领域都具有广阔的应用前景。在防辐射方面，相较于单一金属物理共混的方式，核壳结构辐射防护材料可以协同防护，消除防护弱区同时将辐射所产生的二次辐射进行有效吸收。核壳结构的制备方法主要有模板法、沉淀法、水热合成法、喷雾干燥法、层层自组装技术等。Li等人以二氧化硅为模板采用均相沉淀法制备了壳层厚度可控的氧化钆空心球。然而这些方法都存在工序多、耗时长等缺点，因此有必要指定一种有效的、简单的方法来克服这些缺陷。贻贝分泌的黏附蛋白具有很强的黏附能力，受此启发美国西北大学Messer Smith课题组在2007年发现了多巴胺(DA)在模拟海水的弱碱条件下可以在任何材料表面氧化自聚合成聚多巴胺。其聚合条件简单可控且具有优良的粘附性、亲水性、稳定性、生物相容性。同时，聚多巴胺上存在大量的酚羟基、胺基活性集团，为金属离子的络合提供了丰富的活性位点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种核壳结构钨/氧化钆PU涂层面料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种X，γ射线防护用核壳结构钨/氧化钆PU涂层面料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

（1）配置多巴胺盐溶液，加入缓冲液调节PH值，然后加入钨粉，搅拌，过滤，洗涤烘干后得到W@PDA；

（2）将步骤(1)得到的W@PDA加入到硝酸钆溶液中，搅拌，过滤，经过高温煅烧得到核壳结构W@Gd₂O₃粉末。

（3）将步骤（2）得到的核壳结构W@Gd₂O₃粉末加入到二甲基乙酰胺中分散，再加入一定量聚氨酯树脂，搅拌均匀后对面料进行涂覆，烘干。

根据本发明，步骤（1）所述的配置多巴胺盐溶液，溶液浓度应控制在1.5-2.5g/L。主要是因为当DA浓度为低于1.5g/L时，W的表面只沉积有少量的PDA颗粒，当DA浓度为1.5-2.5g/L时，在W粉的表面才形成了PDA薄膜。当DA的浓度高于2.5g/L时，由于DA浓度过高在W粉表面自聚合形成较大的PDA颗粒，又不利于后续对钆离子的吸附。