[发明专利]一种柔性钨基复合屏蔽材料及制备方法

说明书

本发明公开一种柔性钨基复合屏蔽材料及制备方法，包括如下质量百分比组分：钨粉60％‑90％，碳化硼粉0％‑2％，其余为甲基硅橡胶。本发明采用钨作为屏蔽主体材料，能够避免屏蔽材料对环境的污染和对使用者健康产生不利影响；通过对屏蔽物质成分的选取，能够提高整体屏蔽性能，得到的屏蔽材料具有良好屏蔽性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及屏蔽材料领域，具体涉及一种柔性钨基复合屏蔽材料设计及制备方法。

背景技术

为保护人员和环境的安全，我国广泛应用铅作为反应堆的一种辐射屏蔽材料。铅作为辐射屏蔽材料的主要优点是：密度较大、价格较便宜、容易制备。和铅相比，钨的密度更大，屏蔽性能更好，作为辐射屏蔽材料具有很大优势。

铅是一种有毒重金属，对人体和环境生物危害极大，铅的储存、加工、运输、使用等环节都会产生铅尘或铅蒸汽，从而污染环境。此外，铅对于能量位于40keV-80keV之间的射线存在一个“吸收薄弱区”，作为X射线屏蔽不太理想。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种柔性钨基复合屏蔽材料及制备方法，采用钨作为屏蔽主体材料，能够避免屏蔽材料对环境的污染和对使用者健康产生不利影响；通过对屏蔽物质成分的设计，能够提高整体屏蔽性能，得到的屏蔽材料具有良好屏蔽性能和力学性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种柔性钨基复合屏蔽材料，包括钨粉、碳化硼粉和甲基硅橡胶。

本发明的屏蔽材料，钨的主要作用是用来屏蔽高能X射线或伽马射线，碳化硼用来屏蔽热中子，而甲基硅橡胶则主要是用来改善屏蔽材料的柔性。

包括如下质量百分比组分：钨粉60％-90％，碳化硼粉0％-2％，其余为甲基硅橡胶。

包括如下质量百分比组分：钨粉60％，碳化硼粉2％，甲基硅橡胶38％。

包括如下质量百分比组分：钨粉70％，碳化硼粉2％，甲基硅橡胶28％。

包括如下质量百分比组分：钨粉80％，碳化硼粉2％，甲基硅橡胶18％。

包括如下质量百分比组分：钨粉90％，碳化硼粉2％，甲基硅橡胶8％。

复合屏蔽材料密度为2.41g/cm³-7.38g/cm³。

一种柔性钨基复合屏蔽材料的制备方法，包括如下步骤：1)混粉：采对钨粉、碳化硼粉末进行混合；2)炼胶：采用密炼机或开炼机对甲基硅橡胶、助剂、钨粉、碳化硼粉进行密炼；3)硫化成形：将炼好的胶，直接放入硫化设备成形得半成品；4)二次硫化：将半成品送入二次硫化设备烘烤。

步骤3)中，硫化反应温度为160℃，硫化反应时间为12min，硫化压力为20MPa。

所述助剂包括补强剂和耐热助剂，甲基硅橡胶选用使用温度范围能够达到150℃以上的。

本发明以金属钨作为主体屏蔽材料，硅橡胶作为基体材料，采用本发明独特的配方，制备出柔性钨基复合屏蔽材料，该材料屏蔽性能好，且具有一定柔性；另外，该材料还具有可塑性好、无屏蔽薄弱区，质量轻等特点，可根据需要作为放射性射线操作防护服、管道及设备包裹材料等。

本发明具有以下有益效果：

1、发明一种柔性钨基复合屏蔽材料及制备方法，能够避免屏蔽材料对环境的污染和对使用者健康产生不利影响；通过对屏蔽物质成分的选取，能够提高整体屏蔽性能，得到的屏蔽材料具有良好屏蔽性能和力学性能；