[发明专利]防电磁辐射的稀土氧化物聚合物复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明复合材料领域，尤其是涉及聚合物基复合材料及其制备方法。特别是一种防电磁辐射的稀土氧化物-聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

电磁辐射对人员、器械和燃油等的危害具有其独特性，由于无线电技术的发展，电磁波的广泛应用，电磁辐射对生物特别是对人体的影响，也成为社会公众关注的热点。由于电磁辐射穿过人体组织时会导致生物损伤，因此医生、辐射科学技术人员和病人都需要穿着射线防护衣物来阻挡直接复合和二次辐射。

传统的电磁防护主要选择以铅为基础的防护材料，均由含铅粉末的聚合物或人造橡胶组成。但现在铅对环境、人的危害已有共识，与铅有关的材料均被认为具有很强污染性、毒性。同时，由于铅的密度很大，采用铅的防护材料质量非常大。因此，开发新型的无铅电磁防护材料，以避免铅对人、环境带来健康和污染危险已成为迫在眉睫的问题。

纳米镧系稀土氧化物材料具有许多独特性能，由于其颗粒尺寸通常小于激发或发射光波的波长，因此多种电磁波在微粒范围内可以近似为均匀的，不存在对光波的限域作用引起的微腔效应。同时，由于纳米稀土材料的尺寸非常小，其比表面积非常大，从而产生很大的表面态密度。这两方面的综合作用使稀土纳米材料表面出独特的电磁波吸收性质。若采用稀土氧化物纳米颗粒作为电磁波吸收材料与聚合物混合，即有可能获得无铅、无毒、无污染性且质量轻的电磁防护材料。

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防电磁辐射、又兼具良好力学性能的防电磁辐射的稀土氧化物聚合物复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：防电磁辐射的稀土氧化物聚合物复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下组分和重量百分比含量：聚合物50％-95％，稀土氧化物50％-5％。

所述的聚合物是可以在双螺杆挤出机中进行熔融挤出操作的聚合物。

所述的聚合物包括聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚苯醚或尼龙。

所述的稀土氧化物为镧系稀土元素或锕系稀土元素的氧化物及其混合物。

一种防电磁辐射的稀土氧化物聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，该方法是将50％-95％质量百分比的聚合物和5％-50％质量百分比的稀土氧化物纳米颗粒于80℃-100℃烘箱内干燥12-36小时，然后将干燥后的聚合物和稀土氧化物纳米颗粒按照配比在高速混合机中混合均匀，将混合均匀的聚合物和稀土氧化物纳米颗粒放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经水冷后切粒，将得到的复合材料粒料在烘箱中80℃-100℃干燥5-10小时，然后在注塑机上注射成所需形状即得产品。

所述的双螺杆挤出机的加工温度为200℃-350℃，主机螺杆转速为20-40rpm，喂料螺杆转速为5-10rpm。

与现有技术相比，本发明提出利用稀土氧化物纳米颗粒的电磁波吸收性能，将其均匀分散在聚合物基体中，从而获得一种防电磁辐射的稀土氧化物纳米颗粒-聚合物复合材料，该复合材料既能防电磁辐射、又兼具良好力学性能。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

将50kg的聚碳酸酯和50kg的Y₂O₃(三氧化二钇)纳米粉末于90℃烘箱内干燥24小时，然后将干燥后的聚碳酸酯和Y₂O₃纳米粉末按照配比在高速混合机中混合均匀。将混合均匀的聚碳酸酯和Y₂O₃纳米粉末放入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，加工温度为200℃，主机螺杆转速为20rpm，喂料螺杆转速为5rpm。经水冷后切粒。将得到的复合材料粒料在烘箱中90℃干燥5小时，然后在注塑机上注射成200mm×200mm×5mm正方形板状。经测试，所制得的复合材料对电磁波的吸收率为67％，可用于辐射防护领域。

实施例2