[发明专利]一种梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料，其特征在于：分为四层结构，第一层为含γ屏蔽功能填料的柔性高温硫化硅胶层，第二层、第三层和第四层为不同组分的中子屏蔽高弹性水性聚氨酯涂层，第一层为最里侧，第四层为最外侧，最里侧为受保护侧，梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料包括γ屏蔽功能材料和/或中子屏蔽功能填料，所述γ屏蔽功能材料沿着远离源的方向呈递增分布，中子屏蔽功能填料沿着远离源的方向呈递减分布；所述第二层材料按重量份计组成如下：水性聚氨酯乳液100份，γ屏蔽功能填料20-50份，中子吸收功能填料0~30份，氧化石墨烯0~0.5份，添加剂1~4份，异氰酸酯10~15份，醇醚类溶剂10~15份；所述第三层材料按重量份计组成如下：水性聚氨酯乳液100份，γ屏蔽功能填料0~20份，中子吸收功能填料20~50份，氧化石墨烯0.05~0.5份，添加剂1~4份，异氰酸酯10~15份，醇醚类溶剂10~15份；所述第四层材料按重量份计组成如下：水性聚氨酯乳液100份，中子屏蔽功能填料30~55份，氧化石墨烯0.05~0.5份，添加剂1~4份，异氰酸酯10~15份，醇醚类溶剂10~15份。

2.如权利要求1所述的梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料，其特征在于：所述添加剂为流变剂、湿润分散剂、基材湿润剂、防沉剂、消泡剂、增稠剂和流平剂的不同比例组合。

3.如权利要求2所述的梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料，其特征在于：所述流变剂和防沉剂都为气相二氧化硅，流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷，消泡剂为改性硅油消泡剂，增稠剂为低分子聚乙烯蜡，湿润分散剂和基材湿润剂为硅醇类非离子表面活性剂。

4.如权利要求1所述的梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液为丙烯酸改性聚氨酯乳液，所述氧化石墨烯包括单层氧化石墨烯或梯度氧化石墨烯或两种的混合。

5.如权利要求1中所述的梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料，其特征在于：所述中子屏蔽功能填料为碳化硼、氮化硼、锂化氢中的一种或几种，所述γ屏蔽功能填料为Pb，PbO，W，Gd₂O₃，Bi₂O₃中的一种或几种。

6.一种梯度式柔性n-γ混合场辐射屏蔽材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、硅胶基屏蔽层的制备：将塑炼过的高温硫化硅胶和硫化剂和表面处理过的γ屏蔽功能组分在120℃下密炼至填料分散均匀，并压成膜，冷却后洗净烘干，涂抹一层异氰酸酯后并烘干；

（2）、第二层聚氨酯涂层的配制：将高弹性水性辐射屏蔽聚氨酯涂料配料50份的水性聚氨酯乳液、γ屏蔽功能填料20-50份，中子吸收功能填料0~30份，按重量计0.2-0.5份的流变剂、按重量计0.1-0.5份的湿润分散剂加入到配料罐中并用高速搅拌机搅拌20分钟，放入球磨机中研磨至细度20μm以下；在研磨罐中补充配料50份的水性聚氨酯乳液，按重量计0.1-0.5份的水性聚氨酯乳液润湿剂，按重量计0.2-0.5份的防沉剂、按重量计0.2-0.5份的消泡剂、按重量计0.2-0.5份的增稠剂、按重量计0.1-0.5份的流平剂，继续研磨10分钟后加入按重量计0~0.5份氧化石墨烯，快速机械搅拌10分钟；

（3）、第二层聚氨酯涂层的制备：取重量份计10~15份的固化剂异氢酸脂和10~15份的醇醚类溶剂与步骤（2）中得到的涂料混合，喷涂至步骤（1）得到的硅胶表面，涂满后隔15秒重复喷涂一次，共重复五次后40摄氏度烘干2小时；

（4）、第三层聚氨酯涂层的配制：将高弹性水性辐射屏蔽聚氨酯涂料配料50份的水性聚氨酯乳液、γ屏蔽功能填料0~20份，中子吸收功能填料20~50份，按重量计0.2-0.5份的流变剂、按重量计0.1-0.5份的湿润分散剂加入到配料罐中并用高速搅拌机搅拌20分钟，放入球磨机中研磨至细度20μm以下；在研磨罐中补充配料50份的水性聚氨酯乳液，按重量计0.1-0.5份的水性聚氨酯乳液润湿剂，按重量计0.2-0.5份的防沉剂、按重量计0.2-0.5份的消泡剂、按重量计0.2-0.5份的增稠剂、按重量计0.1-0.5份的流平剂，继续研磨10分钟后加入按重量计0~0.5份氧化石墨烯，快速机械搅拌10分钟；

（5）、第三层聚氨酯涂层的制备：取重量份计10~15份的固化剂异氢酸脂和10~15份的醇醚类溶剂与步骤（4）中得到的涂料混合，喷涂至步骤（3）得到的硅胶表面，涂满后隔15秒重复喷涂一次，共重复五次后40摄氏度烘干2小时；

（6）第四层聚氨酯涂层的配制：将高弹性水性辐射屏蔽聚氨酯涂料配料50份的水性聚氨酯乳液、中子屏蔽功能填料30~55份，按重量计0.2-0.5份的流变剂、按重量计0.1-0.5份的湿润分散剂加入到配料罐中并用高速搅拌机搅拌20分钟，放入球磨机中研磨至细度20μm以下；在研磨罐中补50份的水性聚氨酯乳液，按重量计0.1-0.5份的水性聚氨酯乳液润湿剂，按重量计0.2-0.5份的防沉剂、按重量计0.2-0.5份的消泡剂、按重量计0.2-0.5份的增稠剂、按重量计0.1-0.5份的流平剂，继续研磨10分钟后加入按重量计0~0.5份氧化石墨烯，快速机械搅拌10分钟；

（7）、第四层聚氨酯涂层的制备：取重量份计10~15份的固化剂异氢酸脂和10~15份的醇醚类溶剂与步骤（6）中得到的涂料混合，喷涂至步骤（5）得到的硅胶表面，涂满后隔15秒重复喷涂一次，共重复五次后40摄氏度烘干2小时，完成后得到产品。