[发明专利]一种基于热塑性弹性体的X、γ射线防护体的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于热塑性弹性体的X、γ射线防护体的制备方法，具体为：将无水乙醇和偶联剂混合制备得到功能粉末表面改性母液，然后将功能粉末(铅、钨、铋、氧化钆、锡中一种或几种)加入到表面改性母液中搅拌一定的时间后进行超声振荡，后将混合物过滤后烘干得到表面改性射线屏蔽功能粉末；以TPE母粒为基体，将制备得到的表面改性射线屏蔽功能粉末与TPE母粒在双螺杆挤出机中熔融共混，经挤出后造粒得到TPE/表面改性粉末复合母料，然后双螺杆挤出母料于模具中，然后随后置于平板硫化机上热压制成型得防护样片。本发明解决了现有纺丝技术中存在的随屏蔽功能粉末增加致使纺丝困难，和力学性能下降导致的断丝问题。

技术领域

本发明属于抗辐射防护技术领域，涉及一种基于热塑性弹性体的X、γ射线防护体的制备方法，可在多种应用场景下作为柔性可穿戴式功能防护体的样料。

背景技术

目前，基于传统含铅材料及传统橡胶类防护材料的缺点，新型环保型射线屏蔽材料越来越趋向无毒无害、绿色化，其相关研究正成为防护材料科学领域发展的新方向。在众多的潜在防护备选材料中，高分子材料热塑性弹性体TPE具备塑料的塑性及橡胶的弹性，是极具应用潜力的一种柔性材料。热塑性弹性体(thermoplastic elastomer,TPE)，是指在常温下具有交联橡胶的性质，在高温下又可以像热塑性树脂一样进行塑化成型的高分子材料。由于不需再像橡胶那样经过热硫化，可使橡胶工业生产流程缩短了l/4，节约能耗25％～40％，提高效率10～20倍。因此，热塑性弹性体TPE材料已逐步成为取代传统橡胶的最新材料。

按照TPE构成组分中对性能影响较大的链段种类进行分类，可将TPE分为苯乙烯类(TPS)、聚烯烃类(TPO)、聚氨酯类(TPU)、聚酯类(TPEE)、聚酰胺类(TPAE)、有机硅、有机氟及丙烯酸酯类等。其中TPS是目前最大的一类热塑性弹性体，其次是TPO与TPU。

表1给出了TPS、TPO、TPU的基本性能，从其基本力学性能、密度及使用温度范围看TPE物理杋械性能跨度范围宽广，合适用于作为柔性可穿戴式功能防护体的基体。

表1热塑性弹性体TPS、TPO、TPU的基本性能

目前，市面上的射线防护材料多采用功能屏蔽粒子与各类高分子母体材料混炼然后纺丝而成。例如，中国发明专利CN110219069A中公开了一种防X、γ射线复合纤维的制备方法，采用聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯作为基体，采用金属钨粉和铋粉作为屏蔽剂，采用硅烷偶联剂八(氨基苯基三氧硅烷)作为中间体，对无机功能粉体填料进行表面改性处理，制备得到了具有高射线屏蔽剂含量、服用性能好的无铅复合防护纤维。中国发明专利CN104532381B中公开了一种防X射线稀土/聚丙烯复合纤维的制备方法，将稀土元素氧化物颗粒和聚丙烯颗粒置于共混机内共混，再将得到的稀土/聚丙烯颗粒加入双螺杆挤出机内进行熔融纺丝，经过一系列步骤得到一定厚度的非织造布，铅当量为0.17mm Pb-0.40mmPb。中国发明专利CN102877146A中公开了一种防X射线辐射纤维素纤维的制备方法，用合成改性后的硫酸钡、乙二醇溶液和纤维素作为主要原料，制备生产出具有防辐射功能的纤维素纤维。上述制成的防护纤维性能容易受基体性能的影响，随屏蔽剂的增加致使纺丝困难，纺丝过程中断丝率增加。为克服上述局限性，以高弹柔性复合屏蔽材料作为新型防护材料是一个良好的选择，柔性可穿戴式功能防护体样料以热塑性弹性体(TPE)为基体材料，柔韧性良好，反复弯折性能很好，亲肤性好、穿着舒适、操作方便，具良好的可塑性、高弹性和优异的力学性能，加工过程无需硫化，可用于多种工况下，各种抗辐射加固器件以及射线防护从业人员的射线辐射防护。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于热塑性弹性体的X、γ射线防护体的制备方法，解决了现有纺丝技术中存在的随屏蔽功能粉末增加致使纺丝困难，和力学性能下降导致的断丝问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于热塑性弹性体的X、γ射线防护体的制备方法，具体按照如下步骤实施：