CN102560900A

CN102560900A - 一种X、γ射线屏蔽无纺布及其制造方法

Info

Publication number: CN102560900A
Application number: CN2012100032056A
Authority: CN
Inventors: 段朝阳; 贺华山; 陈洁; 唐俊雄
Original assignee: HUBEI HUAQIANG SCI-TECH Co Ltd
Current assignee: Hubei Huaqiang Technology Co., Ltd
Priority date: 2012-01-08
Filing date: 2012-01-08
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-01-08
Also published as: CN102560900B

Abstract

一种X、γ射线屏蔽无纺布及其制造方法。X、γ射线屏蔽无纺布由聚丙烯无纺布中均匀掺杂钽、钨、锶的金属或其化合物组成。其中无纺布中金属或其化合物的质量份数为60%~70%，钽元素占金属元素的30%~40%，钨元素占金属元素的40%~50%，锶元素占金属元素的10%~30%。X、γ射线屏蔽无纺布的制造方法是采用熔喷和喷涂复合工艺制备，本发明提供X、γ射线屏蔽无纺布具有无皮肤接触毒性，不存在屏蔽弱吸收区，屏蔽效率高的特点。

Description

一种X、γ射线屏蔽无纺布及其制造方法

技术领域

本发明涉及射线屏蔽无纺布技术领域，具体涉及一种X、γ射线屏蔽无纺布及其制造方法。

背景技术

现有的X、γ射线防护衣具材料大多采用含铅材料制备，铅屏蔽材料对能量高于88Kev以及介于13~40Kev之间的射线有良好的粒子吸收能力，但对能量介于40~88Kev之间的射线却存在一个粒子吸收能力十分薄弱的区域（铅的弱吸收区）。同时含铅材料制品作为屏蔽材料无疑降低了服装的柔软性和舒适性。另外铅具有皮肤接触毒性，废弃物对环境造成很大的污染。采用湿法纺丝和熔法纺丝中掺屏蔽材料制备的针织布、机织布和非织造布明显改善了服装的柔软性和舒适性，因受纺丝工艺的限制，存在屏蔽材料添加量有限，屏蔽效率低的问题。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明的目的是提供一种对中、低能X、γ射线有良好的屏蔽效率，不存在弱吸收区，无铅、无毒、透气式的X、γ射线防护无纺布及其制造方法。

本发明的目的是这样实现的：一种X、γ射线屏蔽无纺布， X、γ射线屏蔽无纺布由均匀掺杂钽、钨、锶金属或其化合物的聚丙烯无纺布构成。

X、γ射线屏蔽无纺布的重量组成为：钽、钨、锶金属或其化合物60%~70%，粘合剂10~15%，抗氧剂0.3~0.7%，聚丙烯纤维14.3~29.7%。

X、γ射线屏蔽无纺布中金属或其化合物的重量组成为：钽元素占金属元素的30%~40%，钨元素占金属元素的40%~50%，锶元素占金属元素的10%~30%。

钽、钨、锶金属或其化合物的平均粒径在0.1μm ~10μm之间。

钽金属化合物选自氮化钽、碳化钽或氧化钽中的一种。

钨金属化合物选自氧化钨、碳化钨中的一种。

锶金属化合物选自碳酸锶、钛酸锶中的一种。

X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积克重在1.5~3.5kg/m² 之间。

粘合剂选用聚氨酯类、丙烯酸类、环氧树脂类粘合剂中的至少一种。

抗氧剂选用胺类抗氧剂、苯酚类抗氧剂中的至少一种。

一种制备X、γ射线屏蔽无纺布的方法：

a) 将聚丙烯切片和抗氧剂混合均匀后喂入螺杆挤压机加热熔融，通过熔喷纺丝从第一熔喷喷丝头和第二熔喷喷丝头挤出；

b) 将金属或其化合物和粘合剂在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头喷出；

c) 从第一熔喷喷丝头喷出的纤网，喷涂头喷涂的金属或其化合物，和第二熔喷喷丝头喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成X、γ射线屏蔽无纺布。

本发明提供的X、γ射线屏蔽无纺布及由聚丙烯无纺布中均匀掺杂钽、钨、锶的金属或其化合物组成，通过三种金属材料的复合效应，使屏蔽材料中存在多个吸收限，保证了材料对连续能量光子束具有良好的屏蔽性能，同时钽、钨、锶不会对环境造成污染；由于采用了以上技术方案，本发明的X、γ射线屏蔽无纺布，具有无皮肤接触毒性，不存在屏蔽弱吸收区，屏蔽效率高，生产效率高，工艺简单，加工成本低的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是生产线示意图。

具体实施方式

本发明采用熔喷和喷涂复合工艺制备了X、γ射线屏蔽无纺布。一种X、γ射线屏蔽无纺布， X、γ射线屏蔽无纺布由均匀掺杂钽、钨、锶金属或其化合物的聚丙烯无纺布构成。

钽、钨、锶金属或其化合物的平均粒径在0.1μm ~10μm之间。

钽金属化合物选自氮化钽、碳化钽或氧化钽中的一种。

钨金属化合物选自氧化钨、碳化钨中的一种。

锶金属化合物选自碳酸锶、钛酸锶中的一种。

X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积克重在1.5~3.5kg/m² 之间。

抗氧剂选用胺类抗氧剂、苯酚类抗氧剂中的至少一种。

一种X、γ射线屏蔽无纺布可按如下生产步骤加工制成：

a) 将成丝聚合物切片和抗氧剂混合均匀后喂入螺杆挤压机加热熔融，通过熔喷纺丝从熔喷喷丝头1和熔喷喷丝头2挤出。熔喷的工艺参数为：挤出量0.7g/min，一级气流压力为0.35MPa，二级气流压力为0.15 MPa，接收距离为850mm；

b) 将功能填料和粘合剂在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头喷出。喷涂的工艺参数为上液量为500~800ml/min，空气压力为0.3~0.7MPa，喷涂的直径为10cm，喷嘴距布面距离

为15cm，喷枪往返的次数为30~120次/min；

c) 从第一熔喷喷丝头1喷出的纤网，喷涂头3喷涂的功能填料，和第二熔喷喷丝头2喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成含功能填料的无纺布。

通过下面实施例有助于进一步理解本发明。

实施例1：

将熔融指数为75的聚丙烯切片干燥至含水0.01%以下，再加入0.2%(wt)的苯基-α-萘胺抗氧剂，在密闭的高速混合机中在600转/分转速下搅拌混合10分钟，然后在1500转/分转速下搅拌混合10分钟，混合后的物料加入螺杆挤压机在340℃的温度下挤出进入第一计量泵和第二计量泵，以泵供量为0.7 g/min精确计量送入熔体分配腔，再通过整流后进入纺丝熔体池，然后在350℃的模头温度下从第一喷丝头1和第二喷丝头2喷出成丝，在速度为25.7m/s、温度为330℃的高速气流的喷射拉伸下，形成纤维。经过牵伸的纤维，在抽吸风的引导下，在收集装置上成型。

将平均粒径为10μm左右的功能填料（钽元素占金属元素的30%，钨元素占金属元素的50%，锶元素占金属元素的20%）和水性聚氨酯在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头3喷出。喷涂的工艺参数为上液量为500~800ml/min，空气压力为0.3MPa，喷涂的直径为10cm，喷嘴距布面距离为15cm。

从第一熔喷喷丝头1喷出的纤网，喷涂头3喷涂的功能填料，和第二熔喷喷丝头2喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成含功能填料的无纺布。采用该工艺生产的X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积质量为2.5kg/m²，无纺布的屏蔽性能可达0.45mmPb当量。

实施例2：

将熔融指数为75的聚丙烯切片干燥至含水0.01%以下，再加入0.2%(wt)的4，4-亚甲基-双-（2,6二叔丁基）苯酚抗氧剂，在密闭的高速混合机中在600转/分转速下搅拌混合10分钟，然后在1500转/分转速下搅拌混合10分钟，混合后的物料加入螺杆挤压机在340℃的温度下挤出进入第一计量泵和计量泵，以泵供量为0.7 g/min精确计量送入熔体分配腔，再通过整流后进入纺丝熔体池，然后在350℃的模头温度下从第一喷丝头1和第二喷丝头2喷出成丝，在速度为25.7m/s、温度为330℃的高速气流的喷射拉伸下，形成纤维。经过牵伸的纤维，在抽吸风的引导下，在收集装置上成型。

将平均粒径为1μm左右的功能填料（钽元素占金属元素的30%，钨元素占金属元素的40%，锶元素占金属元素的30%）和水性环氧树脂在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头3喷出。喷涂的工艺参数为上液量为500~800ml/min，空气压力为0.5MPa，喷涂的直径为10cm，喷嘴距布面距离为15cm。

从第一熔喷喷丝头1喷出的纤网，喷涂头3喷涂的功能填料，和第二熔喷喷丝头2喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成含功能填料的无纺布。采用该工艺生产的X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积质量为1.5kg/m²，无纺布的屏蔽性能可达0.4mmPb当量。

实施例3：

将熔体流动速率为1200g/10min的聚丙烯切片干燥至含水0.01%以下，再加入0.2%(wt)的苯基-β-萘胺抗氧剂，在密闭的高速混合机中现在600转/分转速下搅拌混合10分钟，然后在1500转/分转速下搅拌混合10分钟，混合后的物料加入螺杆挤压机在270℃的温度下挤出进入第一计量泵和第二计量泵，以泵供量为0.7 g/min精确计量送入熔体分配腔，再通过整流后进入纺丝熔体池，然后在240℃的模头温度下从第一喷丝头1和第二喷丝头2喷出成丝，在速度为70m/s、温度为255℃的高速气流的喷射拉伸下，形成纤维。经过牵伸的纤维，在抽吸风的引导下，在收集装置上成型。

将平均粒径为5μm左右的功能填料（钽元素占金属元素的40%，钨元素占金属元素的50%，锶元素占金属元素的10%）和水性丙烯酸树脂在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头3喷出。喷涂的工艺参数为上液量为500~800ml/min，空气压力为0.7MPa，喷涂的直径为10cm，喷嘴距布面距离为15cm。

从第一熔喷喷丝头1喷出的纤网，喷涂头3喷涂的功能填料，和第二熔喷喷丝头2喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成含功能填料的无纺布。采用该工艺生产的X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积质量为3.5kg/m²，无纺布的屏蔽性能可达0.5mmPb当量。

Claims

1.一种X、γ射线屏蔽无纺布，其特征在X、γ射线屏蔽无纺布由均匀掺杂钽、钨、锶金属或其化合物的聚丙烯无纺布构成。

2.按权利要求1所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是X、γ射线屏蔽无纺布的重量组成为：钽、钨、锶金属或其化合物60%~70%，粘合剂10~15%，抗氧剂0.3~0.7%，聚丙烯纤维14.3~29.7%。

3.按权利要求1所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是X、γ射线屏蔽无纺布中金属或其化合物的重量组成为：钽元素占金属元素的30%~40%，钨元素占金属元素的40%~50%，锶元素占金属元素的10%~30%。

4.按权利要求1至3中任意一项所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是钽、钨、锶金属或其化合物的平均粒径在0.1μm ~10μm之间。

5.按权利要求1至3中任意一项所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是：钽金属化合物选自氮化钽、碳化钽或氧化钽中的一种。

6.按权利要求1至3中任意一项所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是：钨金属化合物选自氧化钨、碳化钨中的一种。

7.按权利要求1至3中任意一项所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是：锶金属化合物选自碳酸锶、钛酸锶中的一种。

8.按权利要求1至3中任意一项所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是X、γ射线屏蔽无纺布的单位面积克重在1.5~3.5kg/m² 之间。

9.按权利要求2所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是粘合剂选用聚氨酯类、丙烯酸类、环氧树脂类粘合剂中的至少一种。

10.按权利要求2所述的X、γ射线屏蔽无纺布，其特征是抗氧剂选用胺类抗氧剂、苯酚类抗氧剂中的至少一种。

11.制备权利要求1所述的X、γ射线屏蔽无纺布的方法，其特征是：

a)将聚丙烯切片和抗氧剂混合均匀后喂入螺杆挤压机加热熔融，通过熔喷纺丝从第一熔喷喷丝头（1）和第二熔喷喷丝头（2）挤出；

b)将金属或其化合物和粘合剂在搅拌釜中搅拌20~30分钟混合均匀，加入喷涂装置料筒，通过喷涂工艺从喷涂头（3）喷出；

c)从第一熔喷喷丝头（1）喷出的纤网，喷涂头（3）喷涂的金属或其化合物，和第二熔喷喷丝头（2）喷出的纤网依次在凝网帘上复合，然后经过烘干、压延、切边卷绕形成X、γ射线屏蔽无纺布。