一种多层辐射防护手套及其制作工艺的制作方法

文档序号:13746822阅读:389来源:国知局

本发明涉及射线防护领域,尤其是γ射线、X射线、中子综合防护产品领域,具体是指一种多层辐射防护手套及其制作工艺。



背景技术:

核材料的研究和加工通常是在辐射环境比较复杂的场所中进行的,其中可能存在α、β、γ、X射线和中子等多种射线,γ、X射线和中子穿透力强。中子源往往伴有γ辐射,例如放射性核素中子源和反应堆中子源本身也是γ辐射源,只是强弱不同而已。并且当中子与靶、屏蔽材料及其他物体作用时,也会产生俘获γ辐射。因此需要考虑中子和γ射线的综合防护。

γ射线具有波长短、穿透力强等特点。皮肤长期遭受γ射线的直射和散射,会导致皮肤发生毛囊性丘疹与脱毛反应、红斑反应、水泡反应、坏死溃疡反应、癌变等不同程度的损伤。为减少γ射线对皮肤的损伤,需要进行防护。X射线对人体的损害与γ射线类似,对γ射线的防护可参照对X射线的防护,可用相同的防护材料对γ射线或X射线进行防护,一般采用含重金属元素材料防护γ射线或X射线。

中子穿透力强,屏蔽困难,生物损伤大。一般采用原子序数低的材料来防护中子。操作中子时一般都是在手套箱中操作,手部遭受照射的机会较多,因此需要对手部进行防护。一般采用穿戴防辐射手套的方式实现对手部的防护。

含屏蔽材料的结构材料广泛应用于辐射屏蔽,如合金板材、水泥、树脂板材、玻璃等。但有些部位需要使用能任意塑性的柔性材料来防护射线,此时结构材料则不能满足其要求。橡胶作为传统的柔性材料广泛应用于日常生活,具有很好的可塑性。橡胶成型分为塑炼成型和胶乳浸渍成型。塑炼成型制品主要用于对柔韧性要求相对较低的场合,如防护服、防护帽、防护屏风。胶乳浸渍成型制品,硬度小,有较高的强度和拉断伸长率,可用于对柔韧性要求较高的场合,如手套。

申请号为CN96106434.X的发明专利公开了一种用于医用X射线防护的含混合镧系元素复合屏蔽材料,将屏蔽材料和载体经热压成型。不涉及手套的制备。不涉及中子的防护。

申请号为CN200420114740.X的发明专利公开了一种有机屏蔽X射线防护服,是将有机屏蔽层夹在棉布层之间。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制备柔韧性较好的手套。不涉及中子的防护。

申请号为CN200620081066.9的发明专利公开了一种X射线防护手套,是将可阻挡X射线的重金属粉层粘附固定于胶层内,形成夹心结构。若胶层破损,重金属粉有逸出的风险。不涉及中子的防护。

申请号为CN200710175789.4的发明专利公开了一种用于医用X射线防护的复合屏蔽材料,涉及到了所用的原材料为X射线屏蔽材料和橡胶,未说明是采用何种方式将二者复合在一起,也未说明采用何种方式制成何种制品。不涉及手套的制备。不涉及中子的防护。

申请号为CN200910060849.7的发明专利公开了一种用于X射线防护的稀土氧化物/天然橡胶复合材料的制备方法,原胶经密炼、硫化成型。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制作柔软手套。不涉及中子的防护。

申请号为CN201010202804.1的发明专利公开了一种防辐射橡胶防护手套及其制备方法。不涉及中子的防护。

申请号为CN201210307283.5的发明专利公开了一种γ射线防护用乳胶制品填料,采用的是γ射线屏蔽材料,主要针对的是γ射线的防护。不涉及中子的防护。

申请号为CN201310399957.3的发明专利公开了一种防辐射防护手套及其制备方法,其采用聚丙烯酸钆作为防辐射材料。不涉及中子的防护。

申请号为CN94207471.8的发明专利公开了一种橡胶或橡塑类防中子复合板材,该板材具有较好的抗冲击性能。不适合于用于制作可穿戴的防护制品。不涉及γ射线或X射线的防护。

申请号为CN201210157602.9的发明专利公开了一种超薄防中子辐射复合屏蔽材料及其制备方法,橡胶原料为固态,且采用的是混炼后模压成型。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制作柔软手套。不涉及γ射线或X射线的防护。

申请号为CN201410342002.9的发明专利公开了一种中子屏蔽材料及其制备方法,橡胶原料为固态,且采用的是混炼后模压挤出成型。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制作柔软手套。不涉及γ射线或X射线的防护。

申请号为CN201510128412.8的发明专利公开了一种具有阻燃隔热性能的中子屏蔽材料及其制备方法,主要针对的是中子的防护。不涉及γ射线或X射线的防护。

申请号为CN200810147941.2的发明专利公开了一种柔性复合辐射屏蔽材料,能同时屏蔽中子与γ射线,所用热塑性弹性体的原料为固态,采用混炼后挤出工艺制成。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制作柔软手套。

申请号为CN200910059052.5的发明专利公开了一种橡胶基柔性屏蔽材料及其制备方法,原胶经塑炼、密炼、平板硫化剂硫化制得。达不到胶乳成型制品的柔韧性,不能用于制作柔软手套。

申请号为CN201210307365.X的发明专利公开了一种中子与γ射线防护乳胶复合材料及制备方法,对中子和γ射线具有较好的屏蔽效果。是在胶乳中通过同时添加中子屏蔽材料和γ射线屏蔽材料来实现的。以中子屏蔽材料和γ射线屏蔽材料各自添加40%为例,总添加量80%,对材料的拉伸强度、弯曲强度和柔软性均有较大降低,为了实现较好的拉伸强度、弯曲强度和柔软性,屏蔽材料的添加量不能很高,也就不能实现很高的屏蔽效率。不是叠层结构手套。

申请号为CN200720305727.6的发明专利公开了一种多层手套,包括布手套内衬和外层硅胶手套,布手套外边缘和硅胶手套外边缘采取粘合方式固定。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN200920137344.1的发明专利公开了一种SBR丁苯橡胶发泡层手套,软塑料外层与丁苯橡胶发泡内层粘合构成复合层,起到保暖手套作用。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201080019053.8的发明专利公开了一种无粉抗微生物涂层手套,其包括具有内表面和外表面的弹性层。弹性层的内表面包含一种抗微生物凝胶涂层,弹性层的外表面包含一种抗粘连膜涂层。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201220257480.6的发明专利公开了一种双层手套,内手套由毛线编织而成,外手套采用皮革制成,内手套的后端长于外手套的后端,且外手套的背面底端设置有束紧带,防止外手套脱落。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201220657015.1的发明专利公开了一种医用双层手套,该手套采用乳胶材料制成,五根手指包括内层和外层,内层和外层呈不同颜色,在外层破损时容易发现。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201210139615.3的发明专利公开了一种水性聚氨酯涂层手套及其生产工艺,该手套是在织物手套芯上设有水性聚氨酯涂层。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201320604075.1的发明专利公开了一种防烫双层手套,包括吸水的内织物层和透明硅胶制成的外防水层,具有很好的防烫效果。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

请号为CN201410555660.6的发明专利公开了一种丁腈加强PU涂层手套及其生产工艺,包括手套芯和PU涂层,PU涂层设置在手掌部和手指部的正面,在大拇指与食指以及虎口处浸渍丁腈橡胶涂层,具有耐磨的特点。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201410194317.3的发明专利公开了一种轻薄耐用型柔性聚合涂层手套,其将聚合乳胶涂层粘附在针织内衬上以提高手套的耐用性。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。

申请号为CN201520374287.4的发明专利公开了一种硅胶复合层手套,内层为织物层,外层为硅胶层。不包含防辐射材料,未提及任何辐射防护功能。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种多层辐射防护手套,该手套能实现对中子和γ射线的综合防护,且柔软性较好,适合穿戴。

本发明的另一目的是提供一种多层辐射防护手套的制作工艺。

本发明通过下述技术方案实现:

一种多层辐射防护手套,由γ射线屏蔽层和中子屏蔽层交叠组成;所述γ射线屏蔽层由质量份为40%~60%的橡胶胶乳、质量份为5%~10%的配合剂、质量份为30%~70%的γ射线防护材料混合后经手套模具浸渍而成,合计质量份100%;所述中子屏蔽层由质量份为40%~60%的橡胶胶乳、质量份为5%~10%的配合剂、质量份为30%~70%的中子防护材料混合后经手套模具浸渍而成,合计质量份100%。

进一步的,所述手套本体的厚度为0.2~2.5mm,但不局限于此,也可根据实际情况另行选择。

进一步的,所述配合剂由硫化剂、活性剂、促进剂、补强剂组成;所述硫化剂、活性剂、促进剂、补强剂在整个浸渍乳液中的质量占比分别为1%~2%,1%~3%,1%~3%,1%~5%。

进一步的,所述硫化剂为硫磺;所述活性剂为氧化锌、氧化镁、氧化钙中的一种或多种;所述促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌或/和四甲基二硫代秋兰姆;所述补强剂为炭黑、白炭黑、氧化钛、石墨、蒙脱土、高岭土中的一种或多种;所述γ射线防护材料为氧化钨、氧化铋、氧化钆、氧化锡、氧化锑、氧化铈、氧化铟、氧化钽、氧化锆、氧化钇、氧化钕和氧化镨中的一种或多种。

进一步的,所述橡胶胶乳为水性乳胶,所述橡胶胶乳包括天然橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳、聚氨酯橡胶胶乳、顺丁橡胶胶乳、丙烯酸酯橡胶胶乳、氯化聚乙烯橡胶胶乳、氯磺化聚乙烯橡胶胶乳中的一种或多种。

一种多层辐射防护手套的制作工艺,包括以下步骤:

(1)将手模模具清洗干净后,整体浸渍凝固剂,干燥,得第一中间模具;

(2)用步骤(1)得到的第一中间模具浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第二中间模具;

(3)将第二中间模具整体浸渍于第二橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第三中间模具;

(4)将第三中间模具整体浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第四中间体;

(5)将第四中间体的模具卷边、硫化、脱模、泡洗、干燥,即得手套成品。

进一步的,所述步骤(1)中,凝固剂为CaCl2水溶液、BaCl2水溶液、Ca(NO3)2水溶液、Ba(NO3)2水溶液中的一种或多种,且CaCl2水溶液、BaCl2水溶液、Ca(NO3)2水溶液、Ba(NO3)2水溶液中溶质的质量分数为0.3~5%,且凝固剂还含有淀粉和增稠剂。

进一步的,所述第一橡胶乳液的制作过程为:将50-70kg B4C粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠、0.5kg氨水与75-95kg软水混合后,进行球磨,得到第一分散液;将第一分散液与100kg过滤后的预硫化橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,即得第一橡胶乳液。

进一步的,所述第二橡胶乳液的制作过程为:将50-70kg Bi2O3粉末或Gd2O3粉末或 WO3粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠与70-90kg软水混合后,进行球磨,得到第二分散液;将第二分散液与100kg过滤后的预硫化橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,即得第二橡胶乳液。

进一步的,所述预硫化天然橡胶胶乳由橡胶胶乳和配合剂混合组成。

本发明与现有技术相比,具有的优点及有益效果为:能实现对中子和γ射线的综合防护,且柔软性较好,适合穿戴。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中:1—中子屏蔽层、2—γ射线屏蔽层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1:

如图1所示,本发明公开的多层辐射防护手套共分为三层,第一层为中子屏蔽层,第二层为γ射线屏蔽层,第三层为中子屏蔽层。

本实施例中多层防辐射手套的制作步骤如下:

(1)将70kg B4C粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠、0.5kg氨水与95kg软水混合后,进行球磨,得到第一分散液;

(2)将50kg Bi2O3粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠与70kg软水混合后,进行球磨,得到第二分散液;

(3)将步骤(1)的第一分散液与100kg过滤后的预硫化天然橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第一橡胶乳液;

(4)将步骤(2)的第二分散液与100kg过滤后的预硫化天然橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第二橡胶乳液;

(5)将手套模具清洗干燥后,整体浸渍5%的CaCl2水溶液,然后干燥,得第一中间模具;

(6)用步骤(5)得到的第一中间模具浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第二中间模具;

(7)将第二中间模具整体浸渍于第二橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第三中间模具;此步骤重复两遍。

(4)将第三中间模具整体浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第四中间体;

(5)将第四中间体的模具卷边、硫化、脱模、泡洗、干燥,即得手套成品。

所述手套本体的厚度为1.5mm,其中第一层中子屏蔽层的厚度为0.4mm,中间层γ射线屏蔽层的厚度为0.7mm,第三层中子屏蔽层的厚度为0.4mm。

所述手套的拉伸强度25MPa,拉断伸长率700%,邵氏硬度32HA,对热中子的屏蔽效率为45%,对59.5 KeV γ射线的屏蔽效率为45%。

实施例2:

如图1所示,本发明公开的多层辐射防护手套共分为三层,第一层为中子屏蔽层,第二层为γ射线屏蔽层,第三层为中子屏蔽层。

本实施例中多层防辐射手套的制作步骤如下:

(1)将50kg B4C粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠、0.5kg氨水与75kg软水混合后,进行球磨,得到第一分散液;

(2)将60kg Gd2O3粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠与80kg软水混合后,进行球磨,得到第二分散液;

(3)将步骤(1)的第一分散液与100kg过滤后的预硫化丁腈橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第一橡胶乳液;

(4)将步骤(2)的第二分散液与100kg过滤后的预硫化丁腈橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第二橡胶乳液;

(5)将手套模具清洗干燥后,整体浸渍5%的CaCl2水溶液,然后干燥,得第一中间模具;

(6)用步骤(5)得到的第一中间模具浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第二中间模具;

(7)将第二中间模具整体浸渍于第二橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第三中间模具;此步骤重复两遍。

(4)将第三中间模具整体浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第四中间体;

(5)将第四中间体的模具卷边、硫化、脱模、泡洗、干燥,即得手套成品。

所述手套本体的厚度为0.8mm,其中第一层中子屏蔽层的厚度为0.2mm,中间层γ射线屏蔽层的厚度为0.4mm,第三层中子屏蔽层的厚度为0.2mm。

所述手套的拉伸强度21MPa,拉断伸长率600%,邵氏硬度35HA,对热中子的屏蔽效率为25%,对59.5 KeV γ射线的屏蔽效率为35%。

实施例3:

如图1所示,本发明公开的多层辐射防护手套共分为三层,第一层为中子屏蔽层,第二层为γ射线屏蔽层,第三层为中子屏蔽层。

本实施例中多层防辐射手套的制作步骤如下:

(1)将60kg B4C粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠、0.5kg氨水与80kg软水混合后,进行球磨,得到第一分散液;

(2)将50kg Gd2O3粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠与70kg软水混合后,进行球磨,得到第二分散液;

(3)将步骤(1)的第一分散液与100kg过滤后的预硫化丁腈橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第一橡胶乳液;

(4)将步骤(2)的第二分散液与100kg过滤后的预硫化天然橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第二橡胶乳液;

(5)将手套模具清洗干燥后,整体浸渍5%的CaCl2水溶液,然后干燥,得第一中间模具;

(6)用步骤(5)得到的第一中间模具浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第二中间模具;

(7)将第二中间模具整体浸渍于第二橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第三中间模具;此步骤重复两遍。

(4)将第三中间模具整体浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第四中间体;

(5)将第四中间体的模具卷边、硫化、脱模、泡洗、干燥,即得手套成品。

所述手套本体的厚度为1.2mm,其中第一层中子屏蔽层的厚度为0.2mm,中间层γ射线屏蔽层的厚度为0.8mm,第三层中子屏蔽层的厚度为0.2mm。

所述手套的拉伸强度22MPa,拉断伸长率650%,邵氏硬度34HA,对热中子的屏蔽效率为25%,对59.5 KeV γ射线的屏蔽效率为47%。

实施例4:

如图1所示,本发明公开的多层辐射防护手套共分为三层,第一层为中子屏蔽层,第二层为γ射线屏蔽层,第三层为中子屏蔽层。

本实施例中多层防辐射手套的制作步骤如下:

(1)将50kg B4C粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠、0.5kg氨水与75kg软水混合后,进行球磨,得到第一分散液;

(2)将70kg WO3粉末、0.1kg二丁基萘磺酸钠与90kg软水混合后,进行球磨,得到第二分散液;

(3)将步骤(1)的第一分散液与100kg过滤后的预硫化丁腈橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第一橡胶乳液;

(4)将步骤(2)的第二分散液与100kg过滤后的预硫化氯丁橡胶胶乳混合,过滤,熟成2天,除泡,得浸渍用第二橡胶乳液;

(5)将手套模具清洗干燥后,整体浸渍5%的CaCl2水溶液,然后干燥,得第一中间模具;

(6)用步骤(5)得到的第一中间模具浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第二中间模具;

(7)将第二中间模具整体浸渍于第二橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第三中间模具;此步骤重复两遍。

(4)将第三中间模具整体浸渍于第一橡胶乳液中保持5s~10min,再定型、烘干,得到第四中间体;

(5)将第四中间体的模具卷边、硫化、脱模、泡洗、干燥,即得手套成品。

所述手套本体的厚度为1mm,其中第一层中子屏蔽层的厚度为0.3mm,中间层γ射线屏蔽层的厚度为0.4mm,第三层中子屏蔽层的厚度为0.3mm。

所述手套的拉伸强度20MPa,拉断伸长率600%,邵氏硬度35HA,对热中子的屏蔽效率为35%,对59.5 KeV γ射线的屏蔽效率为27%。

由上述实施例1-4最终得出的实验数据可知,本发明能实现对中子和γ射线的综合防护,且通过对拉伸强度、拉断伸长率和邵氏硬度的测试可知,本发明的柔软性较好,适合穿戴。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1