一种辐射屏蔽复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种辐射屏蔽复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济与科技的快速发展，电子信息技术已成为人们离不开的一门技术，给人 类的生活带来了巨大的改变，提供了巨大的便利。但同时，电子设备所带来的辐射也成为了 人们的心头病，已成为了排在大气污染、水质污染、噪音污染之后的第四大公害。辐射指的 是由场源出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后再返回场源的现象，我们通常 说的"辐射"主要是指高能电磁辐射和粒子辐射。研究表明，电磁辐射是造成儿童白血病的 原因之一，影响人的生殖系统，导致儿童智力残缺，同时能影响人的心血管系统，对人的视 觉系统产生不良影响，并能诱发人体癌细胞增殖。因此，研究开发辐射屏蔽材料对于保护人 体健康具有迫切的意义。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种辐射屏蔽复合材料，具有良好的力 学性能，同时具有卓越的辐射屏蔽性能，对辐射具有很好的防护效果。
[0005] 技术方案:一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双酚A型环氧 树脂20-30份、双酚F型环氧树脂20-30份、纳米氧化钐15-25份、纳米氧化钨15-25份、纳米氧 化钆15-25份、植酸钠0.1-0.3份、硅烷偶联剂Si-602 1-2份、乙烯基三乙氧基硅烷1-2份、乙 烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1-2份、多壁碳纳米管0.4-0.8份、偏苯三酸酐0.3-0.6份、甲 基四氢苯酐〇. 5-1份、硬脂酸丁酯0.5-1份、液体石蜡0.5-1份、丙酮20-40份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双 酸Α型环氧树脂22-28份、双酚F型环氧树脂22-28份、纳米氧化钐18-23份、纳米氧化钨17-22 份、纳米氧化钆18-22份、植酸钠0.15-0.25份、硅烷偶联剂Si-602 1.3-1.7份、乙烯基三乙 氧基硅烷1.2-1.7份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.3-1.8份、多壁碳纳米管0.5-0.7 份、偏苯三酸酐0.4-0.5份、甲基四氢苯酐0.6-0.9份、硬脂酸丁酯0.6-0.9份、液体石蜡0.6-0.9份、丙酮25-35份。
[0007] 上述辐射屏蔽复合材料的制备方法包括以下步骤： (1) 将双酸Α型环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合，放入水浴锅中加热至70-80°C ; (2) 将植酸钠、纳米氧化钐、纳米氧化钨、纳米氧化钆和多壁碳纳米管混合，放入球磨 机中进行球磨30-60分钟； (3) 加入硬脂酸丁酯、液体石蜡和丙酮，用超声仪进行超声分散5-10分钟； (4) 加入硅烷偶联剂Si-602、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基）硅 烷，继续超声分散5-10分钟； (5) 将（1)中树脂加入(4)中，在70-80°C下搅拌至丙酮挥发完全； (6) 降至室温，加入偏苯三酸酐和甲基四氢苯酐，搅拌10-20分钟； (7) 将混合物倒入模具，放入真空干燥箱中，在温度45-55°C下固化4-6小时即得。
[0008] 进一步优选的，步骤(1)中加热至75 °C。
[0009] 进一步优选的，步骤(2)中球磨时间为40-50分钟。
[0010]进一步优选的，步骤(3)中超声时间为6-9分钟。
[0011]进一步优选的，步骤(4)中超声时间为6-9分钟。
[0012]进一步优选的，步骤(5冲温度75°C。
[0013]进一步优选的，步骤(6)中搅拌时间为15分钟。
[0014] 进一步优选的，步骤(7)中温度为50°C，固化时间为4.5-5.5小时。
[0015] 有益效果:本发明的辐射屏蔽复合材料具有良好的力学性能，其拉伸强度和弯曲 强度最高分别达到了48.9MPa和43.7MPa，同时具有卓越的辐射屏蔽性能，对167.6keV的γ 射线的防护比例最高达到了99.1%，质量衰减系数也达到了4.59m2/kg，对辐射具有很好的 防护效果。
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【具体实施方式】 [0017] 实施例！ 一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双酸A型环氧树脂20份、双酚F 型环氧树脂20份、纳米氧化钐15份、纳米氧化妈15份、纳米氧化IL15份、植酸钠0.1份、硅烷 偶联剂Si-602 1份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1份、多壁碳 纳米管0.4份、偏苯三酸酐0.3份、甲基四氢苯酐0.5份、硬脂酸丁酯0.5-1份、液体石蜡0.5 份、丙酮20份。
[0018] 上述辐射屏蔽复合材料的制备方法为：（1)将双酚Α型环氧树脂和双酚F型环氧树 脂混合，放入水浴锅中加热至70°C; (2)将植酸钠、纳米氧化钐、纳米氧化钨、纳米氧化钆和 多壁碳纳米管混合，放入球磨机中进行球磨30分钟；（3)加入硬脂酸丁酯、液体石蜡和丙酮， 用超声仪进行超声分散5分钟；（4)加入硅烷偶联剂Si-602、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基 三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，继续超声分散5分钟；（5)将（1冲树脂加入(4冲，在70°C下搅拌 至丙酮挥发完全；（6)降至室温，加入偏苯三酸酐和甲基四氢苯酐，搅拌10分钟；（7)将混合 物倒入模具，放入真空干燥箱中，在温度45°C下固化4小时即得。
[0019] 实施例2 一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双酸A型环氧树脂22份、双酚F 型环氧树脂22份、纳米氧化钐18份、纳米氧化妈17份、纳米氧化IL18份、植酸钠0.15份、硅烷 偶联剂Si-602 1.3份、乙烯基三乙氧基硅烷1.2份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.3份、 多壁碳纳米管0.5份、偏苯三酸酐0.4份、甲基四氢苯酐0.6份、硬脂酸丁酯0.6份、液体石蜡 0.6份、丙酮25份。
[0020] 上述辐射屏蔽复合材料的制备方法为：（1)将双酚Α型环氧树脂和双酚F型环氧树 脂混合，放入水浴锅中加热至75°C; (2)将植酸钠、纳米氧化钐、纳米氧化钨、纳米氧化钆和 多壁碳纳米管混合，放入球磨机中进行球磨40分钟；（3)加入硬脂酸丁酯、液体石蜡和丙酮， 用超声仪进行超声分散6分钟；（4)加入硅烷偶联剂Si-602、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基 三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，继续超声分散6分钟；（5)将（1冲树脂加入(4冲，在75°C下搅拌 至丙酮挥发完全；（6)降至室温，加入偏苯三酸酐和甲基四氢苯酐，搅拌15分钟；（7)将混合 物倒入模具，放入真空干燥箱中，在温度50°C下固化4.5小时即得。
[0021] 实施例3 一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双酸A型环氧树脂25份、双酚F 型环氧树脂25份、纳米氧化钐20份、纳米氧化钨20份、纳米氧化钆20份、植酸钠0.2份、硅烷 偶联剂Si-602 1.5份、乙烯基三乙氧基硅烷1.5份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.5份、 多壁碳纳米管0.6份、偏苯三酸酐0.45份、甲基四氢苯酐0.75份、硬脂酸丁酯0.75份、液体石 蜡0.75份、丙酮30份。
[0022] 上述辐射屏蔽复合材料的制备方法为：（1)将双酚Α型环氧树脂和双酚F型环氧树 脂混合，放入水浴锅中加热至75°C; (2)将植酸钠、纳米氧化钐、纳米氧化钨、纳米氧化钆和 多壁碳纳米管混合，放入球磨机中进行球磨45分钟；（3)加入硬脂酸丁酯、液体石蜡和丙酮， 用超声仪进行超声分散7分钟；（4)加入硅烷偶联剂Si-602、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基 三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，继续超声分散7分钟；（5)将（1冲树脂加入(4冲，在75°C下搅拌 至丙酮挥发完全；（6)降至室温，加入偏苯三酸酐和甲基四氢苯酐，搅拌15分钟；（7)将混合 物倒入模具，放入真空干燥箱中，在温度50°C下固化5小时即得。
[0023] 实施例4 一种辐射屏蔽复合材料，由以下成分以重量份制备而成:双酸A型环氧树脂28份、双酚F 型环氧树脂28份、纳米氧化钐23份、纳米氧化钨22份、纳米氧化钆22份、植酸钠0.25份、硅烷 偶联剂Si-602 1.7份、乙烯基三乙氧基硅烷1.7份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.8份、 多壁碳纳米管0.7份、偏苯三酸酐0.5份、甲基四氢苯酐0.9份、硬脂酸丁酯0.9份、液体石蜡 0.9份、丙酮35份。
[0024] 上述辐射屏蔽复合材料的制备方法为：（1)将双酚Α型环氧树脂和双酚F型环氧树 脂混合，放入水浴锅中加热至75°C; (2)将植酸钠、纳米氧化钐、纳米氧化钨、纳米氧化钆和 多壁碳纳米管混合，放入球磨机中进行球磨50分钟；（3)加入硬脂酸丁酯、液体石蜡和丙酮， 用超声仪进行超声分散9分钟；（4)加入硅烷偶联剂Si-602、