防核辐射复合柔性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于防核辐射技术领域，尤其涉及一种防核辐射复合柔性材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 放射性物质会通过外照射或其他途径进入人体产生内照射的方式危害人体健康， 因此，需要控制和防止放射性物质污染。对于铀矿山开采、铀矿山封闭治理、铀矿冶炼厂、核 电站、铀矿以及伴生有核物质的金属矿山产生的废渣、尾砂坝、垃圾堆填埋场等可能产生核 辐射的工作环境而言，采用防核辐射材料对含放射性物质进行覆盖是减轻核辐射的有效手 段之一。
[0003] 现有技术公开了多种屏蔽核辐射的材料，例如屏蔽混凝土、钢板、硼钢、铅硼聚乙 稀板、Al-B4c复合板等。公开号为103377739A的中国专利文献公开了一种防核福射砂衆， 其由水泥、骨料和外加剂组成，具有良好的核辐射屏蔽性能、力学性能、防水性能及施工性 能，但是该砂浆存在重量大、施工难度大的问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防核辐射复合柔性材料及其制备方法，本 发明提供的防核辐射复合柔性材料重量轻、易施工，且具有优良屏蔽核辐射效果和力学性 能。
[0005] 本发明提供了一种防核辐射复合柔性材料，包括：
[0006] 非织造布和交联复合在所述非织造布表面的粘结剂层；
[0007] 所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成；
[0008] 所述粘结剂层由包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成。
[0009] 优选的，所述非织造布由质量比为1:0. 05?0. 2的聚合物纤维和不锈钢纤维通过 针刺固结制成。
[0010] 优选的，所述聚合物纤维为聚丙烯纤维。
[0011] 优选的，所述不锈钢纤维的细度为3. 0?6.Odtex，长度为50?70mm;所述聚丙稀 纤维的细度为3. 0?6.Odtex，长度为50?70mm，强度大于50CN/dtex。
[0012] 优选的，所述交联形成粘结剂的乳液包括：
[0013] 1?10wt%的丙烯酸树脂；
[0014] 1 ?10wt% 的PE树脂；
[0015] 0? 5?5wt%的交联剂；
[0016] 和余量的水。
[0017] 本发明还提供了一种防核辐射复合柔性材料的制备方法，包括：
[0018] 将非织造布在包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液中浸渍后进行热交联 处理；所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成；
[0019] 将热交联处理得到的非织造布烘干、冷轧，得到防核辐射复合柔性材料。
[0020] 优选的，所述非织造布按照以下方法制备：
[0021] 将不锈钢纤维和聚合物纤维混合后经开松和梳理，得到初生纤网；
[0022] 所述初生纤网经交叉铺网机平铺，得到蓬松纤维网；
[0023] 将所述蓬松纤维网经过针刺固结复合，得到非织造布。
[0024] 优选的，经过浸渍后，乳液在非织造布上的上胶量为3?7wt%。
[0025] 优选的，所述热交联处理的温度为100?120°C;
[0026] 所述烘干的温度为120?140°C;
[0027] 所述冷轧的温度为5?15 °C。
[0028] 本发明还提供了一种防核辐射复合土工膜，包括
[0029] 土工布；
[0030] 复合在所述土工布上的PE膜，复合在所述土工布上的TO膜，所述PE膜由包括乙 烯聚合物和母粒的混合物形成；所述母粒包括乙烯聚合物、硫酸钡和铅粉；
[0031] 复合在所述PE膜上的防核辐射层，所述防核辐射层包括：
[0032] 非织造布和交联复合在所述非织造布表面的粘结剂层；
[0033] 所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成；
[0034] 所述粘结剂层由包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成。
[0035] 与现有技术相比，本发明提供的防核辐射复合柔性材料包括：非织造布和交联复 合在所述非织造布表面的粘结剂层；其中，所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成； 所述粘结剂层由包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成。本发明以聚合物 纤维和不锈钢纤维制成的非织造布作为主体防核辐射材料，并将包括丙烯酸树脂、PE树脂、 交联剂和水的乳液在其表面热交联复合形成丙烯酸/PE共聚物，在浸渍过程中，乳液渗透 双向渗透进入非织造布内部，使得到的防核辐射复合柔性材料具有力学性能高、屏蔽和辐 射效果好、耐温性能好和便于施工等优点。同时，本发明以聚合物作为防核辐射复合柔性材 料的主体，重量轻、成本低。实验结果表明，本发明提供的厚度为2mm、单位克重200g/m2的 防核辐射复合柔性材料的纵向断裂强度为580N/5cm、横向断裂强度为612N/5cm，对Y射线 的屏蔽率为0. 2mSv/h。
【具体实施方式】
[0036] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0037] 本发明提供了一种防核辐射复合柔性材料，包括：
[0038] 非织造布和交联复合在所述非织造布表面的粘结剂层；
[0039] 所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成；
[0040] 所述粘结剂层由包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成。
[0041] 本发明以非织造布作为防核辐射复合柔性材料的主体材料，在本发明中，所述非 织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成，优选由质量比为1:0. 05?0. 2的聚合物纤维和不 锈钢纤维通过针刺固结制成，更优选由质量比为1:0. 1的聚合物纤维和不锈钢纤维通过针 刺固结制成。其中，所述聚合物纤维优选为聚丙烯纤维。
[0042] 在所述非织造布中，所述不锈钢纤维的细度优选为3. 0?6.Odtex，长度优选为 50?70mm;所述聚丙稀纤维的细度优选为3. 0?6.Odtex，长度优选为50?70mm，强度优 选大于 50CN/dtex。
[0043] 在本发明中，所述非织造布优选按照以下方法制备：
[0044] 将不锈钢纤维和聚合物纤维混合后经开松和梳理，得到初生纤网；
[0045] 所述初生纤网经交叉铺网机平铺，得到蓬松纤维网；
[0046] 将所述蓬松纤维网经过针刺固结复合，得到非织造布。
[0047] 首先将不锈钢纤维和聚合物纤维混合，然后经开松机开松、梳理机梳理后形成初 生纤网；所述初生纤网经过交叉铺网机铺网即可形成蓬松的纤维网。优选的，本发明在铺网 过程中，优选形成上层为聚合物纤维、中层为不锈钢纤维、下层为聚合物纤维的三层结构的 蓬松纤维网。得到蓬松纤维网后，对其进行针刺固结复合，即可得到非织造布。本发明使蓬 松纤维网经过预针刺机和主针刺机进行上下两道的固结复合，使上层聚合物纤维、中层不 锈钢纤维和下层聚合物纤维紧密固结，形成力学性能良好的非织造布。在本发明中，所述针 刺密度优选为300刺/cm2。
[0048] 本发明提供的防核辐射复合柔性材料中，所述非织造布表面交联复合有粘结剂 层，所述粘结剂层由包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成。
[0049] 在本发明中，所述交联形成粘结剂的乳液优选包括：
[0050] 1?l〇wt%的丙稀酸树脂；
[0051] 1 ?10wt% 的PE树脂；
[0052] 0? 5?5wt%的交联剂；
[0053] 和余量的水。
[0054] 所述乳液更优选包括：
[0055] 5wt%的丙稀酸树脂；
[0056] 5wt% 的PE树脂；
[0057] lwt%的交联剂；
[0058] 和余量的水。
[0059] 所述非织造布浸渍所述乳液时，乳液不仅分布在非织造布表面，而且会双面渗入 非织造内部，从而在后续热交联复合时在非织造布的表面和内部同时形成聚合物，从而提 高得到的防核辐射复合柔性材料的力学性能和辐射屏蔽能力。
[0060] 本发明提供的防核辐射复合柔性材料以非织造布为主体，其表面及内部复合有由 包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液交联形成的粘结剂层。在另外一个实施例中， 非织造布具有聚丙烯纤维/不锈钢纤维/聚丙烯纤维的三层网络结构，纤维之间由上述乳 液形成的粘结剂填充，非织造布表面复合有上述乳液形成的粘结剂。
[0061] 本发明还提供了一种防核辐射复合柔性材料的制备方法，包括：
[0062] 将非织造布在包括丙烯酸树脂、PE树脂、交联剂和水的乳液中浸渍后进行热交联 处理；所述非织造布由聚合物纤维和不锈钢纤维制成；
[0063] 将热交联处理得到的非织造布烘干、冷轧，得到防核辐射复合柔性材料。
[0064] 本发明以非织造布作为防核辐射复合柔性材料的主体材料，所述非织造布优选按 照以下方法制备：
[0065] 将不锈钢纤维和聚合物纤维混合后经开松和梳理，得到初生纤网；
[0066] 所述初生纤网经交叉铺网机平铺，得到蓬松纤维网；
[0067] 将所述蓬松纤维网经过针刺固结复合，得到非织造布。
[0068] 首先将不锈钢纤维和聚合物纤维混合，然后经开松机开松、梳理机梳理后形成初 生纤网；所述初生纤网经过交叉铺网机铺网即可形成蓬松的纤维网。优选的，本发明在铺网 过程中，优选形成上层为聚合物纤维、中层为不锈钢纤维、下层为聚合物纤维的三层结构的 蓬松纤维网。得到蓬松纤维网后，对其进行针刺固结复合，即可得到非织造布。本发明使蓬 松纤维网经过预针刺机和主针刺机进行上下两道的固结复合，使上层聚合物纤维、中层不 锈钢纤维和下层聚合物纤维紧密固结，形成力学性能良好的非织造布。在本发明中，所述针 刺密度优选为300刺/cm2。
[0069] 在本发明中，所述聚合物纤维和不锈钢纤维的质量比优选为1:0. 05?0. 2,更优 选为1:0. 1。所述聚合物纤维优选为聚丙烯纤维。所述不锈钢纤维的细度优选为3.0? 6.Odtex，长度优选为50?70mm;所述聚丙稀纤维的细度优选为3. 0?6.Odtex，长度优选 为50?70mm，强度优选大于50CN/dtex。
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