新型防γ射线乳胶制品填充料

摘要

一种新型防γ射线的乳胶制品填充料及配方，其组成为：WO

说明书

1技术领域

本发明内容属于辐射防护材料领域。

2技术背景放射性防护乳胶材料及制品(如：手套、衣、帽)在国防、核能利用、 医疗卫生方面应用十分广泛。这些材料的生产过去通常用PbO作填料，以制成对γ射线 有一定防护能力的手套、衣、帽等，但PbO易从该类产品(手套、衣、帽)中迁移出来， 对人和环境造成危害。为改进产品性能，现在国内外大多都是以WO₃作填料，制成对γ 射线有一定防护能力的乳胶制品(手套、衣、帽)，但这种手套、衣、帽对γ射线的防护 能力很低，如对59.5KeV7γ射线的屏蔽率一般在8～11％左右，同时力学性能较差，其抗 拉强度仅4～7M Pa，扯断伸长率为500～800％。本发明旨在提供一种增强增韧、对γ射线 有较好屏蔽性的放射性防护乳胶材料及制品填充料，从而解决了放射性防护材料目前存在 的问题。

3发明内容

本发明提供的新型增强增韧、放射性防护乳胶材料及制品填充料，其显 著特征是采用了WO₃_PbWO₄的复合，并且该填料一般不能通过直接的混合而获得。复合 填充料组成为：WO₃∶PbWO₄∶H₂O＝40～60∶60～40∶60～80(质量分数)。该新型填充 料的主要成分之一PbWO₄，主要采用双季铵阳离子表面活性剂为分散剂，三乙醇胺为助剂， 由Na₂WO₄溶液与Pb(Ac)₂溶液反应而得到。所采用的WO₃须经过超细处理后，再与PbWO₄复合。制成的WO₃_PbWO₄复合填充料物理化学性质稳定，与乳胶材料亲和性良好，在 乳胶中大剂量加入WO₃_PbWO₄填充料仍能保持不沉淀、不分层。较好的制备方法是：先 采用特殊的分散剂用化学法制得PbWO₄，另将WO₃粗粉作超细化处理，再将两种组份按 一定比例混合，在一定条件下搅拌研磨才能具有良好效果。上述的方法典型的加工过程是： WO₃粗粉(55～65μm)与略过量的Na₂CO₃(摩尔比)混匀，在600～650℃煅烧2h后，冷却至 200℃以下，用热水溶解成0.1mol·L^-1左右的Na₂WO₄溶液；Pb(Ac)₂也配成0.1mol·L^-1左右 的溶液；阳离子分散剂稀释成5％(质量分数)左右的溶液；三乙醇胺配制5％(质量分数) 左右的溶液。在每升Na₂WO₄溶液中加入10～15ml上述的双季铵阳离子分散剂溶液，10ml 三乙醇胺溶液，快速搅拌下加入1升前述Pb(Ac)₂溶液，加完后继续搅拌10～20min，静置 沉淀，过滤得分散良好，性质优良的PbWO₄湿滤饼；另取WO₃粗粉，约以每100g加入含 有5ml浓氨水、0.7g酪素的30～45ml水溶液，再加入φ＝2mm～4mm的玻璃球100g，搅拌 砂磨6～7h，再按前述总的复合填料的要求比例加入PbWO₄湿滤饼，再砂磨1～2h，过筛并洗 涤玻璃球，得到粒径＜1μm的WO₃-PbWO₄复合浆体，静置沉淀，调节水量使符合前述比例。即 完成了本发明所要求的新型 防γ射线乳胶制品填充料的制备。将该填充料按一定比例加入到乳胶中，以原有生产乳胶 制品的工艺(单纯WO₃作填充料)相同的方法，制成厚度近似相同的手套、衣、帽等产 品，对59.5KeV的γ射线的屏蔽率可达12％～18％，抗拉强度达7.0～8.5MPa，扯断伸长率 达800～1100％。

上述的双季铵阳离子分散剂一般是指结构如下的材料：

式(CH₂CH₂O)_n中n＝8～12；n-C₄H₉，C₄H₉-n中的n表示正构-C₄H₉。 用这种分散剂对PbWO₄改性所制得的填充料，与以市售阴离子表面活性剂(如s-60)或 非离子表面活性剂(如AEO-7)对PbWO₄改性所制得的填充料，它们的不同之处在于：前 者不仅具有良好的分散稳定性，较高的防辐射性能，而且还有非常强的增强增韧性，几乎 没有泡沫；而后者仅具有良好的分散稳定性，较高的防辐射性能，没有增强增韧性，在乳 胶中产生的泡沫较多。

4.实施例1  称取粗粉1006g(按WO₃100％计)与480g Na₂CO₃混匀，放入不锈钢容 器中，在600～650℃煅烧2h后，冷却至200℃以下，用去离子水溶解并稀释成45～50L 溶液；称取Pb(Ac)₂·2H₂O 1760g用去离子水溶解并稀释成45～50L溶液。在500L的容 器中先加入前述Na₂WO₄溶液，搅拌下加入500ml 5％的阳离子分散剂溶液和450ml 5％的 三乙醇胺溶液，再慢慢加入前述Pb(Ac)₂溶液，加完后继续搅拌10～20min，静置沉淀，过滤 得PbWO₄湿滤饼。

在一刚性容器中加入玻璃珠3Kg，WO₃粗粉3Kg。另取800ml去离子水，加入150ml 浓氨水，加入21g酪素，加热溶解后加入WO₃粗粉中，快速搅拌砂磨5～7h，取样用激光 粒度仪检测粒度，当粒度平均值(数量分布)达500nm左右时，再加入前述PbWO₄湿滤 饼，再砂磨1～2h，(此时，粒度＜1μm，过筛并洗涤玻璃珠，得到WO₃-PbWO₄复合浆体(内含 固体物5Kg)，静置沉淀，取上层清液滴加Na₂WO₄溶液应不变浑浊(Pb²⁺不能过量)，调节水量使 符合前述比例(浆体总质量在8..2～9.0Kg)。

称取硫化橡胶乳液8.1Kg，搅拌下加入浓氨水200～250ml，再加入复合浆体(先充分搅 匀)5.2Kg，搅拌均匀后，放置4h以上用模具作成手套。检测其性能指标：

放射性防护乳胶手套性能指标(1)

^＊厚度和屏蔽率是检测一双手套的五个不同点，取平均值。

实施例2  称取粗粉2320g(按WO₃100％计)与1100g Na₂CO₃混匀，放入不锈钢容器中， 在600～650℃煅烧2h后，冷却至200℃以下，用去离子水溶解并稀释成100L溶液；称取 Pb(Ac)₂·2H₂O 3790g用去离子水溶解并稀释成100L溶液。在500L的容器中先加入前述 Na₂WO₄溶液，搅拌下加入1500ml 5％的阳离子分散剂溶液和1000ml 5％的三乙醇胺溶液， 再慢慢加入前述Pb(Ac)₂溶液，加完后继续搅拌10～20min，静置沉淀，过滤得PbWO₄湿滤 饼。

在一刚性容器中加入玻璃珠5.5Kg，WO₃粗粉5.5Kg。另取1.8L去离子水，加入275ml 浓氨水，加入38.5g酪素，加热溶解后加入WO₃粗粉中，快速搅拌砂磨5～7h，再加入前 述PbWO₄湿滤饼，再砂磨1～2h，(此时粒度＜1μm＝过筛并洗涤玻璃珠，得到WO₃-PbWO₄复 合浆体(内含固体物约10Kg)，静置沉淀，取上层清液滴加Na₂WO₄溶液应不变浑浊(Pb²⁺不能过 量)，调节水量使符合前述比例(浆体总质量在17.5Kg左右)。

称取硫化橡胶乳液26.5Kg，搅拌下加入浓氨水500ml，再加入前述复合浆体(先充分搅 匀)，搅拌均匀后，放置4h以上，用模具作成手套。检测其性能指标：

放射性防护乳胶手套性能指标(2)

^＊厚度和屏蔽率是检测一双手套的五个不同点，取平均值。