防辐射材料及其制备方法、辐射防护片与流程

1.本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种防辐射材料及其制备方法、辐射防护片。


背景技术：

2.介入医学已经成为重要的临床学科，仅每年开展的介入手术就达百万例以上。在手术过程中病人身体直接暴露于x射线散射场，局部地方有时甚至直接暴露于x射线直射场；相关规定明确指出的防护设备只有固定的围脖、帽子、防护服等，也没有明确在其他个人局部防护用品方面的规定，因为没有针对性的局部防护产品比如核医学进行碘-125种籽植入治疗时在病人体内后对周围人员的辐照防护，除非对病人进行隔离，否则会对周围人员造成影响，因为病人不可能每天穿戴传统的铅防护衣服等出门或参加社会活动，而且产品很重，穿戴后的舒适性和差，特别是在进行碘-125种籽植入治疗后病人无法同家属和其他人员完全的隔离，导致对周边人员造成危害明显。
3.因此，迫切需要研发并向市场供应具有良好防护能力、无铅、柔顺、较薄、可在人体任何位置进行局部保护的防辐射材料。


技术实现要素：

4.因此，本发明提供一种防辐射材料及其制备方法、辐射防护片，以解决如何提供具有良好防护能力、无铅、柔顺、较薄、可在人体任何位置进行局部保护的防辐射材料的问题。
5.为了实现上述目的，本发明还提供一种防辐射材料的制备方法，所述防辐射材料的制备方法包括如下步骤：
6.在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
7.向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配。
8.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝。
9.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)。
10.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)：(3-4)。
11.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙的尺寸相匹配。
12.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述金属氧化物纳米材料的粒径为330-470nm。
13.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧以及三氧化钨，所述三氧化镧以及三氧化钨的粒径为350-450nm。
14.优选地，在所述防辐射材料的制备方法中，所述第一预设温度为65℃～70℃。
15.为了实现上述目的，本发明提供一种防辐射材料，所述防辐射材料采用上述的防辐射材料的制备方法制备得到。
16.为了实现上述目的，本发明提供一种辐射防护片，所述辐射防护片采用上述的防辐射材料制成。
17.本发明具有如下有益效果：
18.本发明在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙，向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，如此可以将金属氧化物纳米材料均匀分散在天然乳胶材料中，保证辐射防护产品辐射防护能力的一致性，解决了如何制成柔软的防护辐射的材料的问题；
19.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料可以应用于制备得到辐射防护片，这种辐射防护片无需含铅，且可以根据需要随时裁剪成各种规格，该产品对能量低于120kv的低能x射线具有良好的防护能力，防护效能≥0.25mmpb,适合临床进行介入诊断与介入诊疗时对医务人员和病人局部的保护，特别是核医学进行碘-125种籽植入治疗时的保护，骨科进行骨折校正等手术局部皮肤的保护；
20.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料柔软性好，可以铺附在人体的任何需要防护的部位进行保护，防止次生危害的发生，减少局部皮肤和内脏受照剂量，防止慢性放射性损伤和癌变的发生。
21.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料具有良好防护能力、无铅、柔顺、较薄、可在人体任何位置进行局部保护的防辐射材料；
22.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料，对60-120kv区间低能x射线具有好吸收效果(吸收率达到74％以上)，同等防护效果条件下重量降低50％以上，厚度也减少。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明防辐射材料的制备方法一实施例的流程图。
25.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一
般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
27.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
28.本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
30.传统的防辐射材料可以是包括纳米三氧化二铋55％-73％、氟化铝20-35％，三氧化镧3-10％，富勒醇纳米材料1-2％，但是这种防辐射材料在60-120kv区间x射线吸收效果较差；
31.而本发明提供的防辐射材料的制备方法制备得到的防辐射材料由于产品的交联密度高使得防护效果更好，尤其是在60-120kv区间x射线吸收效果较好，在同等防护效果下可以减少金属氧化物的使用量50％，明显降低了产品的重量，增加了产品的使用舒适性和柔韧性。
32.本发明提供一种防辐射材料的制备方法，请参阅图1，所述防辐射材料的制备方法包括如下步骤：
33.步骤s100，在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
34.第一预设温度即化学交联反应的温度对形成均匀的网状结构具有直接影响。随着第一预设温度增大，反应效率越高；但是第一预设温度过大会导致橡胶分子的分子链发生裂解反应，导致交联键断裂和不均匀，反而会降低交联后的橡胶的物理机械性能；另外，恰当的第一预设温度可以提高反应效率，同时可以保证橡胶的物理机械性能，同时还可以形成更均匀的网状结构的空间间隙。
35.在本实施例中，所述第一预设温度为65℃～70℃。在其他实施例中，第一预设温度还可以为66℃、67、68、或者69℃。
36.步骤s200，向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配。
37.金属氧化物纳米材料的颗粒过大将无法均匀分布在网状结构的空间间隙中，通过金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配可以将金属氧化物纳米材料容纳并包裹在网状结构的空间间隙里，解决了如何将金属材料与天然橡胶乳液均匀混合、纳米材料颗粒均匀分散的问题。
38.另外，使用的辐射防护材料的粒径与与所述空间间隙相匹配，辐射防护材料具有一定粒径，可以有效阻挡电离辐射的作用。例如所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝。以金属氧化物纳米材料包括三氧化镧、纳米三氧化钨为例，三氧
化镧和纳米三氧化钨的粒径为330-470nm，通过这些粒径的三氧化镧和纳米三氧化钨与橡胶形成更均匀的网状结构的空间间隙的尺寸正好匹配，可以使这些特定粒径的金属氧化物纳米材料能够均匀分布于网状结构中，保证了辐射防护材料分布的均匀性，减少因为大颗粒分布的非均匀性和颗粒堆积造成辐射从颗粒缝隙中漏过，保障对电离辐射的辐射防护效果。在本实施例中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙的尺寸相匹配。所述金属氧化物纳米材料的粒径为350-450nm。所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧以及三氧化钨，所述三氧化镧以及三氧化钨的粒径为350-450nm。
39.在本实施例中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)。
40.更具体地，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)：(3-4)。
41.本发明在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙，向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，如此可以将金属氧化物纳米材料均匀分散在天然乳胶材料中，保证辐射防护产品辐射防护能力的一致性，解决了如何制成柔软的防护辐射的材料的问题；
42.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料可以应用于制备得到辐射防护片，这种辐射防护片无需含铅，且可以根据需要随时裁剪成各种规格，该产品对能量低于120kv的低能x射线具有良好的防护能力，防护效能≥0.25mmpb,适合临床进行介入诊断与介入诊疗时对医务人员和病人局部的保护，特别是核医学进行碘-125种籽植入治疗时的保护，骨科进行骨折校正等手术局部皮肤的保护；
43.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料柔软性好，可以铺附在人体的任何需要防护的部位进行保护，防止次生危害的发生，减少局部皮肤和内脏受照剂量，防止慢性放射性损伤和癌变的发生。
44.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料具有良好防护能力、无铅、柔顺、较薄、可在人体任何位置进行局部保护的防辐射材料。
45.进一步地，采用该防辐射材料的制备方法制成的防辐射材料，对60-120kv区间低能x射线具有好吸收效果(吸收率达到74％以上)，同等防护效果条件下重量降低50％以上，厚度也减少。
46.为了实现上述目的，本发明还提供一种防辐射材料，所述防辐射材料采用上述的防辐射材料的制备方法制备得到。
47.该防辐射材料的实施例包括上述防辐射材料的制备方法的实施例，上述防辐射材料的制备方法的有益效果同样适用于该防辐射材料。
48.为了实现上述目的，本发明还提供一种辐射防护片，所述辐射防护片采用上述防辐射材料制成。这种辐射防护片无需含铅，且可以根据需要随时裁剪成各种规格，该产品对能量低于120kv的低能x射线具有良好的防护能力，防护效能≥0.25mmpb,适合临床进行介入诊断与介入诊疗时对医务人员和病人局部的保护，特别是核医学进行碘-125种籽植入治疗时的保护，骨科进行骨折校正等手术局部皮肤的保护。
49.该辐射防护片的实施例包括上防辐射材料的实施例，上述防辐射材料的有益效果同样适用于辐射防护片。
50.为了验证本发明验证防辐射材料的制备方法制备得到的防辐射材料的有益效果，下面采用实施例和对比例进行比较说明。
51.实施例1
52.s1,在65℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
53.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径350nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为20:20:10:3。
54.实施例2
55.s1,在66℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
56.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径350nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为21:21:11:3。
57.实施例3
58.s1,在67℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
59.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径400nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为22:22:10:3。
60.实施例4
61.s1,在68℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
62.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径410nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为23:23:10:3。
63.实施例5
64.s1,在69℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构
的空间间隙；
65.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径420nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为23:23:11:3。
66.实施例6
67.s1,在70℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
68.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径430nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为24:24:11:3。
69.实施例7
70.s1,在70℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
71.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径450nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为25:25:13:4。
72.对比例1
73.s1,在45℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
74.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径300nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为3:3:20:1。
75.对比例2
76.s1,在50℃下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；
77.s2,向所述橡胶乳液中加入粒径600nm的三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配，其中，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量比为4:4:25:1。
78.表1实施例和对比例
[0079][0080][0081]
由表1可以看出，本发明提供防辐射材料的制备方法制备得到的防辐射材料在60kev的能量照射下吸收率达到74％以上。
[0082]
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种防辐射材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙；向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配。2.如权利要求1所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝。3.如权利要求2所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、以及氟化铝的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)。4.如权利要求2所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述三氧化镧、纳米三氧化钨、氟化铝、以及所述富勒醇纳米材料的质量份数比例为(20～25)：(20～25):(10-15)：(3-4)。5.如权利要求1所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙的尺寸相匹配。6.如权利要求5所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物纳米材料的粒径为330-470nm。7.如权利要求6所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物纳米材料包括三氧化镧以及三氧化钨，所述三氧化镧以及三氧化钨的粒径为350-450nm。8.如权利要求1所述的防辐射材料的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为65℃～70℃。9.一种防辐射材料，其特征在于，所述防辐射材料采用如权利要求1至8任意一项所述的防辐射材料的制备方法制备得到。10.一种辐射防护片，其特征在于，所述辐射防护片采用权利要求9所述的防辐射材料制成。

技术总结
本发明公开一种防辐射材料及其制备方法、辐射防护片，所述防辐射材料的制备方法包括在第一预设温度下，向天然乳胶中加入富勒醇纳米材料形成橡胶乳液，以使富勒醇纳米材料中的富勒醇分子与天然乳胶中的橡胶分子发生化学交联，并形成具有均匀的网状结构的空间间隙，向所述橡胶乳液中加入预设粒径的金属氧化物纳米材料，以使所述金属氧化物纳米材料分布于所述网状结构中，其中，所述金属氧化物纳米材料与所述空间间隙相匹配。与所述空间间隙相匹配。与所述空间间隙相匹配。


技术研发人员：朱晓黎
受保护的技术使用者：苏州嘉乐威新材料股份有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/20