防核輻射復(fù)合柔性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于防核輻射技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防核輻射復(fù)合柔性材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 放射性物質(zhì)會(huì)通過(guò)外照射或其他途徑進(jìn)入人體產(chǎn)生內(nèi)照射的方式危害人體健康， 因此，需要控制和防止放射性物質(zhì)污染。對(duì)于鈾礦山開(kāi)采、鈾礦山封閉治理、鈾礦冶煉廠(chǎng)、核 電站、鈾礦以及伴生有核物質(zhì)的金屬礦山產(chǎn)生的廢渣、尾砂壩、垃圾堆填埋場(chǎng)等可能產(chǎn)生核 輻射的工作環(huán)境而言，采用防核輻射材料對(duì)含放射性物質(zhì)進(jìn)行覆蓋是減輕核輻射的有效手 段之一。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了多種屏蔽核輻射的材料，例如屏蔽混凝土、鋼板、硼鋼、鉛硼聚乙 稀板、Al-B4c復(fù)合板等。公開(kāi)號(hào)為103377739A的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種防核福射砂衆(zhòng)， 其由水泥、骨料和外加劑組成，具有良好的核輻射屏蔽性能、力學(xué)性能、防水性能及施工性 能，但是該砂漿存在重量大、施工難度大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種防核輻射復(fù)合柔性材料及其制備方法，本 發(fā)明提供的防核輻射復(fù)合柔性材料重量輕、易施工，且具有優(yōu)良屏蔽核輻射效果和力學(xué)性 能。
[0005] 本發(fā)明提供了一種防核輻射復(fù)合柔性材料，包括：
[0006] 非織造布和交聯(lián)復(fù)合在所述非織造布表面的粘結(jié)劑層；
[0007] 所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成；
[0008] 所述粘結(jié)劑層由包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成。
[0009] 優(yōu)選的，所述非織造布由質(zhì)量比為1:0. 05?0. 2的聚合物纖維和不銹鋼纖維通過(guò) 針刺固結(jié)制成。
[0010] 優(yōu)選的，所述聚合物纖維為聚丙烯纖維。
[0011] 優(yōu)選的，所述不銹鋼纖維的細(xì)度為3. 0?6.Odtex，長(zhǎng)度為50?70mm;所述聚丙稀 纖維的細(xì)度為3. 0?6.Odtex，長(zhǎng)度為50?70mm，強(qiáng)度大于50CN/dtex。
[0012] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)形成粘結(jié)劑的乳液包括：
[0013] 1?10wt%的丙烯酸樹(shù)脂；
[0014] 1 ?10wt% 的PE樹(shù)脂；
[0015] 0? 5?5wt%的交聯(lián)劑；
[0016] 和余量的水。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種防核輻射復(fù)合柔性材料的制備方法，包括：
[0018] 將非織造布在包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液中浸漬后進(jìn)行熱交聯(lián) 處理；所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成；
[0019] 將熱交聯(lián)處理得到的非織造布烘干、冷軋，得到防核輻射復(fù)合柔性材料。
[0020] 優(yōu)選的，所述非織造布按照以下方法制備：
[0021] 將不銹鋼纖維和聚合物纖維混合后經(jīng)開(kāi)松和梳理，得到初生纖網(wǎng)；
[0022] 所述初生纖網(wǎng)經(jīng)交叉鋪網(wǎng)機(jī)平鋪，得到蓬松纖維網(wǎng)；
[0023] 將所述蓬松纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)針刺固結(jié)復(fù)合，得到非織造布。
[0024] 優(yōu)選的，經(jīng)過(guò)浸漬后，乳液在非織造布上的上膠量為3?7wt%。
[0025] 優(yōu)選的，所述熱交聯(lián)處理的溫度為100?120°C;
[0026] 所述烘干的溫度為120?140°C;
[0027] 所述冷軋的溫度為5?15 °C。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種防核輻射復(fù)合土工膜，包括
[0029] 土工布；
[0030] 復(fù)合在所述土工布上的PE膜，復(fù)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、硫酸鋇和鉛粉；
[0031] 復(fù)合在所述PE膜上的防核輻射層，所述防核輻射層包括：
[0032] 非織造布和交聯(lián)復(fù)合在所述非織造布表面的粘結(jié)劑層；
[0033] 所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成；
[0034] 所述粘結(jié)劑層由包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的防核輻射復(fù)合柔性材料包括：非織造布和交聯(lián)復(fù) 合在所述非織造布表面的粘結(jié)劑層；其中，所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成； 所述粘結(jié)劑層由包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成。本發(fā)明以聚合物 纖維和不銹鋼纖維制成的非織造布作為主體防核輻射材料，并將包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、 交聯(lián)劑和水的乳液在其表面熱交聯(lián)復(fù)合形成丙烯酸/PE共聚物，在浸漬過(guò)程中，乳液滲透 雙向滲透進(jìn)入非織造布內(nèi)部，使得到的防核輻射復(fù)合柔性材料具有力學(xué)性能高、屏蔽和輻 射效果好、耐溫性能好和便于施工等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明以聚合物作為防核輻射復(fù)合柔性材 料的主體，重量輕、成本低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的厚度為2mm、單位克重200g/m2的 防核輻射復(fù)合柔性材料的縱向斷裂強(qiáng)度為580N/5cm、橫向斷裂強(qiáng)度為612N/5cm，對(duì)Y射線(xiàn) 的屏蔽率為0. 2mSv/h。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0037] 本發(fā)明提供了一種防核輻射復(fù)合柔性材料，包括：
[0038] 非織造布和交聯(lián)復(fù)合在所述非織造布表面的粘結(jié)劑層；
[0039] 所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成；
[0040] 所述粘結(jié)劑層由包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成。
[0041] 本發(fā)明以非織造布作為防核輻射復(fù)合柔性材料的主體材料，在本發(fā)明中，所述非 織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成，優(yōu)選由質(zhì)量比為1:0. 05?0. 2的聚合物纖維和不 銹鋼纖維通過(guò)針刺固結(jié)制成，更優(yōu)選由質(zhì)量比為1:0. 1的聚合物纖維和不銹鋼纖維通過(guò)針 刺固結(jié)制成。其中，所述聚合物纖維優(yōu)選為聚丙烯纖維。
[0042] 在所述非織造布中，所述不銹鋼纖維的細(xì)度優(yōu)選為3. 0?6.Odtex，長(zhǎng)度優(yōu)選為 50?70mm;所述聚丙稀纖維的細(xì)度優(yōu)選為3. 0?6.Odtex，長(zhǎng)度優(yōu)選為50?70mm，強(qiáng)度優(yōu) 選大于 50CN/dtex。
[0043] 在本發(fā)明中，所述非織造布優(yōu)選按照以下方法制備：
[0044] 將不銹鋼纖維和聚合物纖維混合后經(jīng)開(kāi)松和梳理，得到初生纖網(wǎng)；
[0045] 所述初生纖網(wǎng)經(jīng)交叉鋪網(wǎng)機(jī)平鋪，得到蓬松纖維網(wǎng)；
[0046] 將所述蓬松纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)針刺固結(jié)復(fù)合，得到非織造布。
[0047] 首先將不銹鋼纖維和聚合物纖維混合，然后經(jīng)開(kāi)松機(jī)開(kāi)松、梳理機(jī)梳理后形成初 生纖網(wǎng)；所述初生纖網(wǎng)經(jīng)過(guò)交叉鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)即可形成蓬松的纖維網(wǎng)。優(yōu)選的，本發(fā)明在鋪網(wǎng) 過(guò)程中，優(yōu)選形成上層為聚合物纖維、中層為不銹鋼纖維、下層為聚合物纖維的三層結(jié)構(gòu)的 蓬松纖維網(wǎng)。得到蓬松纖維網(wǎng)后，對(duì)其進(jìn)行針刺固結(jié)復(fù)合，即可得到非織造布。本發(fā)明使蓬 松纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)預(yù)針刺機(jī)和主針刺機(jī)進(jìn)行上下兩道的固結(jié)復(fù)合，使上層聚合物纖維、中層不 銹鋼纖維和下層聚合物纖維緊密固結(jié)，形成力學(xué)性能良好的非織造布。在本發(fā)明中，所述針 刺密度優(yōu)選為300刺/cm2。
[0048] 本發(fā)明提供的防核輻射復(fù)合柔性材料中，所述非織造布表面交聯(lián)復(fù)合有粘結(jié)劑 層，所述粘結(jié)劑層由包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成。
[0049] 在本發(fā)明中，所述交聯(lián)形成粘結(jié)劑的乳液優(yōu)選包括：
[0050] 1?l〇wt%的丙稀酸樹(shù)脂；
[0051] 1 ?10wt% 的PE樹(shù)脂；
[0052] 0? 5?5wt%的交聯(lián)劑；
[0053] 和余量的水。
[0054] 所述乳液更優(yōu)選包括：
[0055] 5wt%的丙稀酸樹(shù)脂；
[0056] 5wt% 的PE樹(shù)脂；
[0057] lwt%的交聯(lián)劑；
[0058] 和余量的水。
[0059] 所述非織造布浸漬所述乳液時(shí)，乳液不僅分布在非織造布表面，而且會(huì)雙面滲入 非織造內(nèi)部，從而在后續(xù)熱交聯(lián)復(fù)合時(shí)在非織造布的表面和內(nèi)部同時(shí)形成聚合物，從而提 高得到的防核輻射復(fù)合柔性材料的力學(xué)性能和輻射屏蔽能力。
[0060] 本發(fā)明提供的防核輻射復(fù)合柔性材料以非織造布為主體，其表面及內(nèi)部復(fù)合有由 包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液交聯(lián)形成的粘結(jié)劑層。在另外一個(gè)實(shí)施例中， 非織造布具有聚丙烯纖維/不銹鋼纖維/聚丙烯纖維的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，纖維之間由上述乳 液形成的粘結(jié)劑填充，非織造布表面復(fù)合有上述乳液形成的粘結(jié)劑。
[0061] 本發(fā)明還提供了一種防核輻射復(fù)合柔性材料的制備方法，包括：
[0062] 將非織造布在包括丙烯酸樹(shù)脂、PE樹(shù)脂、交聯(lián)劑和水的乳液中浸漬后進(jìn)行熱交聯(lián) 處理；所述非織造布由聚合物纖維和不銹鋼纖維制成；
[0063] 將熱交聯(lián)處理得到的非織造布烘干、冷軋，得到防核輻射復(fù)合柔性材料。
[0064] 本發(fā)明以非織造布作為防核輻射復(fù)合柔性材料的主體材料，所述非織造布優(yōu)選按 照以下方法制備：
[0065] 將不銹鋼纖維和聚合物纖維混合后經(jīng)開(kāi)松和梳理，得到初生纖網(wǎng)；
[0066] 所述初生纖網(wǎng)經(jīng)交叉鋪網(wǎng)機(jī)平鋪，得到蓬松纖維網(wǎng)；
[0067] 將所述蓬松纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)針刺固結(jié)復(fù)合，得到非織造布。
[0068] 首先將不銹鋼纖維和聚合物纖維混合，然后經(jīng)開(kāi)松機(jī)開(kāi)松、梳理機(jī)梳理后形成初 生纖網(wǎng)；所述初生纖網(wǎng)經(jīng)過(guò)交叉鋪網(wǎng)機(jī)鋪網(wǎng)即可形成蓬松的纖維網(wǎng)。優(yōu)選的，本發(fā)明在鋪網(wǎng) 過(guò)程中，優(yōu)選形成上層為聚合物纖維、中層為不銹鋼纖維、下層為聚合物纖維的三層結(jié)構(gòu)的 蓬松纖維網(wǎng)。得到蓬松纖維網(wǎng)后，對(duì)其進(jìn)行針刺固結(jié)復(fù)合，即可得到非織造布。本發(fā)明使蓬 松纖維網(wǎng)經(jīng)過(guò)預(yù)針刺機(jī)和主針刺機(jī)進(jìn)行上下兩道的固結(jié)復(fù)合，使上層聚合物纖維、中層不 銹鋼纖維和下層聚合物纖維緊密固結(jié)，形成力學(xué)性能良好的非織造布。在本發(fā)明中，所述針 刺密度優(yōu)選為300刺/cm2。
[0069] 在本發(fā)明中，所述聚合物纖維和不銹鋼纖維的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0. 05?0. 2,更優(yōu) 選為1:0. 1。所述聚合物纖維優(yōu)選為聚丙烯纖維。所述不銹鋼纖維的細(xì)度優(yōu)選為3.0? 6.Odtex，長(zhǎng)度優(yōu)選為50?70mm;所述聚丙稀纖維的細(xì)度優(yōu)選為3. 0?6.Odtex，長(zhǎng)度優(yōu)選 為50?70mm，強(qiáng)度優(yōu)選大于50CN/dtex。
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