環保型防輻射涂料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種環保型防輻射涂料，其由硫酸鋇或重晶石為主料、以金屬鐵或其衍生物、銅或其衍生物、錫或其衍生物、鉍或其衍生物、鎢或其衍生物和稀土元素或其衍生物的混合粉為輔料，且以高分子膠粉為粘接劑。與現有技術相比，本發明提供的環保型防輻射涂料具有防輻射性能好，能吸收散射線；粉刷層薄，不會龜裂、脫落；不含鉛，環保無毒、施工方便等優勢，可取代鉛板做新型射線防護材料，具有很大市場前景。
【專利說明】
環保型防輻射涂料
技術領域
[0001] 本發明屬于輻射防護材料領域，具體涉及一種環保型防輻射涂料。
【背景技術】
[0002] 隨著科技發展，電子設備逐漸應用到各行各業，它們在為人類帶來巨大的便利的 同時，也有著一些令人擔憂的方面，其中最廣為人們所關心的就是電磁輻射影響人體健康 的問題。
[0003] 由于輻射的危害，在醫院、工廠、科研等場所都會采用防輻射復合粉涂抹在墻壁 上，以盡量減少放射線的危害，現在人們也越來越多的應用到辦公場所和家庭裝潢中。防輻 射復合粉能夠吸收投射到它表面的電磁波能量、并通過材料的損耗轉變成熱能，減少雜波 對自身設備的干擾，有效防止電磁輻射對周圍設備及人員的傷害，而且，它能夠涂抹在復雜 的曲面、微小的角落等處，準確堅固地形成涂膜，滿足工業、科學和醫療設備的需要。
[0004] 如中國發明專利CN 101497757 B公開了一種水性防輻射涂料，包括由鱗片狀石 墨粉、乙炔碳粉、羰基鐵粉、鐵氧體粉構成吸收電磁波功能材料的主料，輔料有擴散劑、粘接 劑、成膜劑、氨水、純水，其可吸收電磁波，無二次電磁污染，但這種水性防輻射涂料僅針對 波長較長的電磁污染做出防護，并不適用于醫院、工廠、科研所等有X、 Y、0射線及放射性 核素源的工作場所。
[0005] 據了解，傳統的輻射防護材料在應用時會產生如下缺陷：一，防護效果差，因加入 了低比重的河砂、水泥導致防護層整體比重降低，防護效果亦隨之大幅下降；二，粉刷層厚， 為達到防護的效果，粉刷層的厚度通常達到20mm以上，增加了施工難度，并且，粉刷層過 厚，不透氣，將會導致龜裂或脫落，耐久性差，大幅度降低防護效果；三是粉刷層不均勻，易 出現針孔、氣泡、發白、失光等現象，粉刷層質量差。更加嚴重的是，有些防護涂料為克服上 述缺陷，會采取在硫酸鋇或者重晶石粉末內加入大量的鉛，這樣不僅增大了成本，而且其質 軟、施工困難、有毒，使空氣中鉛含量增加，且會造成散射線，人體健康影響極大。
[0006] 近年來，國內工廠已經開始以金屬材料作為防輻射材料的原料，其主要為硫酸 鋇或者重晶石粉末，配以河砂、水泥經攪拌后粉刷墻、天花板或者地面。如中國發明專利 CN 100588689C公開了一種防輻射復合涂料，由以下成份組成：氧化鐵占15-25wt%，粒度 為0? lmrn-1. 3mm ;鶴礦粉占2. 7_8wt %,粒度為0? lmm-〇. 3mm ;累托石礦占4-10wt %,粒度 為100-200目；硫酸鋇占40-50wt %，粒度為0. lmm-2. 0mm ;硫酸鐵占0. 7-1. 3wt %，粒度為 1. Omrn-1. 5mm ;水泥占20-25wt % ;硼砂占0? 5-0. 9wt %，雖然其實現了無鉛化，并對X、Y、 3射線及放射性核素源有較強的吸收作用，但其采用低比重的水泥作為粘接劑，導致防護 層整體比重降低，為實現較佳防護效果，粉刷層的厚度仍需達到20mm以上，因防護層粉刷 過厚，易導致防護層脫落、龜裂，增大了施工難度，大幅度降低了防護效果；且其吸收或反射 的射線能量并未完全覆蓋醫用X射線能譜范圍內，并未解決上述傳統的輻射防護材料在應 用時會產生的缺陷，也并不適用于醫院、工廠、科研所等有X、 Y、0射線及放射性核素源的 工作場所。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術存在的上述問題，本發明公開了一種環保型防輻射涂料，以克服上 述防輻射涂料粉刷層厚重、輻射防護能力低的缺陷。為達到上述技術效果，本發明在涂料制 作過程中使用吸收電磁輻射效果好的金屬材料作為原料，并在粉刷涂料前使用高比重的高 分子膠粉取代低比重的水泥作為粘接劑，使粉刷層更薄。
[0008] 為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：
[0009] 環保型防輻射涂料，由硫酸鋇或重晶石為主料、以金屬鐵或其衍生物、銅或其衍生 物、錫或其衍生物、秘或其衍生物、鶴或其衍生物和稀土元素或其衍生物為輔料，且以高分 子膠粉為粘接劑。
[0010] 優選地，所述高分子膠粉選自901高分子膠粉、801高分子膠粉、107高分子膠粉或 M40高分子膠粉。
[0011] 本發明的另一目的是解決現有的輻射防護材料無法滿足醫用防輻射環境的要求， 在粉刷層較現有技術提供的輻射防護材料薄的前提下，能完全吸收或反射5-100kev的X射 線。
[0012] 為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：
[0013] 環保型防輻射涂料，其組成及質量百分比如下：
[0014] 硫酸鋇或重晶石 40.0-92.0%: 鐵或其衍生物 0.1-12.0%； 銅或其衍生物 0J-12.0%: 錫或其衍生物 0.1-11.0%;
[0015] 鉍或其衍生物 0,1-11.0%; 鎢或其衍生物 0.1-11.0%: 稀土元素或其衍生物 0,]-1].0%; 高分子膠粉 0.2-0.8%; 上述組分質量百分比之和為100%。
[0016] 優選地，上述各組分為顆粒和/或粉末，以使其能混合均勻，達到更好的防護效 果；需要注意的是，就建材行業來說，通常粒徑在75微米（即200目）以下的材料稱為粉 末。
[0017] 優選地，所述主料與輔料的混合物的顆粒粒徑小于10目。
[0018] 優選地，上述環保型防輻射涂料，其組成及質量百分比如下：
[0019] 硫酸鋇或重晶石 視045.0%:;: 鐵或其衍生物 0.1-12.0%: 銅或其衍生物 錫或其衍生物 0.1-11.0%; 鉍或其衍生物 0.1-11,0%; 鎢或其衍生物 0.1-11.0%； 稀土元素或其衍生物 0.1-11,0%; 高分子膠粉 0.2-0.8%; 上述組分質量百分比之和為100%。
[0020] 優選地，金屬的衍生物選自金屬的氧化物、硫化物、金屬鹽或礦物質。
[0021] 優選地，作為一種較佳的實施方式，輔料為金屬或金屬氧化物；最佳為金屬。換言 之，上述輔料中，鐵或其衍生物優選為金屬鐵或鐵的氧化物，銅或其衍生物優選為金屬銅或 銅的氧化物，錫或其衍生物優選為金屬錫或錫的氧化物，鉍或其衍生物優選為金屬鉍或鉍 的氧化物，鎢或其衍生物優選為金屬鎢或鎢的氧化物。
[0022] 作為一種優選實施方案，本發明提供的環保型防輻射涂料，各組分及其質量百分 配比如下：
[0023] 硫酸鋇或重晶石 40.0-70.0%; 鐵粉 5.0-12.0%.; 銅粉 5.0-12.0%; 錫粉 4.0-10.0%; 鉍粉 3,0-9.0%;
[0024] 鎢粉 3.0-9.0%; 稀土元素或其衍生物 2,0-9.0%; 高分子膠粉 0.2-0.8%: 上述組分質量百分比之和為100%。
[0025] 作為一種優選實施方案，本發明提供的環保型防輻射涂料，各組分及其質量百分 配比如下：
[0026] 硫酸鋇或重晶石 40,0-85.0%; 氧化鐵 3.0-12.0%; 氧化銅 2.0-11,0%:; 氧化錫 1.0-11.0%; 氧化鉍 1.0-10.0%； 氧化鎢 L0-9.0%; 稀土元素或其衍生物 1.0-9,0%: 高分子膠粉 0.2-0.8%； 上述組分質量百分比之和為100%。
[0027] 作為一種較佳的實施方式，上述重晶石優選為高密度重晶石。
[0028] 更優選地，高密度重晶石密度為4. 0~4. 3 ;最佳為4. 3。
[0029] 作為一種較佳的實施方式，稀土元素選自重稀土元素；其中，重稀土元素或其衍生 物優選為重稀土元素的氧化物；最佳為三氧化二鐿、氧化鑭、氧化欽或氧化镥。
[0030] 優選地，所述主料與輔料的混合物的粒徑范圍是：10目~40目的混合物占45%~ 55%，40目~100目的混合物占18 %~26%，100目~325目的混合物占13 %~21%，325 目以下的混合物占4%~10%，其總的百分比之和為100%。
[0031] 更優選地，所述主料與輔料的混合物的粒徑范圍是：1〇目~40目的混合物占 50%~55%，40目~100目的混合物占20%~24%，100目~325目的混合物占17%~ 20%，325目以下的混合物占4%~7%，其總的百分比之和為100%。
[0032] 值得一提的是，本發明提供的防輻射涂料在使用時，加入水后攪勻就可以直接使 用，簡單快捷；其中，環保型防輻射涂料與水以3:1~4 :1 (重量比）混合。
[0033] 優選地，上述各組分經混合均勻后比重大于3. 6。
[0034] 本發明具有以下優勢：
[0035] 1、產品不需添加河砂，并用很少量的高粘接度的高分子膠粉代替大量的低粘接的 水泥做粘接劑，還采用高密度的金屬或金屬衍生物為防射線的材料，因此產品密度大，粉刷 層薄，不會龜裂、脫落；防護層僅需粉刷1〇_厚就可達到傳統工藝20_的防護效果，防護效 果十分可靠。
[0036] 2、產品中含的金屬和稀土元素可有效吸收不同能量不同波長的輻射量，其可吸收 的X射線的能量范圍可達5~120kV，使得該涂料吸收效果更好，大幅降低了散射線的發出， 避免了在射線輻射下的工作人員或病人的散射線的二次傷害。
[0037] 3、本環保型防輻射涂料不含鉛，因此環保、無毒，對工作人員身體無影響。
[0038] 4、施工方便，操作簡單，在使用時，只需加入水，攪勻就可以直接使用，粘性好，容 易施工。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細、完整地說明。
[0040] 實施例1
[0041] 一種環保型防輻射涂料，以硫酸鋇為主料、以鐵粉、銅粉、錫粉、鉍粉、鎢粉和三氧 化二鐿的混合物為輔料，且以107高分子膠粉為粘接劑組成；其原料及質量百分比配比如 下：
[0042] 硫酸鋇 40.0%; 鐵粉 12.0%； 銅粉 12.0%； 錫粉 10.0%; 鉍粉 9.0%; 鎢粉 9.0%: 三氧化二鐿 7.4%; 107高分子膠粉 0.6%;
[0043] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為6. 56。其中，硫 酸鋇及各種金屬混合物的粒徑范圍是：10-40目顆粒為54. 6%，40-100目顆粒為22. 2%， 100-325目顆粒為17. 4%，其余為325目以下。
[0044] 加入20公斤水進行充分攪拌，涂料制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到 樣品1。
[0045] 實施例2
[0046] -種環保型防輻射涂料，以硫酸鋇為主料、以鐵粉、銅粉、錫粉、鉍粉、鎢粉和三氧 化二鐿的混合物為輔料，且以107高分子膠粉為粘接劑組成；其原料及質量百分比配比如 下：
[0047] 硫酸鋇 53.0%; 鐵粉 6.0%; 銅粉 8.5%; 錫粉 5.0%； 祕粉 9,0:%; 鎢粉 9.0%； 三氧化二鐿 9.0%; 107高分子膠粉 0.5%;
[0048] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為6. 13。其中，硫 酸鋇及各種金屬混合物的粒徑范圍是：10_40目顆粒為49. 0%，40-100目顆粒為25.5%， 100-325目顆粒為16. 7%，其余為325目以下。
[0049] 加入21公斤水進行充分攪拌，制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品 2〇
[0050] 實施例3
[0051] -種環保型防輻射涂料，由硫酸鋇為主料、以氧化鐵、氧化銅、氧化錫、氧化鉍、氧 化鎢和氧化欽的混合物為輔料，且以801高分子膠粉為粘接劑；其原料及質量百分比配比 如下：
[0052] 硫酸鋇 68.6%; 氧化鐵 9.0%： 氧化銅 6.0%； 氧化錫 5.0%； 氧化鉍 5.0%; 氧化鎢 3.0%; 氧化鈥 3,0%: 801高分子膠粉 0.4%:
[0053] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為4. 85。其中，硫 酸鋇及各種金屬礦物質的粒徑范圍是：10_40目顆粒為45.0%，40-100目顆粒為26.0%， 100-300目顆粒為21. 0%，其余為325目以下。
[0054] 加入23公斤水進行充分攪拌，制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品 3〇
[0055] 實施例4
[0056] -種環保型防輻射涂料，由硫酸鋇為主料、以氧化鐵、氧化銅、氧化錫、氧化鉍、氧 化鎢和氧化欽的混合物為輔料，且以801高分子膠粉為粘接劑；其原料及質量百分比配比 如下：
[0057] 硫酸鋇 82,3%; 氧化鐵 4.0%; 氧化銅 3.0%： 氧化錫 3.0%; 氧化鉍 3.0%； 氧化鎢 2.3%； 氧化鈥 2.0%; 801高分子膠粉 0.4%;
[0058] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為4.51。其中，硫 酸鋇及各種金屬礦物質的粒徑范圍是：10-40目顆粒為52. 3%，40-100目顆粒為23. 8%， 100-300目顆粒為19. 2%，其余為300目以下。
[0059] 加入25公斤水進行充分攪拌，制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品 4。
[0060] 實施例5
[0061] 一種環保型防輻射涂料，由重晶石為主料、以氧化鐵、銅粉、硫化亞錫、堿式硝酸 鉍、鎢粉和氧化鑭的混合物為輔料，且以M40高分子膠粉為粘接劑；其原料及質量百分比配 比如下：
[0062] 重晶石 72.6%; 氧化鐵 6.0%; 銅粉 6.0%； 硫化亞錫 4,0%;
[0063] 堿式硝酸鉍 40%; 鑄粉 4.0%; 氧化鑭 3.0%; M40高分子膠粉 0.4%;
[0064] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為4. 78。其中，硫酸鋇 及各種金屬礦物質的粒徑范圍是：10_40目顆粒為55%，40-100目顆粒為18%，100-300目 顆粒為17%，其余為325目以下。
[0065] 加入24公斤水進行充分攪拌，制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品 5〇
[0066] 實施例6
[0067] 一種環保型防輻射涂料，由重晶石為主料、以鐵礦石、銅礦石、錫礦石、鉍礦石、鎢 礦石和鈰硅石的混合物為輔料，且以901高分子膠粉為粘接劑；其原料及質量百分比配比 如下：
[0068] 重晶石 92,0% 鐵礦石 1.0%; 銅礦石 1.0%; 錫礦石 1.0%; 鉍礦石 2.0%； 鎢礦石 1J%.; 鈰硅石 1.0%; 901筒分子膠粉 0.5%;
[0069] 上述組份的質量百分比之和為100%，總重量為100kg，比重為4. 14。其中，硫 酸鋇及各種金屬礦物質的粒徑范圍是：10-40目顆粒為53. 5%，40-100目顆粒為23. 5%， 100-300目顆粒為13. 0%，其余為325目以下。
[0070] 加入27公斤水進行充分攪拌，制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品 6〇
[0071] 對比例1
[0072] 采用氧化鐵200kg，粒度0? lmrn-1. 3mm ;黑鶴礦80kg，粒度0? lmm-〇. 3mm，硬度 5-5. 5,比重7. 1-7. 5 ;累托石礦100kg，粒度100-200目，累托石含量>42% ;硫酸鋇（重晶 石）500kg，粒度0? lmm-2. 0mm，重晶石符合JGJ53-92標準，表現密度> 3. 79t/m3,松散密度 彡2. 08t/m3,含鋇量彡80%以上；硫酸鐵15kg，粒度1. Omm-1. 5mm ;水泥250kg ;硼砂10kg， 比重1.73。將上述七種材料按順序依次放入，攪拌均勻，加水量為120ML/kg。
[0073] 制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品7。
[0074] 對比例2
[0075] 采用氧化鐵 250kg，粒度 0. lmm-1. 3mm ;黑鶴礦，（FeMn)W04, 30kg，粒度 0. lmm-0. 3mm，硬度5-5. 5，比重7. 1-7. 5 ;累托石礦60kg，粒度100-200目，累托石含量 >42% ;硫酸鋇（重晶石）500kg，粒度0. lmm-2. 0mm，重晶石符合JGJ53-92標準，表現密度 彡3. 79t/m3,松散密度彡2. 08t/m3,含鋇量彡80%以上；硫酸鐵8kg，粒度1.0mm-1.5mm; 水泥250kg ;硼砂5kg，比重1. 73。將上述七種材料按順序依次放入，攪拌均勻，加水量為 200ML/kg。
[0076] 制成板材后取10mm*200mm*200mm的小樣，得到樣品8。
[0077] 下面就普通硫酸鎖制作的20mm*200mm*200mm板材和10mm*200mm*200mm板材（分 別為樣品9和樣品10)，與上述實施例和對比例分別作射線防護效果檢測、射線吸收效果檢 測對比實驗，普通硫酸鋇板材中的硫酸鋇，水泥，沙子質量比為3 :1 :1 ;檢測主要儀器設備 及編號：NE2550二級標準劑量儀J-067 ;DCI8500精密電流積分儀TK30電離室J-102。在 120kV、2. 5mmAl情況下，其檢測結果如下：
[0078] 表 1
[0080]
[0081] 以上數據表明，樣品1~6的鉛當量明顯大于樣品7~10, X射線吸收率更高達 85%，比樣品7~10高出數倍，可知，用本發明提供的環保型防輻射涂料進行防護時，在射 線防護效果、射線吸收效果方面明顯優于現有技術，更比普通硫酸鋇板材效果好的多。
[0082] 最后有必要在此說明的是：上面結合表1對本發明實施方式進行了詳細說明，但 是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在 不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1. 一種環保型防輻射涂料，其特征在于：由硫酸鋇或重晶石為主料、以金屬鐵或其衍 生物、銅或其衍生物、錫或其衍生物、鉍或其衍生物、鎢或其衍生物和稀土元素或其衍生物 為輔料，且以高分子膠粉為粘接劑。2. 根據權利要求1所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述高分子膠粉選自901 高分子膠粉、801高分子膠粉、107高分子膠粉或M40高分子膠粉。3. 根據權利要求1所述的環保型防輻射涂料，其特征在于，所述各組分的質量百分配 比如下： 硫酸鋇或重晶石 40.0-92.0%;: 鐵或其衍生物 0.1-12.0%； 銅或其衍生物 0.1-12.0%; 錫或其衍生物 0.1-11.0%； 鉍或其衍生物 0.1-11.0%； 鎢或其衍生物 0.1-11.0%； 稀土元素或其衍生物 0,1-11.0%; 高分子膠粉 0.2-0.8%： 上述組分質量百分比之和為100%。4. 根據權利要求3所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：上述各組分為顆粒和/或 粉末。5. 根據權利要求3所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述主料與輔料的混合物 的粒徑小于10目。6. 根據權利要求3所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述金屬的衍生物選自金 屬的氧化物、硫化物、金屬鹽或礦物質。7. 根據權利要求3所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述輔料為金屬或金屬氧 化物。8. 根據權利要求3所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述主料與輔料的混合 物的顆粒粒徑范圍為：10目~40目的混合物占45 %~55 %，40目~100目的混合物占 18%~26%，100目~325目的混合物占13%~21%，325目以下的混合物占4%~10%， 其百分比之和為100%。9. 根據權利要求1所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述環保型防輻射涂料與 水以3:1~4 :1 (重量比）混合。10. 根據權利要求1所述的環保型防輻射涂料，其特征在于：所述各組分經混合均勻后 比重大于3. 6。
【文檔編號】C09D5/32GK105820604SQ201510002765
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月5日
【發明人】唐海波, 唐建文
【申請人】湖南康寧達醫療設備有限公司