Матрица на полимерной основе для защитного материала и эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма- излучений

 

Использование: в ядерной технике, в частности, к материалам для защиты от радиоактивного излучения. Сущность изобретения: матрица включает бутадиеновый или бутадиен-нитрильный и дивинилстирольный каучуки, фторопласт-4 и агидол при соотношении бутадиенового или бутадиен-нитрильного и дивинилстирольного каучуков 1 : /2,3 - 3,6/ при следующем соотношении компонентов, мас.%: бутадиеновый или бутадиен-нитрильный и дивинилстирольный каучуки 86,8 - 88,3; фторопласт-4 9,5 - 10,5; агидол 2,2 - 2,8; эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, содержащий матрицу, включающую каучуки, вид и соотношение которых указан в матрице, и наполнитель, в качестве которого использован вольфрам или оксиды тяжелых металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: бутадиеновый или бутадиен-нитрильный и дивинилстирольный каучуки - 4,4 - 17,5, фторопласт-4 0,5 - 2,0 агидол 0,1 - 0,5, вольфрам или оксиды тяжелых металлов 80,0 - 95,0. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к разработкам материалов для радиационной защиты.

В настоящее время актуальной задачей является создание эластичных материалов для защиты от радиоактивного излучения, которыми облицовывают помещения, подвергающиеся действию радиоактивного излучения, для изготовления защитной одежды обслуживающего персонала и пациентов рентгеновских кабинетов, а также для защитных экранов источников гамма-излучения.

Известен состав на основе полимеров с экранирующим эффектом для защиты от электромагнитного излучения с наполнителем из углеводородного волокна. Недостатком состава является низкое наполнение целевым компонентом, что приводит к снижению защитной эффективности известного материала [1].

Известен материал для защиты от рентгеновского излучения, образованный матрицей из термопластичной или термоотверждаемой смолы с наполнителем из неорганического соединения металла [2]; Недостатком материала являются невысокие рентгенозащитные характеристики.

Известны также материалы для защиты от рентгеновского излучения, содержащие матрицы на основе каучука [2]. Эти материалы обладают недостаточно высокими рентгенозащитными характеристиками, кроме того, технология получения листового материала сложна.

Известна полимерная композиция для защиты от электромагнитных волн, которая содержит сополимер ненасыщенного нитрила с этиленовой двойной связью, диенового соединения и винилароматического соединения или смесь такого сополимера с другим сополимером ненасыщенного нитрила с винилароматическим соединением, пластификатор, углеродное волокно, техуглерод. Недостатками композиции являются невысокие физико-химические характеристики: практически отсутствие относительного удлинения, что сужает область применения композиции, низкая эластичность и низкий уровень рентгенозащитных свойств.

Целью изобретения является повышение физико-механических и физико-химических характеристик, повышение рентгенозащитных свойств.

Достигается это введением новых компонентов и изменением соотношения компонентов.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что по п. 1 матрица на полимерной основе для защитного материала, включающая каучуки, дополнительно содержит фторопласт-4 и агидол, а в качестве каучуков содержит бутадиеновый или бутадиен-нитрильный каучук и дивинил- стирольный каучук при соотношении каучуков 1:(2,3-3,6) при следующем общем соотношении компонентов, мас.%: бутадиеновый или бутадиен- нитрильный каучук и диви- нилстирольный каучук при соотношении 1:(2,3+3,6) 86,8-88,3 фторопласт-4 9,4-10,5 агидол 2,2-2,8 По п. 2 - эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, включающий каучуки и наполнитель, дополнительно содержит фторопласт-4 и агидол, в качестве каучуков содержит бутадиеновый или бутадиен-нитрильный каучук, дивинилстирольный каучук при соотношении каучуков 1:(2,3-3,6), а в качестве наполнителя введены вольфрам или окислы тяжелых металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бутадиеновый или бута- диен-нитрильный и диви-
нилстирольный каучуки при
соотношении 1:(2,3-3,6) 4,4-17,5
Фторопласт-4 0,5-2,0
Агидол 0,1-0,5
Вольфрам или окислы
тяжелых металлов 80,0-95,0
Введение в состав полимерной матрицы бутадиенового или бутадиен-нитрильного и дивинилстирольного каучуков в соотношении 1:(2,3+3,6) обеспечивает высокий уровень физико-механических характеристик при максимальном наполнении композиции. При уменьшении соотношения каучуков резко снижается прочность композиции, при увеличении она теряет эластические параметры.

Введение в состав полимерной основы фторопласта-4 позволяет перерабатывать материал методом вальцевания и проходного прессования при максимальной степени наполнения.

Введение в состав агидола - бис-(2 окси-5-метил-3-третбутилфенил)метана повышает термоокислительную стабильность материала.

Введение в состав защитного материала вольфрама или окислов тяжелых металлов обеспечивает рентгенозащитные свойства композиции.

Соотношение компонентов полимерной матрицы и защитного материала позволяет получить эластичный материал с высокой степенью наполнения (до 95%), обладающий высокой защитной эффективностью от рентгеновского и гамма-излучений, при этом материал обладает физико-механическими и физико-химическими характеристиками на уровне бытовых линолеумов.

П р и м е р 1. Приготовление композиции, содержащей 95% наполнителя. Берут 34,25 г дивинилстирольного каучука, добавляют 9,5 г бутадиенового каучука, 5 г фторопласта-4, 1 г агидола и 475 г окиси свинца. Перемешивают массу в горизонтальном смесителе в течение 1 ч, и добавляют еще 475 г окиси свинца и перемешивают еще в течение 1 ч. Затем выгружают полученную массу, переносят ее на горизонтальные вальцы и отвальцовывают до получения однородного полотна без воздушных включений. Получают материал со свинцовым эквивалентом 0,52, плотностью при растяжении 28 кгс/см².

Составы композиции и их основные свойства приведены в табл. 1.

Предлагаемое изобретение позволяет получить эластичный материал, обладающий высокой защитной эффективностью. Эластичность материала, высокие прочностные характеристики, возможность получения прочного полотна различной толщины (1-8 мм) и любых профилей в сочетании с уникальной защитной эффективностью (свинцовый эквивалент до 0,90), что в 1,5-3,0 раза выше, чем у используемых сейчас материалов, позволит найти широкое применение для предлагаемых материалов. Кроме того, к достоинствам предлагаемого изобретения отноcитcя доступность отечественной сырьевой базы, отсутствие токсичных выделений при эксплуатации, простота производства, широкий температурный интервал эксплуатации изделий (-30)-(+ 180)^оС, отсутствие пластификатора исключает возможность выпотевания последнего на поверхности материала при высоких температурах.

Формула изобретения

МАТРИЦА НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА И ЭЛАСТИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ.

1. Матрица на полимерной основе для защитного материала, включающая каучуки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фторопласт-4 и агидол, в качестве каучуков использован бутадиеновый или бутадиен-нитрильный каучук и дивинилстирольный каучук при их соотношении 1 : ( 2,3 - 3,6) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиеновый или бутадиен-нитрильный и дивинилстирольный каучуки при их соотношении 1 : (2,3 - 3,6) - 86,8 - 88,3
Фторопласт-4 - 9,5 - 10,5
Агидол - 2,2 - 2,8
2. Эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, содержащий матрицу, включающую каучуки, и наполнитель, отличающийся тем, что матрица дополнительно содержит фторопласт и агидол, в качестве каучуков использован бутадиеновый или бутадиеннитрильный каучук и дивинилстирольный каучук при их соотношении 1 : (2,3 - 3,6), а в качестве наполнителя - вольфрам или окислы тяжелых металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиеновый или бутадиен-нитрильный и дивинилстирольный каучуки при их соотношении 1 : (2,3 - 3,6) - 4,4 - 17,5
Фторопласт-4 - 0,5 - 2,0
Агидол - 0,1 - 0,5
Вольфрам или окислы тяжелых металлов - 80,0 - 95,0

РИСУНКИ

Рисунок 1