[发明专利]一种氚防护材料及其制备方法

说明书

本发明属于辐射防护材料领域，公开了一种氚防护材料及其制备方法，结合了微纳无机物的增强增韧和延缓氚渗透的性能与含有金属元素铅、铋微纳金属化合物的辐射防护性能，采用共混的方法将其加入橡胶胶乳中，通过浸渍、涂敷等方法成型并硫化为制品。本发明结合了微纳无机物的增强增韧和延缓氚渗透的性能与含有金属元素铅、铋等微纳金属化合物的辐射防护性能，在提高阻隔氚气渗透性能和力学性能的同时提高辐射防护性能；以橡胶胶乳为基体，便于微纳无机物和金属化合物的均匀分散，各种形状的氚防护材料的成型，同时也降低了材料加工过程的能耗等。

技术领域

本发明属于辐射防护材料领域，尤其涉及一种氚防护材料及其制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前的氚防护柔性材料一般是通过多种橡胶材料的多层组合或者利用气密性能优异的几种橡胶与吸氢剂或者物理防氚材料进行共混并通过压制、浸渍、涂覆等方法来制备氚防护材料。

在涉氚工艺过程中，高分子基的氚防护材料是必不可少的，比如氚防护手套、氚防护服、部分的密封圈等。这些将直接关系到操作人员的安全问题。因此，研制氚防护材料一般需要解决以下问题：减缓氚在材料中的渗透、增加材料的抗β辐射性能，降低辐照和氚与材料作用后产生的化学腐蚀,降低氢同位素交換的可能性等。

在高分子基氚防护材料方面，根据高分子材料的不同特性而进行的多层材料优化组合是氚防护材料研究的好方法。如武可迁以丁基橡胶、硅橡胶为主体材料，添加防渗透剂,并外覆金属薄膜，研制出5层材质复合结构防氚手套,具有较好的防氚效果(氚防护手套的研制与应用，1990，37)。但是，该方法制备的氚防护材料由于釆用了5层复合结构，所以造成各层之间有一定的界面，从而造成整体材料内部存在大量的自由体积，将导致氚的吸附和渗透的；CN102922538 A公布了一种防氚手套的制备方法，也是采用多层的方法，用不同的橡胶作为基体，然后在中间层的天然橡胶中加入吸氢剂，再利用外层的防渗层，从而达到较好的氚防护效果，该方法利用了化学的方法将氚分子固定于材料内部。然而各层之间的自由体积会增加氚的吸附和渗透，而且随着时问的推移，吸氢剂到达饱和，这时氚的渗透速率将大大增加，从而伤害操作者和污染环境，同时也造成了氚的损失；CN106280039 A公布了一种防氚手套及其制备方法，该方法是通过将丁基胶乳和防氚材料氧化铝通过共混，再通过浸渍成型为氚防护手套，该方法是利用物理阻隔的方法来减缓氚的渗透来起防护效果，但是防氚材料的用量及分散剂的选择对防氚效果有很大的影响，而且，这几种方法中都没有考虑到氚的β辐射。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术中，各层及各相之间的自由体积会增加氚的吸附和渗透；随着时问的推移，吸氢剂到达饱和，这时氚的渗透速率将大大增加，从而伤害操作者和污染环境，同时也造成了氚的损失；

(2)β辐射将使高分子链断裂而发生降解，从而会影响高分子材料的使用寿命，因此，对于氚防护材料而言，氚的β辐射必须要考虑在内。

解决上述技术问题的难度和意义：

单纯的高分子复合材料是无法实现氚的防护，这是由于高分子材料内在的差的阻气体性能，而且氚的β辐射将会使高分子链断裂而发生降解，进一步增加氚的渗透；单一的氧化铝防氚材料可延缓氚在高分子材料中的渗透，但对氚的β辐射对高分子链的降解没有作用，因此，一个优异的氚防护材料不但要从减缓氚的渗透角度出发，还要从屏蔽氚的β辐射方面考虑。

本发明防氚材料的选择与搭配将将是解决上述问题的有效方法之一，因为它们在延缓氚的渗透的同时也将氚对高分子材料的辐照影响降低，从而达到延长氚防护材料的使用寿命，同时也提高经济效益，进而降低氚的泄露对操作人员的身体健康和环境安全的威胁。高性能的氚防护材料有利于氚的生产和使用的发展，充分发挥核能在国民经济及国防建设的作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氚防护材料及其制备方法。