本發(fā)明涉及屏蔽材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有電離輻射屏蔽性能的無鉛橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在核能、醫(yī)療放射診斷與治療、工業(yè)輻射檢測等領(lǐng)域，電離輻射的有效屏蔽對設(shè)備安全與人體防護至關(guān)重要。傳統(tǒng)的輻射屏蔽材料多以鉛基合金為主，因其高密度和優(yōu)異的屏蔽性能而被廣泛使用，然而鉛及其化合物對環(huán)境和人體健康的潛在危害促使各行業(yè)迫切需求無鉛替代材料。在此背景下，無鉛橡膠因其可加工性、柔韌性和環(huán)境友好性，逐漸成為輻射屏蔽材料開發(fā)的重要方向。針對應(yīng)用場景中復(fù)雜的輻射來源，如高能伽馬射線、x射線以及中子輻射，輻射屏蔽材料需具備高效的綜合屏蔽性能，同時兼顧柔韌性、力學(xué)強度和加工適應(yīng)性，以滿足多種復(fù)雜環(huán)境下的使用需求。此外，材料的使用壽命、耐久性和成本控制也成為重要考量因素。滿足這些性能需求不僅能夠顯著提升輻射防護水平，確保設(shè)備和人員的安全，還能夠推動無鉛材料在醫(yī)療、核能和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，具有重要的行業(yè)發(fā)展意義。因此，開發(fā)一種同時兼具優(yōu)異輻射屏蔽性能和力學(xué)性能的無鉛橡膠材料，既是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的重點，也是應(yīng)對未來行業(yè)需求的核心方向。

2、目前，針對無鉛輻射屏蔽材料的研究雖然取得了一定進(jìn)展，但仍然存在性能優(yōu)化的瓶頸問題。如公開號為cn113929356a的中國專利公開了一種柔性無鉛型x射線防護材料及其制備方法，但該技術(shù)中屏蔽填料是以顆粒形式添加進(jìn)橡膠材料中，這種屏蔽填料無法形成特殊的形貌以及分散性不存在特殊的設(shè)計，因此屏蔽性能有限，且由于填料分散性差導(dǎo)致力學(xué)性能下降，影響了材料的實際應(yīng)用效果。這些問題的根本原因在于現(xiàn)有技術(shù)難以在高密度填料的屏蔽性能和橡膠基體的柔韌性之間實現(xiàn)平衡，同時填料的分散性和與基體的界面結(jié)合性能不足進(jìn)一步限制了材料性能的提升。因此，開發(fā)一種能夠在保持高效屏蔽性能的同時兼具優(yōu)異柔韌性和力學(xué)性能的無鉛橡膠材料，既需要在填料設(shè)計方面實現(xiàn)多功能協(xié)同作用，又需要優(yōu)化基體與填料的分散與結(jié)合機制，從而突破現(xiàn)有技術(shù)的局限性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(1)解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的是提供一種具有電離輻射屏蔽性能的無鉛橡膠及其制備方法，解決目前無鉛橡膠在電離輻射屏蔽性能和柔韌性性能不足的問題。

3、(2)技術(shù)方案

4、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：

5、一種具有電離輻射屏蔽性能的無鉛橡膠，以重量份數(shù)計，由以下組分按重量份數(shù)制備而成：鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料10~15份，鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料20~25，鎢粉2.0~4.5份、鉍粉2.0~5.5份，橡膠基體30~80份，硬脂酸分散劑1.5~4.0份，聚乙二醇加工助劑1.0~4.5份，增塑劑3.5~8.0份，防老劑1.0~3.0份，硫化劑1.0~3.0份，防焦劑0.2~1.0份，硫化活性劑2.0~5.0份，3~7份聚乙烯吡咯烷酮；

6、所述的鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料由片狀氮化硼以及均勻負(fù)載于所述片狀氮化硼表面的鈦酸鋇顆粒組成；

7、所述的鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料由碳化硼納米線以及均勻負(fù)載于所述碳化硼納米線表面的鎢酸鋇顆粒組成。

8、進(jìn)一步，所述鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料和鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的質(zhì)量比為(2~3):(4~5)。

9、進(jìn)一步，所述的鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料的制備方法為：以重量份數(shù)計，將12~20份鈦酸四丁酯、7~12份冰醋酸、5~10份乙酰丙酮加入反應(yīng)釜混合均勻后，加入6~14份醋酸鋇和10~20份無水乙醇，在室溫下以100~200rpm攪拌速度攪拌24~36h獲得鈦酸鋇前驅(qū)體溶液，然后將6~12份片狀氮化硼加入其中，超聲攪拌30~45min后，過濾收集涂覆鈦酸鋇前驅(qū)體溶液的片狀氮化硼粉末，將粉末在50~80℃下干燥完全后將其放入馬弗爐中，在600~700℃下熱處理120~180min，隨后自然冷卻至室溫獲得鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料。

10、進(jìn)一步，所述的片狀氮化硼的制備方法為：以重量份數(shù)計，將1.0~2.5份六方氮化硼粉和10~20份苯甲酸芐酯加入高能球磨罐中，以直徑為12.7mm的不銹鋼球為球磨珠，球料比為(400~600):1，用氮氣置換球磨罐內(nèi)的空氣并用氮氣加壓至150~200kpa，球磨轉(zhuǎn)速為200~300rpm，球磨時間為120~340min，球磨完成后取出球磨罐中的懸浮液，在轉(zhuǎn)速為2000~10000rpm下離心處理6~12min去除顆粒雜質(zhì)，離心完成后取上層懸浮液至于真空干燥箱中，在60~80℃下真空干燥完全后獲得片狀氮化硼粗產(chǎn)物，然后將片狀氮化硼粗產(chǎn)物加入管式爐中，在氮氣氣氛中，在200~300°c下熱處理60~120min，接著冷卻至室溫后獲得片狀氮化硼。

11、進(jìn)一步，所述的鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料的平均尺寸為200~500nm。

12、進(jìn)一步，所述的鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料中鈦酸鋇和氮化硼的質(zhì)量比為(25~35)：(65~75)。

13、本發(fā)明采用鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料的設(shè)計主要用于增強無鉛橡膠的電離輻射屏蔽性能、柔韌性和強度，同時兼具中子屏蔽功能。通過將鈦酸鋇顆粒均勻負(fù)載于片狀氮化硼表面，形成具有協(xié)同作用的復(fù)合填料，顯著提升了材料對伽馬射線、x射線以及中子的屏蔽效率，并進(jìn)一步改善了力學(xué)性能和柔韌性。片狀氮化硼作為一種輕質(zhì)的二維材料，具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率和機械穩(wěn)定性，同時其對中子的吸收能力源于氮化硼中硼元素的高中子俘獲截面。通過與鈦酸鋇顆粒的結(jié)合，氮化硼不僅為鈦酸鋇提供了良好的附著平臺，使其能夠以片狀分布的方式存在于橡膠基體中，從而克服了鈦酸鋇顆粒自身難以形成片狀分布的問題，還在材料中引入了對中子的有效屏蔽功能。在具體制備過程中，鈦酸鋇通過鈦酸四丁酯、冰醋酸和乙酰丙酮制備的前驅(qū)體溶液，經(jīng)超聲攪拌均勻涂覆于片狀氮化硼表面，經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗笮纬煞€(wěn)定的鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合結(jié)構(gòu)。片狀氮化硼的制備通過高能球磨、離心分離與熱處理工藝完成，其片狀結(jié)構(gòu)為鈦酸鋇顆粒的均勻負(fù)載提供了穩(wěn)定的載體，同時在基體中形成多尺度的屏蔽網(wǎng)絡(luò)。氮化硼片層的高機械穩(wěn)定性和柔性特性不僅改善了復(fù)合材料的分散性，還通過其二維屏蔽結(jié)構(gòu)對中子進(jìn)行有效吸收與散射。鈦酸鋇顆粒則憑借其高密度和優(yōu)異的電離輻射屏蔽能力，有效抵御伽馬射線和x射線。兩者協(xié)同作用，使復(fù)合材料能夠同時實現(xiàn)對中子、伽馬射線和x射線的多重屏蔽效果。通過將鈦酸鋇與氮化硼的質(zhì)量比控制在(25~35)：(65~75)，以及將復(fù)合填料的平均尺寸控制在200~500nm，進(jìn)一步優(yōu)化了填料的分散性與填充效果。在橡膠基體中，片狀氮化硼的二維結(jié)構(gòu)通過形成微觀屏蔽網(wǎng)絡(luò)，不僅增強了中子俘獲效率，還改善了填料的分布均勻性，提升了界面結(jié)合效果，從而進(jìn)一步增強了復(fù)合材料的柔韌性和力學(xué)性能。鈦酸鋇顆粒的高密度特性確保了對高能射線的有效吸收，而氮化硼的中子屏蔽功能則彌補了傳統(tǒng)屏蔽材料在中子防護方面的不足。通過鈦酸鋇與片狀氮化硼的協(xié)同作用，以及制備工藝的優(yōu)化，本發(fā)明成功實現(xiàn)了無鉛橡膠材料在屏蔽伽馬射線、x射線和中子方面的高效性能，同時具備優(yōu)異的柔韌性和力學(xué)強度，解決了傳統(tǒng)屏蔽填料因高密度導(dǎo)致材料脆性的難題，展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用價值。

14、進(jìn)一步，所述的鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的制備方法為：以重量份數(shù)計，將25~40份0.5mol/l的鎢酸鈉溶液和25~40份0.5mol/l的硝酸鋇溶液混合均勻后獲得白色混合液，然后加入0.2~0.6份乙二胺四乙酸、0.3~0.8份聚乙烯醇和4.0~9.0份碳化硼納米線，混合后超聲分散10~20min，然后將混合溶液過濾后收集附著物酸鹽前驅(qū)體的碳化硼納米線粉末，接著將該粉末在700~800℃下熱處理120~360min，冷卻到室溫后獲得鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料。

15、進(jìn)一步，所述的碳化硼納米線的制備方法為：以重量份數(shù)計，將2.0~5.0份碳納米管和8~12份硼粉加入星式球磨罐中，在100~200rpm轉(zhuǎn)速下球磨4.0~8.0h,球磨完成后收集混合粉末，接著將混合粉末放入等靜壓石墨坩堝中，在氬氣氣氛中，在950~1100℃下熱處理240~360min，熱處理完成后將粉末放入50份60wt%的濃硝酸溶液中，攪拌60~120min去除硼粉，然后過濾混合溶液并收集粉末，接著用去離子水清洗3次，最后將清洗的粉末在室溫下干燥完全后獲得碳化硼納米線。

16、進(jìn)一步，所述的鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的平均直徑為50~90nm，長度為2.0~10μm。

17、進(jìn)一步，所述的鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料中鎢酸鋇和碳化硼的質(zhì)量比為(15~25)：(75~85)。

18、本發(fā)明采用鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的設(shè)計主要用于增強橡膠材料的電離輻射屏蔽性能、力學(xué)性能和柔韌性。通過將鎢酸鋇和碳化硼納米線結(jié)合形成協(xié)同作用的復(fù)合填料，使材料在伽馬射線、x射線以及中子輻射屏蔽方面表現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢，同時兼具優(yōu)異的力學(xué)強度和柔性。鎢酸鋇作為一種高密度無機化合物，憑借其高原子序數(shù)和高密度特性，能夠有效吸收高能伽馬射線和x射線，而碳化硼納米線由于其高硼含量，特別是10b同位素，具有極高的中子俘獲截面，能夠高效屏蔽中子輻射。碳化硼納米線的高長徑比結(jié)構(gòu)在填料中充當(dāng)了納米級支撐骨架，不僅為鎢酸鋇的負(fù)載提供了充足的表面，還通過其均勻分布形成多尺度的屏蔽網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提升了復(fù)合材料的屏蔽性能。在此設(shè)計中，鎢酸鋇和碳化硼的質(zhì)量比被優(yōu)化為(15~25):(75~85)，通過這一比例調(diào)控實現(xiàn)了伽馬射線、x射線和中子輻射屏蔽的協(xié)同作用，并確保了復(fù)合填料的分散性和加工性能。鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的制備方法通過科學(xué)的工藝設(shè)計，確保了兩種組分的穩(wěn)定結(jié)合和性能發(fā)揮。通過將鎢酸鈉溶液與硝酸鋇溶液混合以生成鎢酸鋇酸鹽前驅(qū)體，再加入乙二胺四乙酸和聚乙烯醇作為螯合劑和分散劑，確保了鎢酸鋇顆粒的均勻生成和穩(wěn)定性。隨后，將前驅(qū)體溶液與碳化硼納米線混合，并經(jīng)過超聲分散和高溫?zé)崽幚?，使鎢酸鋇顆粒均勻負(fù)載于碳化硼納米線表面，形成穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)。這一工藝設(shè)計不僅提高了鎢酸鋇的分散性，避免了高密度顆粒在基體中的團聚問題，還通過碳化硼納米線的高長徑比結(jié)構(gòu)，增強了復(fù)合填料的力學(xué)支撐功能。碳化硼納米線的制備過程通過碳納米管與硼粉的高溫固相反應(yīng)實現(xiàn)，利用球磨和等靜壓條件確保了納米線的高純度和高長徑比，同時通過硝酸處理去除多余硼粉，進(jìn)一步提升了碳化硼的屏蔽性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。最終制備的鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的平均直徑為50~90nm，長度為2.0~10μm，這一尺寸設(shè)計既保證了填料在橡膠基體中的良好分散性，又優(yōu)化了屏蔽性能與材料柔韌性之間的平衡。在橡膠基體中，鎢酸鋇和碳化硼納米線的協(xié)同作用顯著提升了材料的綜合性能。鎢酸鋇通過其高密度特性實現(xiàn)了對伽馬射線和x射線的高效吸收，而碳化硼納米線不僅通過硼原子的高效中子俘獲能力實現(xiàn)了對中子輻射的屏蔽，還通過其高剛性和納米線狀結(jié)構(gòu)改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。兩者結(jié)合后形成的多尺度屏蔽網(wǎng)絡(luò)在基體中均勻分布，有效解決了傳統(tǒng)高密度屏蔽材料因團聚導(dǎo)致性能下降的問題，進(jìn)一步提升了屏蔽效率和力學(xué)性能。此外，鎢酸鋇和碳化硼納米線的復(fù)合設(shè)計在提升屏蔽性能的同時，確保了橡膠材料的柔韌性和加工性能，使其能夠在復(fù)雜環(huán)境中保持優(yōu)異的使用性能。本發(fā)明通過合理優(yōu)化鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料的制備工藝及其與橡膠基體的協(xié)同性，成功實現(xiàn)了材料在伽馬射線、x射線和中子屏蔽領(lǐng)域的高效應(yīng)用，同時兼具優(yōu)異的力學(xué)性能和柔韌性，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。

19、進(jìn)一步，所述的橡膠基體為天然橡膠、丁腈橡膠和硅橡膠按照質(zhì)量比為1:1：(1~4)混合。

20、進(jìn)一步，所述的硬脂酸、鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料和鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料總質(zhì)量、橡膠基體的質(zhì)量比為(0.05~0.1)：1：(1~2)。

21、進(jìn)一步，所述的增塑劑為羥基硅油或環(huán)烷油。

22、進(jìn)一步，所述的防老劑為2-巰基苯并咪唑或2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉。

23、進(jìn)一步，所述的硫化劑為硫磺或2,5-雙(叔丁基)-2,5-二甲基己烷。

24、進(jìn)一步，所述的防焦劑為防焦劑ctp。

25、進(jìn)一步，所述的硫化活性劑為氧化鋅或氧化鎂。

26、本發(fā)明采用鎢粉、鉍粉的設(shè)計主要用于增強無鉛橡膠的電離輻射屏蔽性能、力學(xué)性能和柔韌性。通過高密度金屬填料與橡膠基體的協(xié)同作用，使材料在伽馬射線和x射線的屏蔽方面表現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢，同時兼具良好的力學(xué)強度和加工性能。在該技術(shù)方案中，鎢粉和鉍粉作為主要的屏蔽組分，利用其高原子序數(shù)和高密度特性，能夠有效吸收高能光子輻射。鎢粉憑借其優(yōu)異的伽馬射線和x射線吸收能力，提供了主要的屏蔽效果，而鉍粉則通過其高密度和相對較好的化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強了對電離輻射的屏蔽能力，同時對材料的綜合性能起到了補充和優(yōu)化作用。兩者的比例經(jīng)過科學(xué)設(shè)計，使得填料在屏蔽性能和加工性能之間達(dá)到了良好的平衡。橡膠基體由天然橡膠、丁腈橡膠和硅橡膠按照1:1:(1~4)的比例混合而成，天然橡膠賦予了復(fù)合材料優(yōu)異的柔韌性，丁腈橡膠提供了良好的耐油性，而硅橡膠則進(jìn)一步增強了材料的耐熱性和耐候性。這種多組分橡膠基體的設(shè)計，不僅為屏蔽填料的均勻分散提供了良好的加工條件，還使最終材料在復(fù)雜環(huán)境下具有優(yōu)異的適應(yīng)性。同時，硬脂酸和聚乙二醇作為分散劑和加工助劑的加入，有效改善了鎢粉和鉍粉在基體中的分散性，避免了高密度填料的團聚問題，從而提升了材料的加工性能和屏蔽效果。此外，增塑劑（如羥基硅油或環(huán)烷油）的使用降低了材料的硬度，進(jìn)一步增強了柔韌性，并改善了加工流動性，使材料在成型過程中更加易于加工和操作。在力學(xué)性能方面，各組分的協(xié)同作用顯著提升了復(fù)合材料的強度和耐久性。硬脂酸作為分散劑，不僅優(yōu)化了鎢粉和鉍粉在基體中的分布，還增強了填料與基體之間的界面結(jié)合強度。硫化劑（如硫磺或2,5-雙(叔丁基)-2,5-二甲基己烷）與硫化活性劑（如氧化鋅或氧化鎂）的結(jié)合，使橡膠基體的交聯(lián)結(jié)構(gòu)更加均勻，從而進(jìn)一步提高了材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。防老劑（如2-巰基苯并咪唑或2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉）的添加，顯著改善了材料的抗氧化和抗老化性能，使其在輻射環(huán)境中具有較長的使用壽命。而防焦劑ctp的引入，則有效避免了硫化過程中可能發(fā)生的提前焦燒風(fēng)險，確保了材料加工過程的安全性和穩(wěn)定性?？傊?，本發(fā)明通過鎢粉和鉍粉的高效屏蔽能力，以及橡膠基體優(yōu)異的柔韌性和加工性能，實現(xiàn)了對伽馬射線和x射線的高效屏蔽。鎢粉和鉍粉各自發(fā)揮了獨特的功能優(yōu)勢，通過合理的配比和科學(xué)的加工工藝，使復(fù)合材料在屏蔽性能、力學(xué)性能和柔韌性之間達(dá)到了良好的平衡，展現(xiàn)出在電離輻射屏蔽領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用潛力。

27、本發(fā)明還提供一種具有電離輻射屏蔽性能的無鉛橡膠的制備方法，包括以下步驟：

28、s1.分散填料：按照配比，將鈦酸鋇/氮化硼復(fù)合填料和鎢酸鋇/碳化硼復(fù)合填料、鎢粉、鉍粉、硬脂酸分散劑和聚乙烯吡咯烷酮混合均勻，在攪拌速度為300~500rpm下攪拌20~30min，然后將混合體系置于真空干燥箱中，在80~100°c下干燥6~8小時，得到分散均勻的填料預(yù)處理物。

29、s2.塑煉：將橡膠基體加入密煉機中，在80~100°c下進(jìn)行塑煉，塑煉時間為5~10min，塑煉后橡膠基體門尼粘度為25~50mu。

30、s3.混煉：將預(yù)處理后的填料均分三次加入塑煉后的橡膠基體中，同時加入除了硫化劑剩余的組分繼續(xù)混煉，混煉過程中控制轉(zhuǎn)速為40~60rpm，混煉溫度為100~120°c，混煉時間為10~15min，直至填料與橡膠基體均勻分散。

31、s4.硫化交聯(lián)：將混煉后的橡膠料加入硫化劑，在平板硫化機中進(jìn)行熱壓硫化，硫化溫度控制在150~180°c，硫化壓力為10~15mpa，硫化時間為10~20分鐘，硫化完成后，將橡膠材料冷卻至室溫，脫模后即獲得電離輻射屏蔽性能的無鉛橡膠。

32、(3)有益的技術(shù)效果

33、1.本發(fā)明通過鈦酸鋇和氮化硼復(fù)合填料的協(xié)同作用，顯著提升了無鉛橡膠在伽馬射線、x射線及中子輻射屏蔽領(lǐng)域的性能，相較現(xiàn)有技術(shù)，材料在屏蔽效率、柔韌性和力學(xué)強度方面實現(xiàn)了全面優(yōu)化。鈦酸鋇作為高密度無機填料，提供了優(yōu)異的高能射線屏蔽能力，而片狀氮化硼憑借硼元素的高中子俘獲截面與二維結(jié)構(gòu)，填補了傳統(tǒng)屏蔽材料在中子防護中的不足，同時改善了填料的分散性和界面結(jié)合性能。兩者通過科學(xué)的質(zhì)量比與制備工藝形成穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，氮化硼片層為鈦酸鋇顆粒提供分布平臺，構(gòu)建多尺度屏蔽網(wǎng)絡(luò)，從而提升屏蔽性能并克服高密度填料導(dǎo)致的脆性問題。本發(fā)明適用于核能、醫(yī)療防護等場景，解決了傳統(tǒng)屏蔽材料柔性與多重輻射防護性能難以兼顧的痛點，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景和不可替代的技術(shù)優(yōu)勢。

34、2.本發(fā)明通過鎢酸鋇和碳化硼納米線的協(xié)同作用，顯著提升了橡膠材料在伽馬射線、x射線和中子輻射屏蔽領(lǐng)域的綜合性能，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有更高的屏蔽效率、更優(yōu)的柔韌性和更長的使用壽命。鎢酸鋇憑借高原子序數(shù)和高密度特性，有效吸收高能射線，而碳化硼納米線通過高硼含量實現(xiàn)對中子輻射的高效屏蔽，同時其高長徑比結(jié)構(gòu)形成納米級支撐骨架，改善了填料分散性與力學(xué)穩(wěn)定性。兩者通過優(yōu)化質(zhì)量比和制備工藝，形成多尺度屏蔽網(wǎng)絡(luò)，克服了傳統(tǒng)高密度屏蔽材料易團聚、柔性差的問題。本發(fā)明適用于核能、醫(yī)療防護和工業(yè)輻射屏蔽等場景，解決了現(xiàn)有材料難以兼顧高屏蔽性能與加工性能的痛點，推動了高性能輻射屏蔽材料的創(chuàng)新發(fā)展。各組分間的協(xié)同性使本發(fā)明在屏蔽性能、力學(xué)強度和柔性之間實現(xiàn)了平衡。

35、3.本發(fā)明通過鎢粉和鉍粉的協(xié)同作用，與多組分橡膠基體相結(jié)合，顯著提升了無鉛橡膠的電離輻射屏蔽性能、力學(xué)性能和柔韌性。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在伽馬射線和x射線屏蔽效率、材料柔性及加工性能方面具備顯著優(yōu)勢，填料比例的優(yōu)化使屏蔽性能與機械性能達(dá)成平衡，同時避免了傳統(tǒng)高密度填料的團聚問題，降低了制備難度和成本。應(yīng)用場景覆蓋醫(yī)療防護、工業(yè)輻射屏蔽等領(lǐng)域，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中屏蔽材料柔韌性不足、加工困難的問題。鎢粉利用其高密度和高原子序數(shù)實現(xiàn)主要的電離輻射屏蔽，鉍粉通過化學(xué)穩(wěn)定性和屏蔽補充作用增強整體性能，天然橡膠、丁腈橡膠和硅橡膠的配比提供了優(yōu)異的柔韌性、耐油性和耐熱性，硬脂酸和聚乙二醇改善填料分散性，增塑劑進(jìn)一步提升柔性，加工助劑、硫化劑和防老劑保障了材料的加工性、耐久性和使用壽命，各組分之間的協(xié)同作用使材料在屏蔽效率和使用性能上實現(xiàn)了整體優(yōu)化，具有難以替代的綜合優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。