一种医用防X射线复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种医用防X射线复合材料及其制备方法，属于X射线防护技术领域。本发明专利技术选用纳米六硼化镧(LaB6)与耐高温液晶聚酯复合材料作为屏蔽材料，解决了重金属铅的危害难题，得到了制备方法简单且易弯曲成型的新型高分子复合材料；同时，本发明专利技术利用有机化处理的纳米六硼化镧改性耐高温液晶聚酯复合材料加入石墨烯改性的共聚聚酯中，进行熔体拉伸等工序从而制备得到厚度可控的复合片材，该复合片材利用热压机进行多层热压得到综合屏蔽性好的医用防X射线复合板，材料质轻、便于操作。

A medical X-ray-proof composite material and its preparation method

The invention relates to a medical anti-X-ray composite material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of X-ray protection. The present invention uses nano-lanthanum hexaboride (LaB6) and high temperature resistant liquid crystal polyester composite as shielding material, solves the hazard problem of heavy metal lead, and obtains a new type of polymer composite material with simple preparation method and easy bending forming. At the same time, the present invention uses organic nano-lanthanum hexaboride to modify high temperature resistant liquid crystal polyester composite and graphene to modify copolyester. In the process of melt stretching, a composite sheet with controllable thickness was prepared. The composite sheet was hot pressed by a hot press to obtain a medical X-ray composite sheet with good comprehensive shielding. The material was light and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种医用防X射线复合材料及其制备方法
本专利技术属于X射线防护
，尤其涉及一种不含铅、易弯曲成型的医用防X射线复合材料及其制备方法。
技术介绍
X射线对人体的危害正越来越被人所重视，尤其是在许多特定工作环境下(如医疗检查过程)的工作人员都需要穿戴特殊的射线防护服，目前，国内通常将临床使用的治疗X射线分成3种，即接触治疗10-60keV(0-1.0mmAl过滤片)；浅层治疗80-120ekV(1-1.4mmAl过滤片)和深层治疗150-400keV(0.5mmCu复合过滤片)，在这些环境中的工作人员都需要采取X射线防护措施。一般来讲，X射线防护服，主要防护X射线和伽马射线等。在医院放射科、学校实验室、核工业环境等下使用的x射线防护服主要分为含铅防护服(目前很多都是微铅防护服)和无铅防护服两类。对于低能X射线，一般采用含铅玻璃、有机玻璃及橡胶等制品，但是这种含铅氧化物的防护服有一定的毒性，不环保，所以一般采用混凝土或由聚丙烯及固体屏蔽剂复合的纤维来防护，但是混凝土质量重，移动性差。对于高能X射线，现在比较流行的是采用树脂/纳米铅复合材料和树脂/纳米硫酸铅复合材料。铅(Pb)对能力高于88keV和13-40keV之间的射线有良好的吸收能力，但是对于能力介于40-88keV的射线存在一个弱吸收区。虽然铅复合材料对X射线屏蔽性较好、含铅量较少，但是仍不能避免重金属铅的析出和对人体的危害。综上，现有的X射线防护材料仍然存在质量重、移动性差以及材料本身就对人体有害等问题；因此，寻找一种制备方法简单、易弯曲成型、环保、综合屏蔽性好的新型X射线防护材料，成为医用X射线研究人员亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种医用防X射线复合材料及其制备方法。本专利技术选用纳米六硼化镧(LaB6)与耐高温液晶聚酯复合材料作为屏蔽材料，解决了重金属铅的危害难题，得到了制备方法简单且易弯曲成型的新型高分子复合材料；同时，本专利技术利用有机化处理的纳米六硼化镧改性耐高温液晶聚酯复合材料加入石墨烯改性的共聚聚酯中，进行熔体拉伸等工序从而制备得到厚度可控的复合片材，该复合片材利用热压机进行多层热压得到综合屏蔽性好的医用防X射线复合板，材料质轻、便于操作。本专利技术的目的之一是提供一种防X射线复合材料的制备方法。本专利技术的目的之二是提供一种防X射线复合板的制备方法。本专利技术的目的之三是提供一种防X射线复合插板。本专利技术的目的之四是提供上述防X射线复合插板的应用。为实现上述专利技术目的，具体的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开一种防X射线复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将六硼化镧粉体和有机蜡混合，利用有机蜡对六硼化镧进行有机化处理；(2)将步骤(1)中有机化处理后的六硼化镧粉体和结晶干燥粉碎后的液晶聚酯粉体混合后分散混匀，备用；(3)将步骤(2)得到的六硼化镧和液晶聚酯混合物加入挤出机中进行熔化，后经过滤、喷丝、水下切粒、红外干燥得到六硼化镧改性的液晶聚酯，备用；改性目的是利用六硼化镧粉体对X射线的强吸收和辐射屏蔽作用，耐高温液晶聚酯作为六硼化镧的载体后可使改性后的六硼化镧同时还具备很好的耐热性和耐辐射性。(4)将对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、1,4-丁二醇(BDO)和石墨烯混合后，加入催化剂、稳定剂进行酯化反应，然后在真空下进行缩聚反应，得到石墨烯改性的非晶共聚聚酯，备用；墨烯改性非晶共聚聚酯的目的是：在非晶聚酯内部形成电热导性，传递因屏蔽和吸收X射线而转化来的热量。石墨烯是层状碳结构，层叠的石墨烯具有良好的导电导热性和X射线辐射阻隔性。非晶聚酯与液晶聚酯具有良好的相容性，其加入可降低液晶聚酯的热成型性。(5)将步骤(3)得到的六硼化镧改性的液晶聚酯与步骤(4)得到的石墨烯改性的非晶共聚聚酯混合，经结晶干燥后经熔融挤出、熔体纵向拉伸、冷却成型，即得。步骤(1)中，所述六硼化镧粉体的粒径范围为10～100nm。步骤(1)中，所述六硼化镧的纯度大于99.5％，纯度太低会影响X射线的吸收和屏蔽效果。步骤(1)中，所述有机蜡是碳原子数约为20～30的烃类混合物、超低分子量聚乙烯蜡、硅烷偶联剂中的一种或几种；优选的，所述有机蜡为硅烷偶联剂。步骤(1)中，所述有机化处理是指：用高速分散机在1000-6000转/分钟的速度下高速分散30-300分钟，目的是使六硼化镧粉体表面充分吸附有机蜡，便于与在液晶聚酯等高分子材料中分散均匀。步骤(2)中，所述六硼化镧和液晶聚酯的重量比为5～10：90～95。步骤(2)中，所述液晶聚酯包括聚丙烯酸(芳)酯、聚甲基丙烯酸(芳)酯类、聚对羟基苯甲酸酯、芳香族聚酯(均聚体或共聚物)中的一种或多种；因为X射线在被吸收和屏蔽后会有较多的热量出现，因此，本专利技术选择上述的耐高温液晶聚酯。步骤(2)中，所述分散混匀指：在2000～6000转/分钟的转速下分散10～60分钟。步骤(2)中，所述液晶聚酯的熔点是290～320℃，结晶干燥温度是140～170℃，干燥时间是3-7h。步骤(3)中，所述熔化温度为250～350℃。步骤(3)中，所述挤出机为长径比28～44:1的双螺杆挤出机。步骤(3)中，所述六硼化镧改性的液晶聚酯的水分含量小于0.04％。水分含量太高在双螺杆的熔融塑化过程中会造成液晶聚酯的大量分解，降低液晶聚酯的力学性能。步骤(4)中，所述对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、1,4-丁二醇(BDO)和石墨烯的重量比为40～60：15～30：10～20：5～10：1～10。步骤(4)中，所述催化剂为单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基氧化锡氯化物、二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、单丁基三氯化锡、三氧化二锡、铝系催化剂、氧化锗、二氧化钛、三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑中的两种或多种，因为单种催化剂在聚合反应的缩聚阶段无法实现充分缩聚得到高质量的聚合物。步骤(4)中，所述催化剂用量为反应体系中酸体系(对苯二甲酸)总重量为基准的250～950ppm。步骤(4)中，所述稳定剂为酚类抗氧剂、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、亚磷酸酯、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、硫酯中的两种或多种，因为单种稳定剂在聚合反应的缩聚阶段无法得到色相较好的聚合物。步骤(4)中，所述稳定剂用量为反应体系中酸体系(对苯二甲酸)总重量为基准的250～800ppm。步骤(4)中，所述酯化反应的温度为240～270℃，时间为：60～160分钟。步骤(4)中，所述缩聚反应的条件为：真空度10-30Pa、温度275～295℃，时间为120-180分钟。步骤(4)中，所述石墨烯改性的非晶共聚聚酯的特性粘度为0.75～0.85dl/g。步骤(4)中，所述石墨烯改性的非晶共聚聚酯的熔点是180～240℃。步骤(5)中，所述六硼化镧改性的液晶聚酯与石墨烯改性的非晶共聚聚酯的比例为：40～80：20～60，质量分数；步骤(5)中，所述结晶干燥的方式为真空转鼓干燥，温度100～140℃，时间12～36小时。步骤(5)中，所述熔融挤出的温度为240～320℃。其次，本专利技术公开一种防X射线复合板的制备方法，包括如下步骤：S1：将步骤(3)得到的六硼化镧改性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将六硼化镧粉体和有机蜡混合，利用有机蜡对六硼化镧进行有机化处理；(2)将步骤(1)中有机化处理后的六硼化镧粉体和结晶干燥粉碎后的液晶聚酯粉体混合后分散混匀，备用；(3)将步骤(2)得到的六硼化镧和液晶聚酯混合物加入挤出机中进行熔化，后经过滤、喷丝、水下切粒、红外干燥得到六硼化镧改性的液晶聚酯，备用；(4)将对苯二甲酸、乙二醇、1,4‑环己烷二甲醇、1,4‑丁二醇和石墨烯混合后，加入催化剂、稳定剂进行酯化反应，然后在真空下进行缩聚反应，得到石墨烯改性的非晶共聚聚酯，备用；(5)将步骤(3)得到的六硼化镧改性的液晶聚酯与步骤(4)得到的石墨烯改性的非晶共聚聚酯混合，经结晶干燥后经熔融挤出、熔体纵向拉伸、冷却成型，即得。

【技术特征摘要】
1.一种防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)将六硼化镧粉体和有机蜡混合，利用有机蜡对六硼化镧进行有机化处理；(2)将步骤(1)中有机化处理后的六硼化镧粉体和结晶干燥粉碎后的液晶聚酯粉体混合后分散混匀，备用；(3)将步骤(2)得到的六硼化镧和液晶聚酯混合物加入挤出机中进行熔化，后经过滤、喷丝、水下切粒、红外干燥得到六硼化镧改性的液晶聚酯，备用；(4)将对苯二甲酸、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-丁二醇和石墨烯混合后，加入催化剂、稳定剂进行酯化反应，然后在真空下进行缩聚反应，得到石墨烯改性的非晶共聚聚酯，备用；(5)将步骤(3)得到的六硼化镧改性的液晶聚酯与步骤(4)得到的石墨烯改性的非晶共聚聚酯混合，经结晶干燥后经熔融挤出、熔体纵向拉伸、冷却成型，即得。2.如权利要求1所述的防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述六硼化镧粉体的粒径范围为10～100nm；或者，步骤(1)中，所述六硼化镧的纯度大于99.5％；或者，步骤(1)中，所述有机蜡是碳原子数约为20～30的烃类混合物、超低分子量聚乙烯蜡、硅烷偶联剂中的一种或几种；优选的，所述有机蜡为硅烷偶联剂；或者，步骤(1)中，步骤(1)中，所述有机化处理是指：用高速分散机在1000-6000转/分钟的速度下高速分散30-300分钟，目的是使六硼化镧粉体表面充分吸附有机蜡，便于与在液晶聚酯等高分子材料中分散均匀。3.如权利要求1所述的防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，步骤(2)中，所述六硼化镧和液晶聚酯的重量比为5～10：90～95；或者，步骤(2)中，所述液晶聚酯包括聚丙烯酸(芳)酯、聚甲基丙烯酸(芳)酯类、聚对羟基苯甲酸酯、芳香族聚酯(均聚体或共聚物)中的一种或多种；或者，步骤(2)中，所述分散混匀指：在2000～6000转/分钟的转速下分散10～60分钟；或者，步骤(2)中，所述液晶聚酯的熔点是290～320℃，结晶干燥温度是140～170℃，干燥时间是3-7h。4.如权利要求1所述的防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述熔化温度为250～350℃；或者，步骤(3)中，所述挤出机为长径比28～44:1的双螺杆挤出机；或者，步骤(3)中，所述六硼化镧改性的液晶聚酯的水分含量小于0.04％。5.如权利要求1-4任一项所述的防X射线复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述对苯二甲酸、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-丁二醇和石墨烯的重量比为40～60：15～30：10～20：5～10：1～10；或者，步骤(4)中，所述催化剂为单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、二丁基氧化锡氯化物、二丁基二月桂...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文，杨金玲，周岳，袁秋环，郝怀霞，乔珍，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37