技术领域
[0001] 本
发明涉及新型功能高分子纤维材料技术领域，具体是一种柔性防辐射纤维材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着现代科学的发展，各种高能射线广泛应用于军事、通讯、医学、日常生活等各个领域，为经济和社会的发展带来福利，同时也导致了在世界范围内
辐射剂量的年集体有效剂量的增加。为此，高能射线产生的
电离辐射所带来的安全防护问题越来越受到人们的重视。
[0003] 辐射射线是
原子核从一种结构或一种
能量状态转变为另一种结构或另一种
能量状态过程中所释放出来的微观粒子流，包括α、β质子等带电粒子及间接产生的γ射线、
中子等不带电粒子的电离辐射。
[0004] 传统
辐射防护材料通常选用的是
水泥
混凝土、金属板材等，虽然在一定程度上能够起到防护作用，但因其厚实笨重，给使用造成诸多不便。随着现代科学技术的更新发展，针对传统防护材料的不足，一些新型防防辐射功能材料的研制并产业化应用，对国防和民用方面都具有重要的意义。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种柔性防辐射纤维材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种针对屏蔽电离辐射功能纤维材料及其制备方法。该功能纤维具有可纺性好、质地轻、
力学性能优良、应用前景广阔等特点；该功能纤维的制备方法简单，对生产设备要求不高，适合大规模工业化应用。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明屏蔽电离辐射功能纤维材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008] (1)纺丝用功能性母粒的制备：
[0009] 将热塑性
树脂与功能性粉体、
偶联剂、分散剂、抗
氧剂均匀混合，经双螺杆熔融共混挤出、水冷、牵引拉条切粒及干燥制备出纺丝用功能性母粒；其中所述双螺杆
挤出机拉条牵引速度30-300m/min，粒子干燥
温度85-150℃,干燥时间1-6h。
[0010] 所述热塑性树脂为聚丙烯(PP)、聚对苯二
甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚
萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰胺(PA)中的一种或几种任意比例的混合物，按
质量百分比计算添加量为50-96.7wt％。
[0011] 作为本发明进一步的方案：所述的功能粉体为0.1μm-50μm的铅、钨、钽、
碳化
硼中的一种或几种任意比例的混合物，按质量百分比计算添加量为1-50wt％。
[0012] 作为本发明进一步的方案：所述的偶联剂为
钛酸酯偶联剂、
硅烷偶联剂、
磷酸酯偶联剂中的一种，按质量百分比计算添加量为0.1-5wt％。
[0013] 作为本发明进一步的方案：所述的分散剂为
石蜡、蒙旦蜡、聚乙烯蜡、
硬脂酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺中的一种，按质量百分比计算添加量为0.2-9wt％。
[0014] 作为本发明进一步的方案：所述的
氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂)和三[2.4-二叔丁基苯基]
亚磷酸酯(抗氧剂)中的一种或两种的混合物，按质量百分比计算添加量为0.1-5wt％。
[0015] (2)屏蔽电离辐射纤维材料的制备：
[0016] 将上述功能母粒与不同热塑性树脂共混
熔融纺丝，或者可以将该功能性母粒进行直接熔融纺丝，获得热塑性树脂纤维的POY原长丝；将该原长丝进行网络加弹后，获得具有屏蔽防护性能的DTY网络纤维丝。
[0017] 所述的共混熔融纺丝具体步骤包括：母粒及树脂的干燥、母粒及树脂的熔融挤出、纺丝组件上喷丝、
风冷固化以及卷绕成锭，其中，母粒、树脂的干燥温度为85-150℃，干燥时间为2-24h；纺丝组件中
喷丝板孔数为48-180，直径为50-200mm，纺丝温度为240-330℃，卷绕速度为1000-4500m/min，采用方形侧吹风，卷绕
角3-6度。
[0018] 所述的DTY网络加弹卷绕速度为200-800m/min，卷绕角20-60度，油轮转速为0.8-2.2r/min，网络压力0.1MPa-10Mpa。经网络加弹后获得具有屏蔽防护性能的DTY多网络纤维材料。
[0019] 与
现有技术相比，本发明的积极效果是：
[0020] 本发明通过制备出的功能性母粒利用熔融纺丝技术工艺得到具有屏蔽电离辐射功能纤维材料，该功能纤维材料具有质地轻、力学性能优良、屏蔽效率高等特点。本发明还可以通过控制纺丝工艺过程，制备出不同规格的功能纤维材料，增强企业生产能力，提高经济效益。
具体实施方式
[0021] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 具体实施方式
[0023] 以下根据具体实施例，对本发明的具体实施方案做进一步详细描述。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0024] 实施例1：
[0025] 一种防辐射纤维材料的制备，包括以下步骤：
[0026] (1)纺丝用功能性母粒的制备：
[0027] 将热塑性树脂与功能性粉体、偶联剂、分散剂、抗氧剂均匀混合，经双螺杆熔融共混挤出、水冷、牵引拉条切粒及干燥制备出纺丝用功能性母粒；其中所述双
螺杆挤出机拉条牵引速度30-300m/min，粒子干燥温度85-150℃,干燥时间1-6h；
[0028] 本实施例中，所述热塑性树脂为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰胺(PA)按照1：1：1：1：1：1比例混合，按质量百分比计算添加量为50wt％；
[0029] 本实施例中，所述的功能粉体为0.1μm的铅、钨、钽、碳化硼按照1：1：1：1比例的混合物，按质量百分比计算添加量为1wt％；
[0030] 本实施例中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，按质量百分比计算添加量为0.1wt％；
[0031] 本实施例中，所述的分散剂为石蜡，按质量百分比计算添加量为0.2wt％；
[0032] 本实施例中，所述的氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂)，按质量百分比计算添加量为0.1wt％；
[0033] (2)屏蔽电离辐射纤维材料的制备：
[0034] 将上述功能母粒与不同热塑性树脂共混熔融纺丝，或者可以将该功能性母粒进行直接熔融纺丝，获得热塑性树脂纤维的POY原长丝；将该原长丝进行网络加弹后，获得具有屏蔽防护性能的DTY网络纤维丝；
[0035] 所述的共混熔融纺丝具体步骤包括：母粒及树脂的干燥、母粒及树脂的熔融挤出、纺丝组件上喷丝、风冷固化以及卷绕成锭，其中，母粒、树脂的干燥温度为85℃，干燥时间为2h；纺丝组件中喷丝板孔数为48个，直径为50mm，纺丝温度为240℃，卷绕速度为1000m/min，采用方形侧吹风，风温度为24℃，卷绕角3度；
[0036] 所述的DTY网络加弹卷绕速度为200m/min，卷绕角20度，油轮转速为0.8r/min，网络压力0.1MPa；
[0037] 经网络加弹后获得具有屏蔽防护性能的DTY多网络纤维材料。
[0038] 实施例2
[0039] (1)纺丝用功能性母粒的制备：
[0040] 将热塑性树脂与功能性粉体、偶联剂、分散剂、抗氧剂均匀混合，经双螺杆熔融共混挤出、水冷、牵引拉条切粒及干燥制备出纺丝用功能性母粒；其中所述
双螺杆挤出机拉条牵引速度150m/min，粒子干燥温度100℃,干燥时间2h；
[0041] 所述热塑性树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，按质量百分比计算添加量为81.5wt％；
[0042] 本实施例中，所述的功能粉体为0.1μm碳化硼，按质量百分比计算添加量为25wt％；
[0043] 本实施例中，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂，按质量百分比计算添加量为1wt％；
[0044] 本实施例中，所述的分散剂为石蜡，按质量百分比计算添加量为2wt％；
[0045] 本实施例中，所述的氧化剂为和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂)，按质量百分比计算添加量为0.5wt％；
[0046] (2)屏蔽电离辐射纤维材料的制备：
[0047] 将上述功能母粒与不同热塑性树脂共混熔融纺丝，或者可以将该功能性母粒进行直接熔融纺丝，获得热塑性树脂纤维的POY原长丝；将该原长丝进行网络加弹后，获得具有屏蔽防护性能的DTY网络纤维丝；
[0048] 所述的共混熔融纺丝具体步骤包括：母粒及树脂的干燥、母粒及树脂的熔融挤出、纺丝组件上喷丝、风冷固化以及卷绕成锭，其中，母粒、树脂的干燥温度为100℃，干燥时间为5h；纺丝组件中喷丝板孔数为100，直径为85mm，纺丝温度为300℃，卷绕速度为2200m/min，采用方形侧吹风，风温度为26℃，卷绕角6度；
[0049] 所述的DTY网络加弹卷绕速度为200m/min，卷绕角20度，油轮转速为1.2r/min，网络压力0.5Mpa；经网络加弹后获得具有屏蔽防护性能的DTY多网络纤维材料。
[0050] 实施例3
[0051] (1)纺丝用功能性母粒的制备：
[0052] 将热塑性树脂与功能性粉体、偶联剂、分散剂、抗氧剂均匀混合，经双螺杆熔融共混挤出、水冷、牵引拉条切粒及干燥制备出纺丝用功能性母粒；其中所述双螺杆挤出机拉条牵引速度30-300m/min，粒子干燥温度150℃,干燥时间6h；
[0053] 所述热塑性树脂为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰胺(PA)1：4：3：1：1：2比例混合的混合物，按质量百分比计算添加量为96.7wt％；
[0054] 本实施例中，所述的功能粉体为50μm的铅、钨、钽、碳化硼按照1：1：1：1比例混合的混合物，按质量百分比计算添加量为50wt％；
[0055] 本实施例中，所述的偶联剂为磷酸酯偶联剂，按质量百分比计算添加量为5wt％；
[0056] 本实施例中，所述的分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺，按质量百分比计算添加量为9wt％；
[0057] 本实施例中，所述的氧化剂为和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂)，按质量百分比计算添加量为5wt％；
[0058] (2)屏蔽电离辐射纤维材料的制备：
[0059] 将上述功能母粒与不同热塑性树脂共混熔融纺丝，或者可以将该功能性母粒进行直接熔融纺丝，获得热塑性树脂纤维的POY原长丝；将该原长丝进行网络加弹后，获得具有屏蔽防护性能的DTY网络纤维丝；
[0060] 所述的共混熔融纺丝具体步骤包括：母粒及树脂的干燥、母粒及树脂的熔融挤出、纺丝组件上喷丝、风冷固化以及卷绕成锭，其中，母粒、树脂的干燥温度为150℃，干燥时间为24h；纺丝组件中喷丝板孔数为180个，直径为200mm，纺丝温度为330℃，卷绕速度为4500m/min，采用方形侧吹风，卷绕角6度；
[0061] 所述的DTY网络加弹卷绕速度为800m/min，卷绕角60度，油轮转速为2.2r/min，网络压力10Mpa；经网络加弹后获得具有屏蔽防护性能的DTY多网络纤维材料。
[0062] 一种运用所述的辐射纤维材料的制备方法制备的辐射纤维材料。
[0063] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
