[0001] 本发明涉及辐射屏蔽材料，具体是一种抗辐射复合板材，以及该板材的制备方法和用途。

[0002] 放射性核素产生的各类射线（例如α射线、β射线、γ射线、X射线、中子射线等），能够透过许多对可见光不透明的物质，被广泛应用于医学检查、工业探伤等方面。由于放射性核素产生的各类射线是对人体有危害的辐射，在有益利用的同时需要进行严格的管控，以防非必要的辐射周围环境，因此，对有益利用的放射性核素各类射线，以特定建筑结构的空间‑放射室进行管控，屏蔽其向室外周围环境的辐射，放射室的墙壁、甚至是底板、天花板都铺设有辐射屏蔽材料。

[0003] 长期以来，放射室的屏蔽结构是以铅板（防电离辐射）或铜板（防电磁辐射）成型。铅板或铜板虽能对各类射线的辐射起到优异的屏蔽作用，但其存在造价高、抗腐蚀性能差等技术问题。为解决传统防辐射的铅板或铜板所存在的技术问题，业内研发了各种防辐射的复合板材，例如中国专利文献公开的名称为“一种辐射介质屏蔽材料及其制备方法和用途”（公开号CN 109003692 A，公开日2018年12月14日）、“一种无铅有机纳米防电离辐射复合材料、板材及制备工艺”（公开号CN116200007 A，公开日2023年06月02日）等技术，这些技术相较于传统铅板/铜板而言，具有造价低、抗腐蚀性能好等技术特点。

[0004] 公开号CN 109003692 A的技术，是将含铅的配方原料混炼制成板材，由于铅的易氧化、易流变特性，随着服役时间的延长，板材中的铅含量会降低，不能稳定、长效地保持优异的屏蔽效果，即所成型板材的耐老化性能较低。

[0005] 公开号CN 116200007 A的技术，为提高环保性能，在配方原料中去除了铅、铅的氧化物等，但组成的配方原料中缺少能够有效替代铅的屏蔽性能的成份，使得所成型板材的屏蔽效果欠佳。

[0023] 本发明涉及辐射屏蔽材料，具体是一种抗辐射复合板材，以及该板材的制备方法和用途，下面结合多个实施例对本发明的主体技术方案内容进行具体说明。

[0024] 实施例1本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境的建筑物包括但不限于医疗场所的CT室、医疗或工业场所的X光室、核能源厂、核裂变室。

[0025] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0026] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂30份、氧化铋30份、硫酸钡40份、氧化环己酮1份、环烷酸钴1份、紫外线吸收剂1份、氧化铁0.5份、碳纤维18份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠30份、氧化铅20份、碳化硼3份、石墨15份、活性碳13份、铅粉3份、钨粉4份。

[0027] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约10分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约10分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将50%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.3mm、频率约2800次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约2800次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约
2800次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0028] 实施例2本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境的建筑物包括但不限于医疗场所的CT室、以及医疗或工业场所的X光室、核能源厂、核裂变室。

[0029] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0030] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂33份、氧化铋33份、硫酸钡45份、氧化环己酮1.2份、环烷酸钴1.2份、紫外线吸收剂1.1份、氧化铁0.7份、碳纤维25份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠35份、氧化铅25份、碳化硼5份、石墨18份、活性碳15份、铅粉4份、钨粉5份。

[0031] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1300r/m的搅拌速度，搅拌混合约9分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1300r/m的搅拌速度，搅拌混合约9分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将45%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.4mm、频率约2600次／分，振捣处理约5分钟；
振捣完成后，在约90℃的温度条件下静置约6.5小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.4mm、频率约2600次／分，振捣处理约5分钟；
振捣完成后，在约90℃的温度条件下静置约6.5小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.4mm、频率约
2600次／分，振捣处理约5分钟；
振捣完成后，在约90℃的温度条件下静置约6.5小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0032] 实施例3本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境附近区域建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境附近区域的建筑物包括但不限于核反应堆周边建筑物。

[0033] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0034] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂25份、氧化铋28份、硫酸钡36份、氧化环己酮0.9份、环烷酸钴1.1份、紫外线吸收剂0.8份、氧化铁0.3份、碳纤维15份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠25份、氧化铅12份、碳化硼4份、石墨13份、活性碳10份、铅粉2份、钨粉3份。

[0035] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1400r/m的搅拌速度，搅拌混合约8分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1400r/m的搅拌速度，搅拌混合约8分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将48%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.3mm、频率约2900次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约75℃的温度条件下静置约9小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约2900次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约75℃的温度条件下静置约9小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约
2900次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约75℃的温度条件下静置约9小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0036] 实施例4本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境的建筑物包括但不限于医疗场所的CT室、以及医疗或工业场所的X光室、核能源厂、核裂变室。

[0037] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0038] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂35份、氧化铋25份、硫酸钡38份、氧化环己酮0.8份、环烷酸钴0.9份、紫外线吸收剂1.2份、氧化铁0.8份、碳纤维5份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠20份、氧化铅8份、碳化硼5份、石墨10份、活性碳12份、铅粉1份、钨粉2份。

[0039] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约10分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约10分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将49%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.2mm、频率约2600次／分，振捣处理约4分钟；
振捣完成后，在约85℃的温度条件下静置约7小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.2mm、频率约2600次／分，振捣处理约4分钟；
振捣完成后，在约85℃的温度条件下静置约7小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.2mm、频率约
2600次／分，振捣处理约4分钟；
振捣完成后，在约85℃的温度条件下静置约7小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0040] 实施例5本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境的建筑物包括但不限于医疗场所的CT室、以及医疗或工业场所的X光室。

[0041] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0042] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂27份、氧化铋35份、硫酸钡43份、氧化环己酮1份、环烷酸钴1份、紫外线吸收剂1份、氧化铁0.4份、碳纤维30份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠40份、氧化铅30份、碳化硼5份、石墨20份、活性碳15份、铅粉5份、钨粉6份。

[0043] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1300r/m的搅拌速度，搅拌混合约9分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1300r/m的搅拌速度，搅拌混合约9分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将51%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.3mm、频率约2700次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约70℃的温度条件下静置约10小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约2700次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约70℃的温度条件下静置约10小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约
2700次／分，振捣处理约3分钟；
振捣完成后，在约70℃的温度条件下静置约10小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0044] 实施例6本发明的防辐射复合板材，用作辐射介质环境附近区域建筑物墙体（包括外墙面和/或内墙面）的装饰板。该辐射介质环境附近区域的建筑物包括但不限于核反应堆周边建筑物。

[0045] 本发明的复合板材以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂（UV‑9）、氧化铁、碳纤维、液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉制成板状结构。其中，以液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维的混合物料制成板状的两侧面层，以液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉的混合物料制成板状的中间芯层，整个复合板材呈夹心层板状结构。

[0046] 具体的，本发明复合板材面层是以下列重量配比的原料制成：液态不饱和聚酯树脂31份、氧化铋30份、硫酸钡35份、氧化环己酮1.1份、环烷酸钴0.8份、紫外线吸收剂0.9份、氧化铁0.6份、碳纤维12份。本发明复合板材芯层是以下列重量配比的原料制成：液态硅酸钠33份、氧化铅18份、碳化硼1份、石墨12份、活性碳14份、铅粉3份、钨粉5份。

[0047] 上述本发明复合板材的制备方法，具体包括下列工艺步骤：步骤1. 用配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维配制浆料A，具体过程是：
选用微米级及以下的氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁的粉料，以及选用2～3mm长的碳纤维；
将配方量的液态不饱和聚酯树脂、氧化铋、硫酸钡、氧化环己酮、环烷酸钴、紫外线吸收剂、氧化铁、碳纤维放入高混机中，在常温条件下，以约1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约11分钟，使混合充分均匀，获得浆料A；
用配方量的液态硅酸钠、氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉配制浆料B，具体过程是：
步骤①. 将配方量的氧化铅、碳化硼、石墨、活性碳、铅粉、钨粉放入研磨机中，混磨至纳米级；
步骤②. 将液态硅酸钠和步骤①的粉料放入高混机中，在常温条件下，以约
1200r/m的搅拌速度，搅拌混合约11分钟，使混合充分均匀，获得浆料B；
步骤2. 将50%的浆料A注入板材模具中（注入前已打脱模剂），振捣机以振幅约
0.3mm、频率约3000次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8.5小时，固化形成面层一；
步骤3. 将浆料B注入步骤2的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约3000次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8.5小时，在面层一上固化形成芯层；
步骤4. 将剩余浆料A注入步骤3的板材模具中，振捣机以振幅约0.3mm、频率约
3000次／分，振捣处理约2分钟；
振捣完成后，在约80℃的温度条件下静置约8.5小时，在芯层上固化形成面层二；
脱模获得夹心层板状结构的抗辐射复合板材。

[0048] 以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。

[0049] 尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。