權利要求書： 1.一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，包括服裝本體、耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底(1)、防輻射襪(3)、柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套(9)、腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料(10)，其特征在于：所述服裝本體包括膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(4)、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(5)、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(6)、常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料(7)、胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料(8)、頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料(11)和面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)，所述耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底(1)上設置有柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面(2)，所述膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(4)設置于服裝本體的膝部，所述襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(5)設置于服裝本體的襠部，所述肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(6)設置于服裝本體的肘部，所述常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料(7)設置于服裝本體的常規(guī)部位，所述胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料(8)設置于服裝本體的胸腹部，所述頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料(11)設置于服裝本體的頭部，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)設置于服裝本體的面部，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)的眼部設置有兩個眼部透明防輻射材料(13)，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)的鼻部設置有鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網(14)，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)上還設置有兩個相對分布的防輻射面罩過濾件(15)，該防輻射面罩過濾件(15)上開設有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網(16)，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)上還設置有與面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)的嘴部連通的微型高純防輻射儲氧瓶(17)，所述腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料(10)設置于服裝本體的袖口，所述柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套(9)設置于腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料(10)的端部，所述柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面(2)采用雙層面料，外層采用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，該防輻射石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石墨烯纖維納米復合材料、聚醚醚酮(PEEK)?石墨烯納米復合材料、聚醚酮(PEK)?石墨烯納米復合材料、聚醚酮酮(PEKK)?石墨烯納米復合材料、聚醚醚酮酮(PEEKK)?石墨烯納米復合材料、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)?石墨烯納米復合材料、聚苯酯?石墨烯納米復合材料、聚偏氟乙烯(PDF)?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料中的任意一種，防輻射石墨烯納米復合材料中，石墨烯為石墨烯納米纖維、石墨烯納米片，硼摻雜石墨烯納米纖維、氮摻雜石墨烯納米纖維中的任意一種，石墨烯添加量為5?35％；內層采用鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納米纖維布，該鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納米纖維布制備比例如下：鎢粉占25?35％，F(xiàn)eNiB粉末占10?16％，石墨烯纖維占15?25％，聚氯丙烯占

24?70％，聚乙酸丙烯酯粘合劑占6?10％，硼纖維增強劑占2?5％，硼玻璃粉占3?6％。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底(1)設置有兩層，第一層采用耐磨防輻射石墨烯納米復合材料，該耐磨防輻射石墨烯納米復合材料為碳化硅?石墨烯納米復合材料、高能離子注滲碳化鎢?石墨烯納米復合材料、碳化鉻?石墨烯納米復合材料、氮化硅?石墨烯納米復合材料、炭化鉛?石墨烯納米復合材料、增韌氧化鋯?石墨烯納米復合材料、增韌三氧化二鋁?石墨烯納米復合材料、鉑?金合金?石墨烯納米復合材料、硼鋼?石墨烯納米復合材料、天然橡膠/石墨烯納米復合材料、鋁?碳化硼?石墨烯納米復合材料中的任意一種，其中，石墨烯為氧化石墨烯、氮摻雜石墨烯、硼摻雜石墨烯、金屬摻雜石墨烯中的任意一種；第二層采用銀纖維防輻射面料，該銀纖維防輻射面料采用銀纖維嵌織部分石墨烯纖維和尼龍長絲，銀纖維含量40?60％，石墨烯纖維10?25％，其余為尼龍纖維。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述防輻射襪(3)外表面沉積有金屬或金屬化合物納米顆粒的聚酯纖維布，貼近腳皮膚一側的內表面不含金屬顆粒，金屬或金屬化合物是鎢、鉭、鉛、鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤、NdFeB、FeNiB中的任意一種或多種組合，金屬納米顆粒質量占比為35?50％，剩余比例為聚酯纖維。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(4)、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(5)、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料(6)采用三層防輻射材料，首層為橡膠?石墨烯納米復合材料，第二層為高分子?石墨烯納米復合材料，該高分子?石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石墨烯納米復合材料、PDF?石墨烯納米復合材料、聚乙烯?聚氨酯?石墨烯納米復合材料，鉛硼聚乙烯?石墨烯納米復合材料、聚氯乙烯?聚乙烯?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料，聚丙烯?石墨烯納米復合材料、硼摻雜聚丙烯?石墨烯納米復合材料、鉛硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米復合材料、聚氨酯?石墨烯納米復合材料、聚乙烯丙滌綸?石墨烯納米復合材料中的任意一種，第三層為最內層的金屬絲復合面料，該金屬絲復合面料通過具有γ射線等核輻射防護功能的經向金屬纖維絲與具有中子慢化或中子吸收特性的緯向纖維紗線通過機織而成，金屬纖維絲為鉛纖維絲、鎢金屬絲、鉭金屬絲、鉛合金纖維絲、鎢合金纖維絲或鉭合金纖維絲中的至少任意一種，纖維紗線為碳纖維、高密度聚乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維或聚酰亞胺纖維、石墨烯納米纖維，硼摻雜石墨烯纖維中的至少任意一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料(7)由三層防輻射材料組成，第一層為石墨烯增強金屬基復合材料，第二層為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，第三層為為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，石墨烯增強金屬基復合材料中，石墨烯為氧化石墨烯、硼摻雜石墨烯、氮摻雜石墨烯中任意一種，金屬為鉛、鎢、鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種或多種組合；硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑：5份，硼摻雜石墨烯由化學氣象沉積法制備而成。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料(8)由四層組成，第一層為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，第二層為金屬顆粒?石墨烯納米纖維布，第三層為樹脂?石墨烯納米膜，第四層為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑:5份，硼摻雜石墨烯由化學氣象沉積法制備而成；金屬顆粒?石墨烯納米纖維布通過在預先制備的石墨烯納米纖維布上濺射或熔噴納米尺度的金屬顆粒制備而成，金屬顆粒包括鎢、鉭、釤三種金屬；金屬顆粒?石墨烯納米復合纖維布質量組成如下：金屬顆粒50?70％，石墨烯纖維：20?25％，粘合劑10?

15％；金屬顆粒在10nm?500nm之間；粘合劑為聚氨酯或環(huán)氧樹脂；樹脂?石墨烯納米膜由如下配比組成：樹脂20?35％，均苯四甲酸二酯10?15％，順丁烯二酸酐10?16％，環(huán)氧丙烷丁基醚5?8％，硼摻雜石墨烯納米片20?30％，碳化鎢：12?20％，氧化銪5?10％等，樹脂?石墨烯納米膜采用如下方法制備：將樹脂融化后稱量，加入均苯四甲酸二酯、順丁烯二酸酐混合并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧丙烷丁基醚，進一步攪拌均勻，將核輻射屏蔽增強納米材料：硼摻雜石墨烯納米片、碳化鎢、氧化銪加入混合物中，攪拌均勻；隨后將上述原料放入成膜容器中，在100?120℃下恒溫固化1?2小時，然后升溫至120?140℃進一步固化膜，樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚砜樹脂、高粘度聚酯樹脂、丙烯酸樹脂中的任意一種。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，其特征在于：所述柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套(9)采用硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成；所述頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料(11)第一層為金屬核輻射屏蔽面板，第二層選用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，第三層為高分子?硼摻雜石墨烯納米復合膜，第四層為屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，金屬核輻射屏蔽面板中，金屬可以為鉛、鎢、鉭、碳化鎢、硼化鎢金屬中的任意一種；柔性防輻射石墨烯納米復合材料為橡膠?石墨烯納米復合材料；屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟制備：將一定量的高分子粒料70?85％與一定比例的硼摻雜石墨烯10?25％及少量屏蔽劑5?10％熔融，經過噴絲板噴出后，利用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；在所制得的熔融無紡布的表面，通過噴絲或刮涂的方式在外表面均勻附著上一層屏蔽劑，然后經過定型處理得到所述的屏蔽型防輻射復合無紡布，高分子粒料為聚丙烯、聚酯、粘膠纖維、聚乙烯和聚氯乙烯中的一種或任意組合，屏蔽劑為碳酸鋱、氧化銪、氧化鑭、氯化鎢、硫酸鋇中的一種或多種；高分子?硼摻雜石墨烯納米復合膜中，高分子為聚乙烯、聚醚醚酮PEEK、聚醚酮PEK、聚醚酮酮PEKK、聚醚醚酮酮PEEKK、聚醚酮醚酮酮PEKEKK、聚苯酯、聚偏氟乙烯PDF、聚四氟乙烯PTFE中的任意一種，硼摻雜石墨烯添加量為

10?25％；所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)的第一層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成；其中，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢20?45％，含硼聚乙烯30?

45％，硼摻雜石墨烯25?35％；硼摻雜石墨烯PC改性軟膠采用硼摻雜石墨烯納米片20?

30％、PC色母粒65?77％和金屬納米顆粒經滴塑工藝制備而成，金屬為鎢、鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種；眼部透明防輻射材料(13)為緊密貼合的雙層材料，第一層為金屬改性防輻射有機玻璃，金屬改性防輻射有機玻璃為鉛、鎢、鋇、釤改性的甲基丙烯酸甲酯MMA玻璃，第二層為石墨烯增強防輻射硼玻璃，其組成為：Na2SiO325?50％，CaSiO330?

45％，Na2B4O7·10H2O8?18％，B2O3占7?10％，Al2O35?10％，SiO25?8％,硼摻雜石墨烯5?

18％，PbO3?7％，材料按比例稱重并混合后在1600℃下熔料20分鐘，在模具中制得成型鏡片；經修磨、退火、鋼化處理即得；所述鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網(14)采用雙層篩網夾心面料，第一層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網制備而成，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網和硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網之間有填充層，填充有金屬改性硼摻雜石墨烯介孔或微孔納米材料；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網質量比為：鎢：

20?35％，硼聚乙烯：30?45％，硼摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?300微米之間；硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網采用硼摻雜石墨烯納米片20?30％、PC色母粒65?77％和輔料3?

5％經滴塑工藝制備而成，篩網孔徑在1微米?300微米之間；金屬改性硼摻雜石墨烯介孔或微孔納米材料可以為鎢?硼摻雜石墨烯氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯三維介孔石墨烯納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料、鎢?硼摻雜石墨烯骨架材料中的任意一種或組合，填充層厚度為0.5mm?2.0cm，填充層左右兩側連接有防輻射面罩過濾件(15)，下方連接有微型高純防輻射儲氧瓶(17)；防輻射面罩過濾件(15)外殼由二硼化鎢?硼摻雜石墨烯納米復合材料組成，最外側中央位置設置有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，內部填充有鎢?硼摻雜石墨烯微孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔石墨烯納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料中的任意一種；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?

600nm之間，所述鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網質量比為：鎢：20?35％，含硼聚乙烯：30?45％，含硼摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?500微米之間；微型高純防輻射儲氧瓶(17)外殼為鎢鋼材質，內部填充有高純氧氣，并設置有氧氣流量調節(jié)閥。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置的屏蔽方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：用戶穿上防輻射襪(3)，將穿上防輻射襪(3)的腳伸進耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底(1)和柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面(2)組成的鞋內，穿上屏蔽服裝；

步驟二：將設置有眼部透明防輻射材料(13)、鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網(14)、防輻射面罩過濾件(15)、鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網(16)和微型高純防輻射儲氧瓶(17)的面部防輻射多層石墨烯納米復合材料(12)戴在臉上；

步驟三：雙手戴上手套，利用通過石墨烯納米材料制備的防護服，對用戶進行全身防護。

說明書： 一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置及技術技術領域[0001] 本發(fā)明屬于核輻射屏蔽技術領域，具體涉及一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置及技術。

背景技術[0002] 核輻射防護材料的開發(fā)與應用，是民用健康防護工作的一大重點，也是核能開發(fā)、軍事防護等領域的重要組成部分。近年來，圍繞核能和各類射線應用而展開的各種基礎研

究或工業(yè)應用很多(如核電站)，對個人核輻射屏蔽防護提出了更高要求。在航天領域，各種

探月以及火星、土衛(wèi)二等其它星球探索、登月航天探測器，宇航員艙內服及太空行走艙外服

均需要進行高效的射線防護。很有必要開發(fā)一類輕便、高效的核輻射屏蔽服飾及相關屏蔽

技術。

[0003] 核輻射主要是α、β、γ三種射線，中子以及各類放射性核素：α射線是氦核，外照射穿透能力很弱，但吸入體內危害大；β射線是電子流，帶一個單位的負電荷，照射皮膚后燒傷

明顯。這兩種射線由于穿透力小，影響距離比較近只要輻射源不進入體內，影響不會太大；

但γ射線作為一種波長很短的電磁波，和X射線相似，穿透力很強，能穿透人體和建筑物，危

害距離遠。各類放射性核素包括氚、鈷60、鎳63、硒75、銻124、碘131、銫137、鐳226、钚238等，

對人體危害也很大。

[0004] 核輻射對人體的危害極大，核事故和原子彈爆炸的核輻射都會造成人員的立即死亡或重度損傷。還會引發(fā)癌癥、不育、怪胎等。

[0005] 在輻射防護中，根據(jù)中子能量的高低，可以把中子分為能量小于5ke的慢中子、能量范圍為5～100ke的中能中子和能量為0.1～500Me的快中子三大類，其中慢中子中能量

小于1e(一般為0.025e)的也稱為熱中子。中子通過物質時具有很強的穿透力，對人體產

生的危險比相同劑量的X射線、γ射線更為嚴重。人體受中子輻射后，腸胃和雄性性腺會嚴

重損傷、誘導腫瘤的生物效應高、并易導致早期死亡，同時受損傷的機體易感染且程度重，

所致眼晶體混濁的相對生物效應為γ或X射線的2～14倍。造成造血器官衰竭，消化系統(tǒng)損

傷，中樞神經損傷。還可以造成惡性腫瘤、白血病、白內障等。中子輻射還會產生遺傳效應，

影響受輻射者后代發(fā)育。

[0006] 減少受到核輻射有三個要點：距離、時間和屏蔽，即1)遠離輻射源，人員所受的輻射劑量與他和輻射源的距離的平方成反比；2)減少暴露時間，輻射劑量是有累加效果的，暴

露在輻射中的時間越長，所受的劑量越大；3)對輻射進行屏蔽，有效的屏蔽能夠極大的減少

人員所受的輻射。

[0007] 目前，屏蔽γ射線最佳的方法是使用高密度高原子序數(shù)的材料，常用的有鐵、鉛及混凝土材料等。同時，能量越高的伽瑪射線需要越厚的屏蔽。研究者也采用乳液共混和原位

還原法制備了天然橡膠(NR)/還原氧化石墨烯(RGO)納米復合材料,并研究了γ射線輻照對

復合材料力學性能和熱穩(wěn)定性的影響。研究結果表明,RGO以少數(shù)幾層堆疊片層結構均勻分

散于NR基體中，RGO的加入可顯著提高NR的力學性能和熱穩(wěn)定性,經200kGy的γ射線輻射

后,純NR的拉伸強度和T50分別下降了75％和4.5℃,而NR/RGO?0.6％復合體系僅分別下降

了56％和1.2℃，揭示了RGO提高材料耐輻射性能的機理,由于RGO可捕捉猝滅因輻射產生的

自由基,從而減弱了輻射老化降解和交聯(lián)反應的發(fā)生。

[0008] 本發(fā)明充分利用“新材料之王”石墨烯及其各類功能化納米復合材料在核輻射屏蔽領域優(yōu)異特性，針對核電站、星際探索等不同應用場景，充分考慮不同核輻射源的特點，

開發(fā)新型高性能核輻射屏蔽技術及相關技術，為人們身體健康提供一道綠色屏障。

發(fā)明內容[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置及技術，可對核電站，核輻射站，核原料生產廠，核乏燃料處理站、外太空、外星球等地α射線、β射

線、一次γ和二次γ射線，快中子和光激中子，各類放射性核素等核輻射進行屏蔽,以解決

上述背景技術中提出的問題。

[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，包括服裝本體、耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底、防輻射襪、

柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套、腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料，所述服裝

本體包括膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合

材料、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料、常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材

料、胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料、頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料和面部

防輻射多層石墨烯納米復合材料，所述耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底上設置

有柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面，所述膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合

材料設置于服裝本體的膝部，所述襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料設置于服裝本

體的襠部，所述肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料設置于服裝本體的肘部，所述常

規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料設置于服裝本體的常規(guī)部位，所述胸腹部防輻射多

層石墨烯納米復合材料設置于服裝本體的胸腹部，所述頭部防輻射多層石墨烯納米復合材

料設置于服裝本體的頭部，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料設置于服裝本體的面

部，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料的眼部設置有兩個眼部透明防輻射材料，所

述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料的鼻部設置有鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩

網，所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料上還設置有兩個相對分布的防輻射面罩過濾

件，該防輻射面罩過濾件上開設有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，所述

面部防輻射多層石墨烯納米復合材料上還設置有與面部防輻射多層石墨烯納米復合材料

的嘴部連通的微型高純防輻射儲氧瓶，所述腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料設置于服

裝本體的袖口，所述柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套設置于腕部柔性防輻射石墨烯

納米復合材料的端部，所述柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面采用雙層面料，外

層采用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，該防輻射石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石墨烯

纖維納米復合材料、聚醚醚酮PEEK?石墨烯納米復合材料、聚醚酮PEK?石墨烯納米復合材

料、聚醚酮酮(PEKK)?石墨烯納米復合材料、聚醚醚酮酮(PEEKK)?石墨烯納米復合材料、聚

醚酮醚酮酮(PEKEKK)?石墨烯納米復合材料、聚苯酯?石墨烯納米復合材料、聚偏氟乙烯

PDF?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料中的任意一種，防輻射石墨烯納

米復合材料中，石墨烯為石墨烯納米纖維、石墨烯納米片，硼摻雜石墨烯納米纖維、氮摻雜

石墨烯納米纖維中的任意一種，石墨烯添加量為5?35％；內層采用鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合

石墨烯納米纖維布，該鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納米纖維布制備比例如下：鎢粉占

25?35％，F(xiàn)eNiB粉末占10?16％，石墨烯纖維占15?25％，聚氯丙烯占24?70％，聚乙酸丙烯酯

粘合劑占6?10％，硼纖維增強劑占2?5％，硼玻璃粉占3?6％。

[0011] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底設置有兩層，第一層采用耐磨防輻射石墨烯納米復合材料，該耐磨防輻射石墨烯納米

復合材料為碳化硅?石墨烯納米復合材料、高能離子注滲碳化鎢?石墨烯納米復合材料、碳

化鉻?石墨烯納米復合材料、氮化硅?石墨烯納米復合材料、炭化鉛?石墨烯納米復合材料、

增韌氧化鋯?石墨烯納米復合材料、增韌三氧化二鋁?石墨烯納米復合材料、鉑?金合金?石

墨烯納米復合材料、碳化鎢?石墨烯納米復合材料、硼鋼?石墨烯納米復合材料、天然橡膠/

石墨烯納米復合材料、鋁?碳化硼?石墨烯納米復合材料中的任意一種，其中，石墨烯為氧化

石墨烯、氮摻雜石墨烯、硼摻雜石墨烯、金屬摻雜石墨烯中的任意一種；第二層采用銀纖維

防輻射面料，該銀纖維防輻射面料采用銀纖維嵌織部分石墨烯纖維和尼龍長絲，銀纖維含

量40?60％，石墨烯纖維10?25％，其余為尼龍纖維。

[0012] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述防輻射襪外表面沉積有金屬或金屬化合物納米顆粒的聚酯纖維布，貼近腳皮膚一側的內表面不含金屬顆粒，金屬或金屬化合物是

鎢、鉭、鉛、鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤、NdFeB、FeNiB中的任意一種或多種組合，金屬納

米顆粒質量占比為35?50％，剩余比例為聚酯纖維。

[0013] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料

防輻射材料采用三層防輻射材料，首層為橡膠?石墨烯納米復合材料，第二層為高分子?石

墨烯納米復合材料，該高分子?石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石墨烯納米復合材料、PDF?

石墨烯納米復合材料、聚乙烯?聚氨酯?石墨烯納米復合材料，鉛硼聚乙烯?石墨烯納米復合

材料、聚氯乙烯?聚乙烯?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料，聚丙烯?石墨

烯納米復合材料、硼摻雜聚丙烯?石墨烯納米復合材料、鉛硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米復

合材料、聚氨酯?石墨烯納米復合材料、聚乙烯丙滌綸?石墨烯納米復合材料中的任意一種，

第三層為最內層的金屬絲復合面料，該金屬絲復合面料通過具有γ射線等核輻射防護功能

的經向金屬纖維絲與具有中子慢化或中子吸收特性的緯向纖維紗線通過機織而成，金屬纖

維絲為鉛纖維絲、鎢金屬絲、鉭金屬絲、鉛合金纖維絲、鎢合金纖維絲或鉭合金纖維絲中的

至少任意一種，纖維紗線為碳纖維、高密度聚乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、聚

酰胺纖維、聚酯纖維或聚酰亞胺纖維、石墨烯納米纖維，硼摻雜石墨烯纖維中的至少任意一

種。

[0014] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料由三層防輻射材料組成，第一層為石墨烯增強金屬基復合材料，第二層為硼摻雜石墨烯

增強聚乙烯含鉛板，第三層為為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，石墨烯增強金

屬基復合材料中，石墨烯為氧化石墨烯、硼摻雜石墨烯、氮摻雜石墨烯中任意一種，金屬為

鉛、鎢、鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種或多種組合；硼摻雜石墨烯增強聚乙烯

含鉛板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑：5份，硼摻

雜石墨烯由化學氣象沉積法制備而成。

[0015] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料由四層組成，第一層為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，第二層為金屬顆粒?石墨烯納米纖

維布，第三層為樹脂?石墨烯納米膜，第四層為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；硼摻

雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20

份，輔助助劑:5份，硼摻雜石墨烯由化學氣象沉積法制備而成；金屬顆粒?石墨烯納米纖維

布通過在預先制備的石墨烯納米纖維布上濺射或熔噴納米尺度的金屬顆粒制備而成，金屬

顆粒包括鎢、鉭、釤三種金屬；金屬顆粒?石墨烯納米復合纖維布質量組成如下：金屬顆粒

50?70％，石墨烯纖維：20?25％，粘合劑10?15％；金屬顆粒在10nm?500nm之間；粘合劑為聚

氨酯或環(huán)氧樹脂；樹脂?石墨烯納米膜由如下配比組成：樹脂20?35％，均苯四甲酸二酯10?

15％，順丁烯二酸酐10?16％，環(huán)氧丙烷丁基醚5?8％，硼摻雜石墨烯納米片20?30％，碳化

鎢：12?20％，氧化銪5?10％等，樹脂?石墨烯納米膜采用如下方法制備：將樹脂融化后稱量，

加入均苯四甲酸二酯、順丁烯二酸酐混合并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧丙烷丁基醚，進一步攪

拌均勻，將核輻射屏蔽增強納米材料：硼摻雜石墨烯納米片、碳化鎢、氧化銪加入混合物中，

攪拌均勻；隨后將上述原料放入成膜容器中，在100?120℃下恒溫固化1?2小時，然后升溫至

120?140℃進一步固化膜，樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚砜樹脂、高粘度聚酯樹脂、丙烯酸

樹脂中的任意一種。

[0016] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術方案，所述柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套采用硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成；所述頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料第一

層為金屬核輻射屏蔽面板，第二層選用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，第三層為高分子?

硼摻雜石墨烯納米復合膜，第四層為屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，金屬核輻射屏蔽面板

中，金屬可以為鉛、鎢、鉭、碳化鎢、硼化鎢金屬中的任意一種；柔性防輻射石墨烯納米復合

材料為橡膠?石墨烯納米復合材料；屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟制備：將一定量

的高分子粒料70?85％與一定比例的硼摻雜石墨烯10?25％及少量屏蔽劑5?10％熔融，經過

噴絲板噴出后，利用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；在所制得的熔融無紡布的表面，

通過噴絲或刮涂的方式在外表面均勻附著上一層屏蔽劑，然后經過定型處理得到所述的屏

蔽型防輻射復合無紡布，高分子粒料為聚丙烯、聚酯、粘膠纖維、聚乙烯和聚氯乙烯中的一

種或任意組合，屏蔽劑為碳酸鋱、氧化銪、氧化鑭、氯化鎢、硫酸鋇中的一種或多種；高分子?

硼摻雜石墨烯納米復合膜中，高分子為聚乙烯、聚醚醚酮PEEK、聚醚酮PEK、聚醚酮酮PEKK、

聚醚醚酮酮PEEKK、聚醚酮醚酮酮PEKEKK、聚苯酯、聚偏氟乙烯PDF、聚四氟乙烯PTFE中的任

意一種，硼摻雜石墨烯添加量為10?25％；所述面部防輻射多層石墨烯納米復合材料的第一

層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠

制備而成；其中，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜通過預先制備含硼聚乙烯?

硼摻雜石墨烯納米膜，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆

粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢20?

45％，硼聚乙烯30?45％，硼摻雜石墨烯25?35％；硼摻雜石墨烯PC改性軟膠采用硼摻雜石

墨烯納米片20?30％、PC色母粒65?77％和金屬納米顆粒經滴塑工藝制備而成，金屬為鎢、

鐵、鎘、釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種；眼部透明防輻射材料為緊密貼合的雙層材

料，第一層為金屬改性防輻射有機玻璃，金屬改性防輻射有機玻璃為鉛、鎢、鋇、釤改性的甲

基丙烯酸甲酯MMA玻璃，第二層為石墨烯增強防輻射硼玻璃，其組成為：Na2SiO325?50％，

CaSiO330?45％，Na2B4O7·10H2O8?18％，B2O3占7?10％，Al2O35?10％，SiO25?8％,硼摻

雜石墨烯5?18％，PbO3?7％，材料按比例稱重并混合后在1600℃下熔料20分鐘，在模具中

制得成型鏡片；經修磨、退火、鋼化處理即得；所述鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網采

用雙層篩網夾心面料，第一層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，第二層

為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網制備而成，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米

篩網和硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網之間有填充層，填充有金屬改性硼摻雜石墨烯介孔

或微孔納米材料；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙

烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納

米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網質量比

為：鎢：20?35％，硼聚乙烯：30?45％，硼摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?300微米之

間；硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網采用硼摻雜石墨烯納米片20?30％、PC色母粒65?77％

和輔料3?5％經滴塑工藝制備而成，篩網孔徑在1微米?300微米之間；金屬改性硼摻雜石墨

烯介孔或微孔納米材料可以為鎢?硼摻雜石墨烯氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯三維介孔石墨烯

納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料、鎢?硼摻雜石墨烯骨架材料中的任意一

種或組合，填充層厚度為0.5mm?2.0cm，填充層左右兩側連接有防輻射面罩過濾件，下方連

接有微型高純防輻射儲氧瓶；防輻射面罩過濾件外殼由二硼化鎢?硼摻雜石墨烯納米復合

材料組成，最外側中央位置設置有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，內部

填充有鎢?硼摻雜石墨烯微孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔

石墨烯納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料中的任意一種；鎢納米顆粒?含硼

聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過

濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，所

述鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢：20?35％，硼聚乙烯：30?

45％，硼摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?500微米之間；微型高純防輻射儲氧瓶外殼

為鎢鋼材質，內部填充有高純氧氣，并設置有氧氣流量調節(jié)閥。

[0017] 本發(fā)明還公開了一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置的屏蔽技術，其特征在于，包括如下步驟：

[0018] 步驟一：用戶穿上防輻射襪，將穿上防輻射襪的腳伸進耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底和柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面組成的鞋內，穿上屏蔽服

裝；

[0019] 步驟二：將設置有眼部透明防輻射材料、鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網、防輻射面罩過濾件、鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網和微型高純防輻射儲氧

瓶的面部防輻射多層石墨烯納米復合材料戴在臉上；

[0020] 步驟三：雙手戴上手套，利用通過石墨烯納米材料制備的防護服，對用戶進行全身防護。

[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：[0022] 利用石墨烯及其各類功能化納米復合材料在核輻射屏蔽領域的優(yōu)異特性，充分考慮不同核輻射源的特點，以開發(fā)新型高性能核輻射屏蔽技術及相關屏蔽服飾，可較好地屏

蔽ɑ、β、γ、X射線及放射性核素，并能較好地慢化、吸收中子輻射；適用于核電站，核輻射站，

核原料生產廠，核乏燃料處理站、外太空、外星球等應用場景。

附圖說明[0023] 圖1為本發(fā)明的結構示意圖；[0024] 圖中：1、耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底；2、柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面；3、防輻射襪；4、膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料；5、襠部柔

性防輻射多層石墨烯納米復合材料；6、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料；7、常規(guī)

部位防輻射多層石墨烯納米復合材料；8、胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料；9、柔性

防輻射石墨烯納米復合材料的手套；10、腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料；11、頭部防

輻射多層石墨烯納米復合材料；12、面部防輻射多層石墨烯納米復合材料；13、眼部透明防

輻射材料；14、鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網；15、防輻射面罩過濾件；16、鎢納米顆

粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網；17、微型高純防輻射儲氧瓶。

具體實施方式[0025] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于

本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他

實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

[0026] 請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術方案：一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置，包括服裝本體、耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底1、防輻射襪3、柔性

防輻射石墨烯納米復合材料的手套9、腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料10和面部防輻

射多層石墨烯納米復合材料12，服裝本體包括膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料4、

襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料5、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料6、

常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料7、胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料8、頭

部防輻射多層石墨烯納米復合材料11，耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底1上設

置有柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面2，膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合

材料4設置于服裝本體的膝部，襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料5設置于服裝本體

的襠部，肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料6設置于服裝本體的肘部，常規(guī)部位防輻

射多層石墨烯納米復合材料7設置于服裝本體的常規(guī)部位，胸腹部防輻射多層石墨烯納米

復合材料8設置于服裝本體的胸腹部，頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料11設置于服裝

本體的頭部，面部防輻射多層石墨烯納米復合材料12設置于服裝本體的面部，面部防輻射

多層石墨烯納米復合材料12的眼部設置有兩個眼部透明防輻射材料13，面部防輻射多層石

墨烯納米復合材料12的鼻部設置有鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網14，面部防輻射多

層石墨烯納米復合材料12上還設置有兩個相對分布的防輻射面罩過濾件15，該防輻射面罩

過濾件15上開設有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網16，面部防輻射多層石

墨烯納米復合材料12上還設置有與面部防輻射多層石墨烯納米復合材料12的嘴部連通的

微型高純防輻射儲氧瓶17，腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料10設置于服裝本體的袖

口，柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套9設置于腕部柔性防輻射石墨烯納米復合材料

10的端部。

[0027] 本實施例中，優(yōu)選的，耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底1設置有兩層，第一層采用耐磨防輻射石墨烯納米復合材料，該耐磨防輻射石墨烯納米復合材料為碳化

硅?石墨烯納米復合材料、高能離子注滲碳化鎢?石墨烯納米復合材料、碳化鉻?石墨烯納米

復合材料、氮化硅?石墨烯納米復合材料、炭化鉛?石墨烯納米復合材料、增韌氧化鋯?石墨

烯納米復合材料、增韌三氧化二鋁?石墨烯納米復合材料、鉑?金合金?石墨烯納米復合材

料、碳化鎢?石墨烯納米復合材料、硼鋼?石墨烯納米復合材料、天然橡膠/石墨烯納米復合

材料、鋁?碳化硼?石墨烯納米復合材料中的任意一種，其中，石墨烯為氧化石墨烯、氮摻雜

石墨烯、硼摻雜石墨烯、金屬摻雜石墨烯中的任意一種；第二層采用銀纖維防輻射面料，該

銀纖維防輻射面料采用銀纖維嵌織部分石墨烯纖維和尼龍長絲，銀纖維含量40?60％，石墨

烯纖維10?25％，其余為尼龍纖維。

[0028] 本實施例中，優(yōu)選的，柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面2采用雙層面料，外層采用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，該防輻射石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石

墨烯纖維納米復合材料、聚醚醚酮PEEK?石墨烯納米復合材料、聚醚酮PEK?石墨烯納米復合

材料、聚醚酮酮(PEKK)?石墨烯納米復合材料、聚醚醚酮酮(PEEKK)?石墨烯納米復合材料、

聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)?石墨烯納米復合材料、聚苯酯?石墨烯納米復合材料、聚偏氟乙烯

PDF?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料中的任意一種，防輻射石墨烯納

米復合材料中，石墨烯為石墨烯納米纖維、石墨烯納米片，硼摻雜石墨烯納米纖維、氮摻雜

石墨烯納米纖維中的任意一種，石墨烯添加量為5?35％；內層采用鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合

石墨烯納米纖維布，該鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納米纖維布制備比例如下：鎢粉占

25?35％，F(xiàn)eNiB粉末占10?16％，石墨烯纖維占15?25％，聚氯丙烯占24?70％，聚乙酸丙烯酯

粘合劑占6?10％，硼纖維增強劑占2?5％，硼玻璃粉占3?6％。

[0029] 本實施例中，優(yōu)選的，防輻射襪3外表面沉積有金屬或金屬化合物納米顆粒的聚酯纖維布，貼近腳皮膚一側的內表面不含金屬顆粒，金屬或金屬化合物是鎢、鉭、鉛、鐵、鎘、

釹、釓、銪、鏑、錫、鑭、釤、NdFeB、FeNiB中的任意一種或多種組合，金屬納米顆粒質量占比為

35?50％，剩余比例為聚酯纖維。

[0030] 本實施例中，優(yōu)選的，膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料4、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料5、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料6防輻射材料采用

三層防輻射材料，首層為橡膠?石墨烯納米復合材料，第二層為高分子?石墨烯納米復合材

料，該高分子?石墨烯納米復合材料為聚乙烯?石墨烯納米復合材料、PDF?石墨烯納米復合

材料、聚乙烯?聚氨酯?石墨烯納米復合材料，鉛硼聚乙烯?石墨烯納米復合材料、聚氯乙烯?

聚乙烯?石墨烯納米復合材料、鉛橡膠?石墨烯納米復合材料，聚丙烯?石墨烯納米復合材

料、硼摻雜聚丙烯?石墨烯納米復合材料、鉛硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米復合材料、聚氨

酯?石墨烯納米復合材料、聚乙烯丙滌綸?石墨烯納米復合材料中的任意一種，第三層為最

內層的金屬絲復合面料，該金屬絲復合面料通過具有γ射線等核輻射防護功能的經向金屬

纖維絲與具有中子慢化或中子吸收特性的緯向纖維紗線通過機織而成，金屬纖維絲為鉛纖

維絲、鎢金屬絲、鉭金屬絲、鉛合金纖維絲、鎢合金纖維絲或鉭合金纖維絲中的至少任意一

種，纖維紗線為碳纖維、高密度聚乙烯纖維、聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰胺纖維、

聚酯纖維或聚酰亞胺纖維、石墨烯納米纖維，硼摻雜石墨烯纖維中的至少任意一種。

[0031] 本實施例中，優(yōu)選的，常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料7由三層防輻射材料組成，第一層為石墨烯增強金屬基復合材料，第二層為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，

第三層為為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，石墨烯增強金屬基復合材料中，石

墨烯為氧化石墨烯、硼摻雜石墨烯、氮摻雜石墨烯中任意一種，金屬為鉛、鎢、鐵、鎘、釹、釓、

銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種或多種組合；硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板由如下組分組

成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑：5份，硼摻雜石墨烯由化學氣象

沉積法制備而成。

[0032] 本實施例中，優(yōu)選的，胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料8由四層組成，第一層為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，第二層為金屬顆粒?石墨烯納米纖維布，第三層為樹

脂?石墨烯納米膜，第四層為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布；硼摻雜石墨烯增強聚乙

烯含鉛板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑:5份，硼

摻雜石墨烯由化學氣象沉積法制備而成；金屬顆粒?石墨烯納米纖維布通過在預先制備的

石墨烯納米纖維布上濺射或熔噴納米尺度的金屬顆粒制備而成，金屬顆粒包括鎢、鉭、釤三

種金屬；金屬顆粒?石墨烯納米復合纖維布質量組成如下：金屬顆粒50?70％，石墨烯纖維：

20?25％，粘合劑10?15％；金屬顆粒在10nm?500nm之間；粘合劑為聚氨酯或環(huán)氧樹脂；樹脂?

石墨烯納米膜由如下配比組成：樹脂20?35％，均苯四甲酸二酯10?15％，順丁烯二酸酐10?

16％，環(huán)氧丙烷丁基醚5?8％，硼摻雜石墨烯納米片20?30％，碳化鎢：12?20％，氧化銪5?

10％等，樹脂?石墨烯納米膜采用如下方法制備：將樹脂融化后稱量，加入均苯四甲酸二酯、

順丁烯二酸酐混合并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧丙烷丁基醚，進一步攪拌均勻，將核輻射屏蔽

增強納米材料：硼摻雜石墨烯納米片、碳化鎢、氧化銪加入混合物中，攪拌均勻；隨后將上述

原料放入成膜容器中，在100?120℃下恒溫固化1?2小時，然后升溫至120?140℃進一步固化

膜，樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚砜樹脂、高粘度聚酯樹脂、丙烯酸樹脂中的任意一種。

[0033] 本實施例中，優(yōu)選的，柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套9采用硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成；頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料11第一層為金屬核輻射屏蔽

面板，第二層選用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，第三層為高分子?硼摻雜石墨烯納米復

合膜，第四層為屏蔽型防輻射復合無紡布；其中，金屬核輻射屏蔽面板中，金屬可以為鉛、

鎢、鉭、碳化鎢、硼化鎢金屬中的任意一種；柔性防輻射石墨烯納米復合材料為橡膠?石墨烯

納米復合材料；屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟制備：將一定量的高分子粒料70?

85％與一定比例的硼摻雜石墨烯10?25％及少量屏蔽劑5?10％熔融，經過噴絲板噴出后，利

用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；在所制得的熔融無紡布的表面，通過噴絲或刮涂的

方式在外表面均勻附著上一層屏蔽劑，然后經過定型處理得到的屏蔽型防輻射復合無紡

布，高分子粒料為聚丙烯、聚酯、粘膠纖維、聚乙烯和聚氯乙烯中的一種或任意組合，屏蔽劑

為碳酸鋱、氧化銪、氧化鑭、氯化鎢、硫酸鋇中的一種或多種；高分子?硼摻雜石墨烯納米復

合膜中，高分子為聚乙烯、聚醚醚酮PEEK、聚醚酮PEK、聚醚酮酮PEKK、聚醚醚酮酮PEEKK、聚

醚酮醚酮酮PEKEKK、聚苯酯、聚偏氟乙烯PDF、聚四氟乙烯PTFE中的任意一種，硼摻雜石墨

烯添加量為10?25％；面部防輻射多層石墨烯納米復合材料12的第一層為鎢納米顆粒?含硼

聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成；其中，鎢納米

顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，

并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之

間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢20?45％，硼聚乙烯30?

45％，硼摻雜石墨烯25?35％；硼摻雜石墨烯PC改性軟膠采用硼摻雜石墨烯納米片20?

30％、PC色母粒65?77％和金屬納米顆粒經滴塑工藝制備而成，金屬為鎢、鐵、鎘、釹、釓、

銪、鏑、錫、鑭、釤中的任意一種；眼部透明防輻射材料13為緊密貼合的雙層材料，第一層為

金屬改性防輻射有機玻璃，金屬改性防輻射有機玻璃為鉛、鎢、鋇、釤改性的甲基丙烯酸甲

酯MMA玻璃，第二層為石墨烯增強防輻射硼玻璃，其組成為：Na2SiO325?50％，CaSiO330?

45％，Na2B4O7·10H2O8?18％，B2O3占7?10％，Al2O35?10％，SiO25?8％,硼摻雜石墨烯5?

18％，PbO3?7％，材料按比例稱重并混合后在1600℃下熔料20分鐘，在模具中制得成型鏡

片；經修磨、退火、鋼化處理即得；鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網14采用雙層篩網夾

心面料，第一層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，第二層為硼摻雜石墨

烯改性PC軟膠篩網制備而成，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網和硼摻雜

石墨烯改性PC軟膠篩網之間有填充層，填充有金屬改性硼摻雜石墨烯介孔或微孔納米材

料；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石

墨烯納米篩網，并通過濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度

在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網質量比為：鎢：20?

35％，硼聚乙烯：30?45％，硼摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?300微米之間；硼摻雜

石墨烯改性PC軟膠篩網采用硼摻雜石墨烯納米片20?30％、PC色母粒65?77％和輔料3?

5％經滴塑工藝制備而成，篩網孔徑在1微米?300微米之間；金屬改性硼摻雜石墨烯介孔或

微孔納米材料可以為鎢?硼摻雜石墨烯氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯三維介孔石墨烯納米材

料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料、鎢?硼摻雜石墨烯骨架材料中的任意一種或組

合，填充層厚度為0.5mm?2.0cm，填充層左右兩側連接有防輻射面罩過濾件15，下方連接有

微型高純防輻射儲氧瓶17；防輻射面罩過濾件15外殼由二硼化鎢?硼摻雜石墨烯納米復合

材料組成，最外側中央位置設置有鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，內部

填充有鎢?硼摻雜石墨烯微孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔氣凝膠，鎢?硼摻雜石墨烯介孔

石墨烯納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料中的任意一種；鎢納米顆粒?含硼

聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過

濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢

納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢：20?35％，硼聚乙烯：30?45％，硼

摻雜石墨烯25?30％，篩網孔徑在1微米?500微米之間；微型高純防輻射儲氧瓶17外殼為鎢

鋼材質，內部填充有高純氧氣，并設置有氧氣流量調節(jié)閥。

[0034] 一種基于石墨烯納米材料的高性能核輻射屏蔽裝置的屏蔽技術，包括如下步驟：[0035] 步驟一：用戶穿上防輻射襪3，將穿上防輻射襪3的腳伸進耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底1和柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面2組成的鞋內，穿上屏

蔽服裝；

[0036] 步驟二：將設置有眼部透明防輻射材料13、鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網14、防輻射面罩過濾件15、鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網16和微型高純

防輻射儲氧瓶17的面部防輻射多層石墨烯納米復合材料12戴在臉上；

[0037] 步驟三：雙手戴上手套，利用通過石墨烯納米材料制備的防護服，對用戶進行全身防護。

[0038] 具體步驟：[0039] 耐磨防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋底1，該部分共兩層，首層采用耐磨防輻射石墨烯納米復合材料；耐磨防輻射石墨烯納米復合材料系采用碳化鎢?硼摻雜石墨烯納

米復合材料，該材料耐磨性好，且可慢化并吸收一定中子，也可較好地屏蔽γ射線、各類放

射性核素等核輻射，第二層為銀纖維防輻射面料，貼近皮膚，輕薄柔軟、透氣性強，可殺菌去

味，還有一定的防輻射效果，銀纖維防輻射面料采用銀纖維嵌織部分石墨烯纖維和尼龍長

絲，銀纖維含量45％，石墨烯纖維12％，其余為尼龍纖維；

[0040] 柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料的鞋面2同樣采用雙層面料，外層采用柔性聚乙烯?硼摻雜石墨烯纖維納米復合材料，柔性聚乙烯?硼摻雜石墨烯纖維納米復合材料中

硼摻雜石墨烯添加量為20％，其余為聚乙烯，內層采用鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納米

纖維布，可進一步屏蔽γ射線等核輻射，吸收殘余中子，鎢?FeNiB?聚氯丙烯嵌合石墨烯納

米纖維布制備比例如下：鎢粉占30％，F(xiàn)eNiB粉末占12％，石墨烯纖維占20％，聚氯丙烯占

24％，聚乙酸丙烯酯粘合劑占6％，硼纖維增強劑占5％，硼玻璃粉占3％，添加石墨烯纖維主

要為增強纖維布機械強度，并增加防輻射效果。

[0041] 防輻射襪3采用外表面沉積有鎢金屬納米顆粒的聚酯纖維布，對殘余β、γ、X射線及放射性核素均有較好屏蔽作用，能慢化并吸收一定中子，貼近腳皮膚一側的內表面不含

金屬顆粒，柔軟，較好地貼合皮膚，鎢金屬納米顆粒質量占比為45％，剩余為聚酯纖維。

[0042] 膝部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料4、襠部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料5、肘部柔性防輻射多層石墨烯納米復合材料6以及腕部柔性防輻射石墨烯納米復合

材料10采用三層防輻射材料，首層為天然橡膠?石墨烯納米復合材料，所述石墨烯添加量為

15％，其余為橡膠，上述納米復合材料具有良好柔性，透氣性好，耐較寬溫度變化，且可有效

屏蔽γ射線、中子輻射和各類放射性核素輻射，第二層選用鉛硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米

復合材料，進一步屏蔽各類核輻射尤其是中子輻射，第三層為最內層的鉭金屬絲復合面料。

金屬絲復合面料通過具有γ射線等核輻射防護功能的經向金屬纖維絲與具有中子慢化或

中子吸收特性的緯向石墨烯納米纖維紗線通過機織而成。

[0043] 常規(guī)部位防輻射多層石墨烯納米復合材料7由三層防輻射材料組成，首層為硼摻雜石墨烯增強鎢基復合材料，石墨烯可有效增強復合材料防輻射性能和機械強度，第二層

為硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛板，硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛硼板由如下組分組成：

聚乙烯:50份，硼摻雜石墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑:5份，所述硼摻雜石墨烯由化學氣

象沉積法制備而成，進一步屏蔽各類射線、放射性核素輻射，慢化中子并吸收慢化后中子，

第三層為為貼近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布，屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟

制備：將一定量的聚丙烯粒料(78％)與一定比例的硼摻雜石墨烯(15％)及少量氯化鎢屏蔽

劑(7％)熔融，經過噴絲板噴出后，利用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；在所制得的熔

融無紡布的表面，通過噴絲或刮涂的方式在外表面均勻附著上一層氯化鎢屏蔽劑，然后經

過定型處理得到所述的屏蔽型防輻射復合無紡布。胸腹部防輻射多層石墨烯納米復合材料

8由四層組成，以最大程度保護身體重要臟腑器官核輻射傷害，首層為硼摻雜石墨烯增強聚

乙烯含鉛板，,硼摻雜石墨烯增強聚乙烯含鉛硼板由如下組分組成：聚乙烯:50份，硼摻雜石

墨烯25份，鉛粉:20份，輔助助劑:5份，所述硼摻雜石墨烯由化學氣象沉積(CD)法制備而

成，第二層為鎢金屬顆粒?石墨烯納米纖維布，鎢金屬顆粒?石墨烯納米復合纖維布通過在

預先制備的石墨烯納米纖維布上濺射或熔噴納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，鎢金屬顆

粒?石墨烯納米復合纖維布質量組成如下：鎢金屬顆粒60％，石墨烯纖維：25％，聚氨酯粘合

劑15％；金屬顆粒在10nm?500nm之間，第三層為環(huán)氧樹脂?石墨烯納米膜，環(huán)氧樹脂?石墨烯

納米膜由如下配比組成：環(huán)氧樹脂27％，均苯四甲酸二酯11％，順丁烯二酸酐11％，環(huán)氧丙

烷丁基醚6％，硼摻雜石墨烯納米片24％，碳化鎢15％，氧化銪6％，所述環(huán)氧樹脂?石墨烯納

米膜采用如下方法制備：將環(huán)氧樹脂融化后稱量，加入均苯四甲酸二酯、順丁烯二酸酐混合

并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧丙烷丁基醚，進一步攪拌均勻，將核輻射屏蔽增強納米材料：硼

摻雜石墨烯納米片、碳化鎢、氧化銪加入混合物中，攪拌均勻，隨后將上述原料放入成膜容

器中，在100?120℃下恒溫固化1?2小時，然后升溫至120?140℃進一步固化膜，第四層為貼

近內衣的屏蔽型防輻射復合無紡布，屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟制備：將一定

量的粘膠纖維粒料(75％)與一定比例的硼摻雜石墨烯(15％)及少量氧化銪屏蔽劑(10％)

熔融，經過噴絲板噴出后，利用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；所制得的熔融無紡布

的表面，通過噴絲或刮涂的方式在外表面均勻附著上一層氧化銪屏蔽劑，然后經過定型處

理得到屏蔽型防輻射復合無紡布。

[0044] 柔性防輻射石墨烯納米復合材料的手套9采用硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制備而成，所述硼摻雜石墨烯改性PC軟膠采用硼摻雜石墨烯納米片(25％)、PC色母粒(70％)和

鎢納米顆粒(5％)經滴塑工藝制備而成。

[0045] 頭部防輻射多層石墨烯納米復合材料11由四層組成，首層為鎢金屬核輻射屏蔽面板，一方面屏蔽γ射線、中子及各類放射性核素核輻射，另一方面利用鎢金屬面板機械強度

抵御可能的外來傷害，次層選用柔性防輻射石墨烯納米復合材料，在防輻射的同時，也緩沖

可能的外部沖擊對頭部傷害，柔性防輻射石墨烯納米復合材料為硅橡膠?石墨烯納米復合

材料，石墨烯添加量為15％，剩余比例為硅橡膠，納米復合材料具有良好柔性，透氣性及防

輻射效果好，第三層為聚醚酮?硼摻雜石墨烯納米復合膜，硼摻雜石墨烯添加量為20％，剩

余為聚醚酮，第四層為屏蔽型防輻射復合無紡布，屏蔽型防輻射復合無紡布采用如下步驟

制備：將一定量的聚丙烯粒料(75％)與一定比例的硼摻雜石墨烯(15％)及少量氧化鑭屏蔽

劑(10％)熔融，經過噴絲板噴出后，利用氣流或者機械成網，得到熔融無紡布；所制得的熔

融無紡布的表面，通過噴絲或刮涂的方式在外表面均勻附著上一層氧化鑭屏蔽劑，然后經

過定型處理得到所述的屏蔽型防輻射復合無紡布。

[0046] 面部防輻射多層石墨烯納米復合材料12采用兩層材料制備而成，首層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜通過

預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜，并通過濺射納米尺度的鎢金屬顆粒制備而成，

鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米膜質

量比為：鎢35％，硼聚乙烯35％，硼摻雜石墨烯30％，第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠制

備而成，防輻射的同時，貼近皮膚，柔和，透氣性好，硼摻雜石墨烯改性PC軟膠采用硼摻雜

石墨烯納米片(20％)、PC色母粒(75％)和輔料(5％)經滴塑工藝制備而成。

[0047] 眼部透明防輻射材料13為緊密貼合的雙層材料，首層為鉛金屬改性防輻射甲基丙烯酸甲酯有機玻璃，次層為石墨烯增強防輻射硼玻璃，其組分為：Na2SiO327％，CaSiO3

30％，Na2B4O7·10H2O8％，B2O3占7％，Al2O35％，SiO25％,硼摻雜石墨烯15％，PbO

3％，材料按比例稱重并混合后1600℃下熔料20分鐘，在模具中制得成型鏡片；經修磨、退

火、鋼化等處理即得。

[0048] 鼻部多孔防輻射石墨烯納米復合篩網14采用雙層篩網夾心面料，首層為鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網

通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過濺射納米尺度的鎢金屬顆粒制

備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯

納米篩網質量比為：鎢：35％，硼聚乙烯：40％，硼摻雜石墨烯25％，篩網孔徑在1微米?300微

米之間；第二層為硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網制備而成，防輻射的同時，貼近皮膚，柔

和，透氣性好，硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網采用硼摻雜石墨烯納米片(20％)、PC色母粒

(75％)和輔料(5％)經滴塑工藝制備而成，篩網孔徑在1微米?300微米之間，，鎢納米顆粒?

含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網和硼摻雜石墨烯改性PC軟膠篩網之間有填充層，填充

有鎢?硼摻雜石墨烯氣凝膠，所述填充層厚度為1.0cm，填充層左右兩側連接有防輻射面罩

過濾件15；下方連接有微型高純防輻射儲氧瓶17，防輻射面罩過濾件15填充有鎢?硼摻雜石

墨烯介孔石墨烯納米材料，鎢?硼摻雜石墨烯微孔石墨烯納米材料中的任意一種，防輻射面

罩過濾件15外殼由二硼化鎢?硼摻雜石墨烯納米復合材料組成，最外側中央位置設置有鎢

納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網16；鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯

納米篩網16通過預先制備含硼聚乙烯?硼摻雜石墨烯納米篩網，并通過濺射納米尺度的鎢

金屬顆粒制備而成，鎢金屬納米顆粒尺度在10nm?600nm之間，鎢納米顆粒?含硼聚乙烯?硼

摻雜石墨烯納米膜質量比為：鎢：30％，硼聚乙烯：40％，硼摻雜石墨烯30％；篩網孔徑為200

微米，微型高純防輻射儲氧瓶外殼為鎢鋼材質，內部填充有高純氧氣，并設置有氧氣流量調

節(jié)閥，便于緊急情況下開啟使用。

[0049] 盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修

改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。