CN101255307A - 核电站专用水性环氧涂料及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电站专用水性环氧涂料及其配制方法，涂料由主剂和固化剂两部分组成，主剂中包含有水性胺加成物、去离子水、成膜助剂、颜填料及助剂，固化剂中包含有水性环氧乳液、去离子水及助剂。由于以水作为主要分散介质，具有低VOC释放量，低气味，对人体危害小，不燃，贮存、运输和使用过程中均体现了其独有安全性，并且还具有可在潮湿混凝土底材上施工等优点，有效解决了长期困扰核电站密闭、潮湿的地下建筑上采用溶剂型涂料施工时释放出的有害溶剂长时间无法挥发出去的问题，消除了由于大量有害溶剂聚集构成的安全隐患，并且对施工人员身心健康的危害也降至最低，是一种特别适宜于地下、密闭潮湿环境中使用的理想防护装饰涂料。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种核电站专用水性环氧涂料及其配制方法。
背景技术
目前，在我国核电站核岛区域混凝土表面所用的防护涂料主要是环氧类涂料，由于该类涂料具有良好的耐腐蚀性、化学稳定性、耐辐射性和可靠附着力而获得广泛应用。环氧类涂料主要有两种，一种为溶剂型环氧涂料，另一种为水性环氧涂料。溶剂型环氧涂料是以有机溶剂作为主要分散介质，目前在我国生产制造工艺成熟、价格较低，各项性能指标也相对较好，使用较多，但由于其中所含大量有机溶剂在施工过程中和施工后相当长一段时间内会向空气中释放，污染空气，影响施工人员身体健康，特别是对于大多为地下多层建筑、环境密闭潮湿、溶剂很难散发出去的核电站的核岛建设中使用，往往会导致较多隐患，因而在实际使用中越来越意识到其严重的美中不足之处；水性环氧涂料是近几年问世的一种新型环保涂料，其特点是以水作为主要分散介质，具有低VOC释放量，低气味，对人体危害小，不燃，贮存、运输和使用过程中均体现了其独有安全性，并且还具有可在潮湿混凝土底材上施工等优点，比较适合用于核电站核岛区域混凝土表面的保护装饰，但由于用于核电站核岛区域的涂料产品技术要求高，除了必须具备常规涂料的基本性能及环保要求外，还需要通过核工业部要求的模拟DBA试验、耐辐照试验和去污试验，这些试验不但费用昂贵，而且也说明了对于用在核电站核岛区域的涂料性能要求相当苛刻，例如模拟DBA试验是漆膜在模拟设计基准事故条件下的评价试验，这个实验要求涂有漆膜的试样在密闭环境中在80-120S内温度由40℃快速升高到160℃左右、压力0.45MPa以上这样的高温高压条件，然后沿着一定的温度压力曲线耐受96小时，漆膜不起泡、不脱落，通过的难度相当大，令国内不少公司因而望而却步，此外，由于以水作为主要分散介质，因而还存在助剂选择和合理配用等一系列问题，这些均严重影响了适于核电站核岛区域用水性环氧涂料的研发。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保、各项性能指标均能达到核工业部全部技术要求、适宜于核电站核岛区域混凝土表面保护装饰用的核电站专用水性环氧涂料及其配制方法。
本发明的核电站专用水性环氧涂料为双组分涂料，由主剂和固化剂两部分组成，主剂中包含有水性胺加成物、去离子水、成膜助剂、颜填料和助剂，固化剂中包含有水性环氧乳液、去离子水及助剂。主剂和固化剂的配比为2∶1，主剂和固化剂基本组分的配方比例如下：
| 原料名称 | 加量(％) |
| 主剂 | |
| 水性胺加成物 | 24-36 |
| 去离子水 | 20-30 |
| 成膜助剂 | 2-5 |
| 颜填料 | 25-35 |
| 助剂 | 1-3 |
| 固化剂 | |
| 水性环氧乳液 | 80-90 |
| 去离子水 | 10-20 |
| 助剂 | 0.1-0.5 |
其中：核电站专用水性环氧涂料能够使其涂膜具有耐辐射、耐高温高压、易去污等特点，主要是由涂料的成膜物质，即环氧乳液和水性胺加成物决定的，环氧乳液可优先选用低分子量液体环氧树脂品种，水性胺加成物可选用有利于增进和环氧乳液的相容匹配性、提高整体固化效果的胺加成物，以提高高温、高压、高湿环境下涂膜对各种破坏因素的抵抗性；成膜助剂具有增溶作用，能使环氧树脂和固化剂进一步反应，提高交联密度，使性能得到提高，可优先使用具有较强的降低表面张力作用及较好的颜料润湿性的二丙二醇丁醚；颜填料宜选用含有较高的原子量元素、低吸油量品种的物质，如含钡的颜填料为优选；助剂，水性环氧涂料主要是以水作为分散介质，由于水的表面张力较高，因此，对颜填料的润湿、对基材的润湿能力较差，需加入润湿分散剂和基材润湿剂等低表面张力活性物质，而低表面张力活性物质的加入势必会引起泡沫的产生，因此，还需要加入消泡剂，另外，还需加入触变增稠剂以改善储存稳定性及施工性、罐内防腐剂以避免在储存和运输过程中涂料腐败变质。
此外，水性环氧涂料在选择助剂时，还需要考虑它们与水性环氧体系的相容性，对于阳离子叔胺盐类的水性环氧固化剂，应选择非离子型助剂，避免使用阴离子型助剂；尽量选用含硅的助剂品种，以增加涂膜的耐沾污性及去污能力。
本发明提出的核电站专用水性环氧涂料的配制方法如下：
主剂：按配方量加入部分水性胺、去离子水、罐内防腐剂、成膜助剂及润湿分散剂、部分消泡剂，中速搅拌15min，然后加入颜填料，分散均匀后用砂磨研至细度小于40μm，过滤除去研磨砂，加入剩余的水性胺及各种助剂，调整粘度后，过滤包装即为主剂。
固化剂：按配方量将水性环氧乳液、去离子水及助剂混合分散均匀，过滤包装即为固化剂。
使用时，本发明的核电站专用水性环氧涂料可以根据施工实际情况，加水稀释以调节施工粘度，具体的稀释比率为5-15％，两组分混合后放置15分钟施工效果最佳。施工方式可以采用喷涂、滚涂和刷涂。施工方式不同，稀释比率会有差异。
本发明提出的核电站专用水性环氧涂料的各项性能，经有关职能部门检测，均达到或超过核工业部的性能要求：
| 试验项目 | 指标要求 | 测试数值 | 执行标准 |
| 附着力试验 | ＞1.5MPa | 2.6MPa | GB/T5210 |
| 人工老化试验 | 100h，＞1.5MPa | 2.0MPa | GB/T1865 |
| 耐温试验(120℃，200h) | ＞1.5MPa | 2.1MPa | GB/T1735 |
| 耐液体性试验——去污剂 | 10d，＞1.5MPa | 2.0MPa | EJ/T1087 |
| 去污试验90Y+90Sr+137Cs | P(去污率)≥85％S(沾污率)≤20％ | P＝98.4％S＝3.02％ | EJ/T1112 |
| 耐辐照试验 | ＞0.2MPa | ＞0.2MPa | EJ/T1111 |
| 模拟DBA试验及修补试验——湿热老化+DBA——辐照试验+DBA | ＞0.2MPa＞0.2MPa | ＞0.2MPa＞0.2MPa | EJ/T1086 |
| 耐磨试验(750g，300r) | ≤0.040g | 0.031g | GB/T1768 |
| 耐火试验——火焰传播比值 | B1≤50 | 23/22/20 | GB/T15442.3 |
| 卤素、硫含量 | ≤1000ppm | 128ppm | —— |
基于上述构思的本发明的核电站专用水性环氧涂料，由于以水作为主要分散介质，具有低VOC释放量，低气味，对人体危害小，不燃，贮存、运输和使用过程中均体现了其独有安全性，并且还具有可在潮湿混凝土底材上施工等优点，有效解决了长期困扰核电站密闭、潮湿的地下建筑上采用溶剂型涂料施工时释放出的有害溶剂长时间无法挥发出去的问题，不但可以消除由于大量有害溶剂聚集构成的安全隐患，并且对施工人员身心健康的危害也降至最低。由上可见，本发明的核电站专用水性环氧涂料的研制成功，是一项特殊涂料研究方面的一大技术突破，虽然本发明的核电站专用水性环氧涂料的整个配方体系要较溶剂型涂料复杂得多，但从除具有溶剂型涂料的基本保护装饰功能外，还具有能在核电站核岛密闭、潮湿的地下多层特殊建筑环境区域内使用的独到优点，其技术上的先进性和极佳的实用性是无可非议的，是一种特别适宜于地下、密闭潮湿环境中使用的理想保护装饰涂料。
本发明提出的水性环氧涂料的应用领域不只局限于核电站，还可以拓展到其它方面，如厂房、医院、学校、超市等混凝土墙面和地面的装饰和保护。
Claims (7)
1.一种核电站专用水性环氧涂料，其特征在于由主剂和固化剂两部分组成，主剂中包含有水性胺加成物、去离子水、成膜助剂、颜填料和助剂，固化剂中包含有水性环氧乳液、去离子水及助剂，主剂和固化剂的配比为2∶1，主剂和固化剂基本组分的配方比例如下：
。
2.根据权利要求1所述的核电站专用水性环氧涂料，其特征在于所述的水性环氧乳液由具有耐辐射、耐高温高压、易去污特点的低分子量液体环氧树脂充任。
3.根据权利要求1所述的核电站专用水性环氧涂料，其特征在于所述的水性胺加成物由具有能提高涂膜高温、高压、高湿环境下对各种破坏因素的抵抗特性和有利于增进和环氧乳液的相容匹配性及提高整体固化效果的胺加成物充任。
4.根据权利要求1所述的核电站专用水性环氧涂料，其特征在于所述的成膜助剂优先选用具有增溶作用，能使环氧树脂和固化剂进一步反应，提高交联密度，使性能得到提高，且具有较强的降低表面张力作用及较好的颜料润湿性的二丙二醇丁醚。
5.根据权利要求1所述的核电站专用水性环氧涂料，其特征在于所述的颜填料优先选用含有较高的原子量元素、低吸油量品种的材料。
6.根据权利要求1所述的核电站专用水性环氧涂料，其特征在于所述的助剂中包含有具有低表面张力活性物质的润湿分散剂和基材润湿剂、具有去除泡沫功能的消泡剂、有利于改善储存稳定性及施工性的触变增稠剂、具有避免在储存和运输的过程中涂料腐败变质功能的罐内防腐剂。
7.一种核电站专用水性环氧涂料的配制方法，其特征在于配制方法如下：
a.主剂：按配方量加入部分水性胺、去离子水、罐内防腐剂、成膜助剂及润湿分散剂、部分消泡剂，中速搅拌15min，然后加入颜填料，分散均匀后用砂磨研至细度小于40μm，过滤除去研磨砂，加入剩余的水性胺及助剂，调整粘度后，过滤包装即为主剂；
b.固化剂：按配方量将水性环氧乳液、去离子水及助剂混合分散均匀，过滤包装即为固化剂。
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