CN106318056B - 一种耐辐照、易去污涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种耐辐照、易去污涂料及其制备方法，所述耐辐照、易去污涂料其由A组分和B组分混合而成，其中：按重量百分比计，A组分包括以下组分：氟碳树脂40‑60％、着色颜料4‑10％、填料15‑25％，防腐蚀颜料10‑15％，阻燃剂5‑15％，分散助剂0.5‑1.5％，稀释剂5‑10％；B组分选自改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和脂肪族聚异氰酸酯固化剂中的一种或两种。本发明制备的涂料涂层不仅耐辐照、耐候、防腐蚀，同时易于清洗以除去放射性污染物。

Description

一种耐辐照、易去污涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种耐辐照、易去污涂料及其制备方法。
背景技术
核电站及核设施排风塔的的退役一直是难题，为了保证排风塔在核电站使用年限内正常运行，其必须使用专业防护涂料，一方面需提供涂层的基本保护作用，另一方面需提供致密、易于清洗以除去放射性污染物的表面。对涂料性能要求高，技术难度大，这主要体现在以下几个方面：第一，其内部的核辐照剂量大，虽然微量辐射能使部分聚合物的链段交联，但过量的放射性辐照极易导致聚合物中化学键发生断裂而降解，这对涂料中聚合物基料体系有很强的破坏作用，涂层易出现粉化、起皱等弊病致使防护作用严重下降的现象。
核电站及核设施排风塔退役一直采用酸碱交替的方式进行清洗去污，这种方法产生的二次废物量大，造成废液处理的负担加重，增加了退役费用。因此，针对排风塔设施，有必要开发一种易去污、可简易拆除的涂层，在排风塔退役时，经过去污处理，涂层表面放射性物质残留达到国家法定标准，排风塔设备可实现与普通建筑物相同拆除。
发明内容
本发明主要提供了一种耐辐照、易去污涂料及其制备方法，制备的涂料涂层不仅耐辐照、耐候、防腐蚀，同时易于清洗以除去放射性污染物。其技术方案如下：一种耐辐照、易去污涂料，其由A组分和B组分混合而成，其中：
按重量百分比计，A组分包括以下组分：氟碳树脂40-60％、着色颜料4-10％、填料15-25％，防腐蚀颜料10-15％，阻燃剂5-15％，分散助剂0.5-1.5％，稀释剂5-10％；
B组分选自改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和脂肪族聚异氰酸酯固化剂中的一种或两种。
优选的，A组分和B组分按照质量比为5-6:1混合而成。
优选的，按重量百分比计，B组分包括以下组分：改性芳香族聚异氰酸酯固化剂30-40％，脂肪族聚异氰酸酯固化剂60-70％。
优选的，所述氟碳树脂选自HK8019FA氟碳树脂和HK8013FA氟碳树脂中的一种或两种。
优选的，所述着色颜料选自杜邦钛白粉R-902和工业碳黑中的一种两种；所述填料选自云母粉、高岭土、滑石粉和聚四氟乙烯微粉中的任意三种或四种。
优选的，所述防腐蚀颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种与改性正磷酸锌的混合。
优选的，所述阻燃剂选自硼酸锌、氧化锑、氢氧化镁和表面改性氢氧化铝中的一种或几种。
优选的，所述分散助剂选自斯洛柯7050s分散助剂和荷兰EFKA-5065分散助剂中的一种或两种。
优选的，所述改性芳香族聚异氰酸酯固化剂由甲苯二异氰酸酯(TDI)与三羟甲基丙烷(TMP)聚合而成，其合成路线如下：
所述改性芳香族聚异氰酸酯固化剂的固含量为75±2％，NCO含量为13.3±0.4％，23℃下粘度为1600±400mPa·s；所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂为拜耳化学公司N3390，所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂的固含量为90±2％，NCO含量为19.6±0.4％，23℃下粘度为500±10mPa·s。
一种耐辐照、易去污涂料的制备方法，包括以下步骤：
A组分的制备：(1)称取配方量的氟碳树脂、稀释剂至容器中，搅拌均匀形成透明溶液；
(2)加入配方量的着色颜料、填料、防腐蚀颜料、阻燃剂、分散剂并搅拌均匀；
(3)将步骤(2)得到的溶液进行研磨，待研磨浆料的细度≤35μm后，将浆料转入搅拌容器中继续搅拌，即得A组分；
B组分的制备：将改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和/或脂肪族聚异氰酸酯固化剂滤除杂质即为组分B；
混料：将A组分和B组分按比例混合即为耐辐照、易去污涂料。
采用上述耐辐照、易去污涂料及其制备方法，本发明具有以下优点：
(1)本发明利用氟碳树脂的分子结构及颜填料特性，综合耐辐照、去污性协同作用，使排风塔及核设施内壁涂料具备优异的易去污和耐辐照性能；
(2)进一步的，本发明中采用鸿科HK8019FA氟碳树脂和/或HK8013FA氟碳树脂，碳氟键能强，涂层中含有大量的F-C键，决定了其超强的稳定性，成膜物具备超长耐候性、耐化学药品性，强自清洁性及独特的不粘性和低摩擦性，有利于涂层的有效去污；
(3)B组分中采用改性芳香族聚异氰酸酯固化剂，其含有大量苯环，苯环中大π键能够分散γ辐照时所吸收的辐射能，使激发能在分子内进行转移，从而避免了化学键的断裂，因而耐辐照性能得到大幅度提高；同时涂层中主链和侧链中均采用苯环结构，并提高单位面积内苯环数量，涂层在强γ辐照下稳定；脂肪族聚异氰酸酯固化剂与氟碳树脂进行交联固化，更有利于提高涂层的耐候性能，进而保障涂层有效的表面能，使涂层具备长效的易去污性能。
具体实施方式
1.一种耐辐照、易去污涂料，其由A组分和B组分混合而成，其中：按重量百分比计，A组分包括以下组分：氟碳树脂40-60％、着色颜料4-10％、填料15-25％，防腐蚀颜料10-15％，阻燃剂5-15％，分散助剂0.5-1.5％，稀释剂5-10％。
2.制备方法：
A组分的制备：(1)称取配方量的氟碳树脂、稀释剂至容器中，搅拌均匀形成透明溶液；
(2)加入配方量的着色颜料、填料、防腐蚀颜料、阻燃剂、分散剂并搅拌15min；
(3)将步骤(2)得到的溶液进行研磨，待研磨浆料的细度≤35μm后，将浆料转入搅拌容器中继续搅拌30min，即得A组分；
B组分的制备：将改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和/或脂肪族聚异氰酸酯固化剂滤除杂质即为组分B；
混料：将A组分和B组分按比例混合即为耐辐照、易去污涂料。
具体实施例
实施例1-5
(一)制备A组分
①按下述配比准备各组分
按重量百分比计，A组分包括以下组分：氟碳树脂40-60％、着色颜料4-10％、填料15-25％、防腐蚀颜料10-15％、阻燃剂5-15％、分散助剂0.5-1.5％、稀释剂5-10％。
各实施例中具体配方见表1。
表1各实施例中A组分的配方
②具体操作：将氟碳树脂、稀释剂加入搅拌缸中，搅拌至形成均匀透明液体，再依次加入着色颜料、填料、防腐蚀颜料、阻燃剂、分散助剂继续搅拌15min后，转入砂磨进行研磨，测研磨浆料的细度≤35μm时，将研磨浆料转入搅拌缸中，搅拌30min后，取样测定搅拌缸中物料的固体含量，用混合溶剂调整固体含量至规定值，过滤后所得浆料即为A组分，过滤后所得浆料分别为实施例1-5中的A组分，分别保存备用。
(二)制备B组分
①按下述配比准备各组分
按重量百分比计，B组分包括以下组分：改性芳香族聚异氰酸酯固化剂60-70％，脂肪族聚异氰酸酯固化剂30-40％。
各实施例中具体配方见表2。
表2各实施例中B组分的配方
②具体操作
将改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和/或脂肪族聚异氰酸酯固化剂加到容器中，搅拌均匀后，滤除杂质分别制得实施例1-5中的B组分，分别保存备用。
(三)配制涂料
施工前，将上述步骤制得的A组分和B组分按A组分与B组分的质量比为5-6:1混合均匀分别制得实施例1-5的耐辐照、易去污放射性排风塔内壁涂料。
(四)检测涂料性能
①制备测试样板
热轧钢板尺寸为20cm×10cm×0.3cm，表面经过喷砂处理后，在温度5～50℃、相对湿度≤85％的条件下，用实施例1-3制得的涂料进行喷涂(干膜厚度60-80μm)，然后在(23±2)℃、50％相对湿度的环境中放置7天，保存待测试。
②测试结果见表3。
表3性能测试结果
从表3的检测结果可以看出，本发明制备的耐辐照、易去污涂料，一方面提供涂层的耐辐照、耐候、防腐蚀作用，另一方面可提供致密、易于清洗以除去放射性污染物的表面。既满足了核电站排风塔及核设施在核电站使用年限内正常运行，同时在核电设施排风塔及核设施服役结束后可提供一种易去污、可简易拆除的涂层，在排风塔及核设施退役时，经过去污处理，涂层表面放射性物质残留达到国家法定标准，排风塔等核设施设备可实现与普通建筑物相同拆除。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐辐照、易去污涂料，其由A组分和B组分混合而成，其中：
按重量百分比计，A组分包括以下组分：氟碳树脂40-60％、着色颜料4-10％、填料15-25％，防腐蚀颜料10-15％，阻燃剂5-15％，分散助剂0.5-1.5％，稀释剂5-10％；
按重量百分比计，B组分包括以下组分：改性芳香族聚异氰酸酯固化剂30-40％，脂肪族聚异氰酸酯固化剂60-70％；
所述改性芳香族聚异氰酸酯固化剂由甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷聚合而成，所述改性芳香族聚异氰酸酯固化剂的固含量为75±2％，NCO含量为13.3±0.4％，23℃下粘度为1600±400mPa·s；所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂为拜耳化学公司N3390，所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂的固含量为90±2％，NCO含量为19.6±0.4％，23℃下粘度为500±10mPa·s。
2.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述耐辐照、易去污涂料由A组分和B组分按照质量比为5-6:1混合形成。
3.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述氟碳树脂选自HK8019FA氟碳树脂和HK8013FA氟碳树脂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述着色颜料选自杜邦钛白粉R-902和工业碳黑中的一种或两种；所述填料选自云母粉、高岭土、滑石粉和聚四氟乙烯微粉中的任意三种或四种。
5.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述防腐蚀颜料为磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化锌中的一种或几种与改性正磷酸锌的混合。
6.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述阻燃剂选自硼酸锌、氧化锑、氢氧化镁和表面改性氢氧化铝中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的耐辐照、易去污涂料，其特征在于：所述分散助剂选自斯洛柯7050s分散助剂和荷兰EFKA-5065分散助剂中的一种或两种。
8.一种如权利要求2所述的耐辐照、易去污涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A组分的制备：(1)称取配方量的氟碳树脂、稀释剂至容器中，搅拌均匀形成透明溶液；
(2)加入配方量的着色颜料、填料、防腐蚀颜料、阻燃剂、分散助剂并搅拌均匀；
(3)将步骤(2)得到的溶液进行研磨，待研磨浆料的细度≤35μm后，将浆料转入搅拌容器中继续搅拌，即得A组分；
B组分的制备：将改性芳香族聚异氰酸酯固化剂和脂肪族聚异氰酸酯固化剂滤除杂质即为组分B；
混料：将A组分和B组分按比例混合即为耐辐照、易去污涂料。
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