CN115926515A

CN115926515A - 一种可剥离膜去污剂及其应用方法

Info

Publication number: CN115926515A
Application number: CN202211553702.3A
Authority: CN
Inventors: 魏鑫; 徐乐昌; 仇月双
Original assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Current assignee: Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy of CNNC
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2023-04-07

Abstract

本发明属于放射性元素处理技术领域，提供了一种可剥离膜去污剂及其应用方法。该产品包含下列质量份数的组分：溶剂90～110份，成膜剂11～15份，增稠剂1～3份，去污剂0.1～0.5份和消泡剂1～10份。本发明提供的可剥离膜去污剂组分简单，黏度适中，去污率可达99％，在室温下成膜时间低于18h，可大面积使用，适于工业化推广应用。此外，将本发明制备的可剥离膜去污剂涂抹在钢板上，成膜后揭下膜并且进行回收燃烧试验，产生的渣量仅占原始可剥离膜质量的13.8％，固体废物减量化达到86.2％，在很大程度上减少了废物产生量，避免了环境的二次污染。

Description

一种可剥离膜去污剂及其应用方法

技术领域

本发明涉及放射性元素处理技术领域，尤其涉及一种可剥离膜去污剂及其应用方法。

背景技术

近年来我国陆续对铀矿冶设施进行退役治理，退役治理工作包括对放射性污染设备进行拆除、去污，使其达到清洁解控和无限制重复利用的效果。此外，在核电厂和乏燃料后处理厂也存在需要场地表面去污的设备、工具等。去除设备表面放射性污染的传统方法有洗尘法、机械擦拭法、高压喷射法和浸泡法等，但这些方法存在一些弊端：(1)难以运用于表面较复杂的设备；(2)用水冲洗会导致设备锈蚀，缩短它们的使用寿命，甚至引起设备故障和事故，特别是贵重仪器设备更不宜用水冲洗；(3)产生过多的二次污染，处理成本高。因此，研究一种操作简便、效果明显、无腐蚀作用、二次污染少的设备表面放射性去污方法意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种可剥离膜去污剂及其应用方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种可剥离膜去污剂，包含下列质量份数的组分：

成膜剂11～15份，增稠剂1～3份，去污剂0.1～0.5份，消泡剂1～10份，溶剂90～110份。

作为优选，所述溶剂为乙醇溶液或水，所述乙醇溶液的质量分数为50～70％。

作为优选，所述成膜剂为聚乙烯醇或聚氨酯。

作为优选，所述增稠剂为果胶、琼脂、羧甲基纤维素和甲基纤维素中的一种或几种。

作为优选，所述去污剂为高锰酸钾、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、酒石酸、羟基乙叉二膦酸和硝酸中的一种或几种。

作为优选，所述消泡剂为山梨酸钾、磷酸三丁酯、丙酮、异丙醇、异辛醇和ZJ-800消泡剂中的一种或几种。

本发明还提供了所述可剥离膜去污剂的应用方法，包含下列步骤：

(1)将溶剂、成膜剂、增稠剂、去污剂和消泡剂混合，静置后得到可剥离膜去污剂；

(2)将可剥离膜去污剂涂敷在污染器械表面，干燥后剥离膜体完成去污。

作为优选，步骤(1)所述静置的温度为20～30℃，所述静置的时间为22～26h。

作为优选，步骤(2)所述干燥的温度为20～30℃，所述干燥的时间为14～17h。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供了一种可剥离膜去污剂，包含下列质量份数的组分：溶剂90～110份，成膜剂11～20份，增稠剂1～3份，去污剂0.1～0.5份，消泡剂1～10份。本发明提供的可剥离膜去污剂组分简单，黏度适中，去污率可达99％。

(2)本发明还提供了一种可剥离膜去污剂的应用方法，包含以下步骤：将溶剂、成膜剂、增稠剂、去污剂和消泡剂混合，得到可剥离膜去污剂；将可剥离膜去污剂涂敷在污染器械表面，干燥后剥离膜体完成去污。本发明提供的应用方法操作简单，室温下成膜时间低于18h，可大面积使用，适于工业化推广应用。

(3)将本发明制备的可剥离膜去污剂涂抹在钢板上，成膜后揭下膜并且进行回收燃烧试验，产生的渣量仅占原始质量的13.8％，固体废物减量化达到86.2％，在很大程度上减少了废物产生量，避免了环境的二次污染。

具体实施方式

在本发明中，所述成膜剂的质量份数为11～15份，优选为12～14份，更优选为12.5～13.5份。

在本发明中，所述增稠剂的质量份数为1～3份，优选为1.5～2.5份，更优选为1.7～2.3份。

在本发明中，所述去污剂的质量份数为0.1～0.5份，优选为0.2～0.4份，更优选为0.25～0.35份。

在本发明中，所述消泡剂的质量份数为1～10份，优选为3～8份，更优选为5～7份。

在本发明中，所述溶剂的质量份数为90～110份，优选为95～105份，更优选为98～102份。

在本发明中，所述溶剂优选为乙醇溶液或水，所述乙醇溶液的质量分数优选为50～70％，进一步优选为55～65％，更优选为58～62％。

在本发明中，所述成膜剂优选为聚乙烯醇或聚氨酯。

在本发明中，所述增稠剂优选为果胶、琼脂、羧甲基纤维素和甲基纤维素中的一种或几种。

在本发明中，所述去污剂优选为高锰酸钾、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、酒石酸、羟基乙叉二膦酸和硝酸中的一种或几种。

在本发明中，所述消泡剂优选为山梨酸钾、磷酸三丁酯、丙酮、异丙醇、异辛醇和ZJ-800消泡剂中的一种或几种。

在本发明中，步骤(1)所述混合包含下列步骤：将溶剂和成膜剂混合，进行第一搅拌至成膜剂溶解；然后加入增稠剂和去污剂，进行第二搅拌至增稠剂和去污剂全部溶解，最后加入消泡剂，进行第三搅拌，得到混合后的溶液，然后再进行静置得到可剥离膜去污剂。

在本发明中，所述第一搅拌的转速优选为200～400rpm，进一步优选为250～350rpm，更优选为290～310rpm；所述第一搅拌的时间优选为15～24h，进一步优选为17～22h，更优选为18～21h；所述第一搅拌的温度优选为20～50℃，进一步优选为33～37℃，更优选为34～36℃。

在本发明中，所述第二搅拌的转速优选为100～200rpm，进一步优选为130～170rpm，更优选为140～160rpm；所述第二搅拌的时间优选为6～12h，进一步优选为8～10h，更优选为8.5～9.5h；所述第二搅拌的温度优选为15～35℃，进一步优选为23～27℃，更优选为24～26℃。

在本发明中，所述第三搅拌的转速优选为200～300rpm，进一步优选为240～260rpm，更优选为245～255rpm；所述第三搅拌的时间优选为3～9h，进一步优选为5～7h，更优选为5.5～6.5h；所述第三搅拌的温度优选为15～35℃，进一步优选为23～27℃，更优选为24～26℃。

在本发明中，步骤(1)所述静置的温度优选为20～30℃，进一步优选为22～28℃，更优选为24～26℃；所述静置的时间优选为22～26h，进一步优选为23～25h，更优选为23.5～24.5h。

在本发明中，步骤(2)所述干燥的温度优选为20～30℃，进一步优选为22～28℃，更优选为24～26℃；所述干燥的时间优选为14～17h，进一步优选为15～16h，更优选为15.2～15.8h。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

在烧瓶中加入300mL水和30g聚乙烯醇，在35℃下以300rpm的转速搅拌20h，然后加入3.6g果胶和0.4g柠檬酸，在25℃下以150rpm转速搅拌9h，最后加入6gZJ-800消泡剂，在25℃下以250rpm转速搅拌6h，搅拌结束后将混合溶液倒入三角瓶中，在25℃下静置24h得到可剥离膜去污剂；将可剥离膜去污剂涂抹在污染器械表面，在25℃下干燥17h后得到可剥离膜。

在温度为21℃的环境下，测量本实施例制备得到的可剥离膜去污剂的黏度，得到可剥离膜去污剂的黏度为4270mPa·s；将可剥离膜剥离后，测定去污后钢片的表面污染水平，并按去污公式计算去污率，

其中，DE为去污率，％；A1为没有扣除本底的污染样品表面污染，Bq/cm²；A2为未扣除本底的去污样品表面污染，Bq/cm²；A0为样品污染前本底，Bq/cm²。最终得出去污率为95.06％，所合成的可剥离膜材料可用jeer(SPARAY GUN)自动喷涂设备喷涂。

设置本实施例的对比例，控制其它条件不变，将聚乙烯醇占水的质量体积比替换为5％、8％、13％、15％、16％和20％，得到不同比例聚乙烯醇的可剥离膜去污剂。

观察聚乙烯醇占水质量体积比分别为5％、8％、13％、15％、16％和20％的可剥离膜去污剂中聚乙烯醇的溶解情况，并对它们的黏度分别进行测试，可以得出在聚乙烯醇比例为20％的可剥离膜去污剂中，聚乙烯醇不易溶解；其它比例聚乙烯醇的可剥离膜去污剂中，聚乙烯醇均易溶解。聚乙烯醇比例为20％的可剥离膜去污剂黏度较大，为13400mPa·s；聚乙烯醇占水质量体积比为5％、8％、13％、15％和16％的可剥离膜去污剂黏度适中，分别为4350mPa·s、4330mPa·s、4290mPa·s、4260mPa·s、4240mPa·s。

将聚乙烯醇占水质量体积比为5％、8％、13％、15％、16％和20％的可剥离膜去污剂分别涂抹在污染器械表面，在25℃下干燥17h后，观察不同比例可剥离膜去污剂的成膜情况，得到聚乙烯醇比例为5％的可剥离膜去污剂不成膜，聚乙烯醇比例为8％的可剥离膜去污剂成膜，但不易剥离；其它比例聚乙烯醇的可剥离膜去污剂均成膜且易剥离。

实施例2

在烧瓶中加入280g质量分数为60％的乙醇溶液和34g聚乙烯醇，在40℃下以260rpm的转速搅拌22h，然后加入3g羧甲基纤维素和0.3g高锰酸钾，在28℃下以130rpm转速搅拌11h，最后加入7gZJ-800消泡剂和3g山梨酸钾，在26℃下以230rpm转速搅拌8h，搅拌结束后将混合溶液倒入三角瓶中，在27℃下静置23h得到可剥离膜去污剂；将可剥离膜去污剂涂抹在污染器械表面，在22℃下干燥16h后得到可剥离膜。

按照和实施例1相同的测试方法，测试本实施例所得可剥离膜去污剂的黏度和可剥离膜的去污率，得到本实施例所得可剥离膜去污剂的黏度为3680mPa·s，可剥离膜去污率为97.19％，所合成的可剥离膜材料可用jeer(SPARAY GUN)自动喷涂设备喷涂。

设置本实施例的对比例，控制其它条件不变，将聚乙烯醇替换为聚醋酸乙烯酯，控制聚醋酸乙烯酯占乙醇溶液的质量体积比分别为5％、10％、15％、20％和30％，得到不同比例聚醋酸乙烯酯的可剥离膜去污剂。

观察聚醋酸乙烯酯占乙醇溶液质量体积比分别为5％、10％、15％、20％和30％的可剥离膜去污剂中聚醋酸乙烯酯的溶解情况，并对它们的黏度分别进行测试，可以得出在聚醋酸乙烯酯比例为20％和30％的可剥离膜去污剂中，聚醋酸乙烯酯不易溶解；其它比例聚醋酸乙烯酯的可剥离膜去污剂中，聚醋酸乙烯酯均易溶解。聚醋酸乙烯酯比例为20％和30％的可剥离膜去污剂黏度较大，分别为12100mPa·s和12800mPa·s；聚乙烯醇占水质量体积比为5％、10％和15％的可剥离膜去污剂黏度适中，分别为3720mPa·s、3740mPa·s、3690mPa·s。

将聚醋酸乙烯酯占水质量体积比为5％、10％、15％、20％和30％的可剥离膜去污剂分别涂抹在污染器械表面，在22℃下干燥16h后，观察不同比例可剥离膜去污剂的成膜情况，得到聚醋酸乙烯酯比例为5％的可剥离膜去污剂不成膜，其它比例聚醋酸乙烯酯的可剥离膜去污剂均成膜，但不易剥离。

实施例3

在烧瓶中加入290g质量分数为55％的乙醇溶液和32g聚氨酯，在30℃下以350rpm的转速搅拌18h，然后加入4g琼脂和0.5g酒石酸，在23℃下以170rpm转速搅拌8h，最后加入8gZJ-800消泡剂和4g磷酸三丁酯，在26℃下以270rpm转速搅拌5.5h，搅拌结束后将混合溶液倒入三角瓶中，在23℃下静置25h得到可剥离膜去污剂；将可剥离膜去污剂涂抹在污染器械表面，在27℃下干燥14.5h后得到可剥离膜。

按照和实施例1相同的测试方法，测试本实施例所得可剥离膜去污剂的黏度和可剥离膜的去污率，得到本实施例所得可剥离膜去污剂的黏度为3890mPa·s，可剥离膜去污率为99％，所合成的可剥离膜材料可用jeer(SPARAY GUN)自动喷涂设备喷涂。

将本实施例所得的可剥离膜揭下后进行回收燃烧试验，称量揭下的膜质量为5.95g，将膜收集燃烧，燃烧后渣重为0.82g，产生的渣量仅占可剥离膜原始质量的13.8％，固体废物减量化达到86.2％，在很大程度上减少了废物的产生量，避免了环境的二次污染。

由以上实施例可知，本发明提供了一种可剥离膜去污剂，组分简单，黏度适中，去污率可达99％，在室温下成膜时间低于18h，可大面积使用，适于工业化推广应用；将本发明制备的可剥离膜去污剂涂抹在钢板上，成膜后揭下膜并且进行回收燃烧试验，产生的渣量仅占原始可剥离膜质量的13.8％，固体废物减量化达到86.2％，在很大程度上减少了废物产生量，避免了环境的二次污染。

本发明运用可剥膜去污技术对设备表面进行放射性去污，把具有多种官能团的高分子化合物(成膜剂)与各种添加剂(如增稠剂、去污剂、消泡剂剂)混合，制成可剥离膜去污剂，在成膜过程中，可剥离膜去污剂以物理和化学联合作用，对附着在设备表面的放射性污染发挥了作用，在可剥离膜去污剂成膜时把放射性污染物富集到膜上，随着膜的剥离即完成去污过程，达到去除放射性污染的目的。作为去污基底材料的聚乙烯醇和聚氨酯具有良好的成膜性和吸附性，容易与溶剂形成去污溶胶，并且容易在被污染物上形成薄膜并剥离，溶剂挥发后材料成膜，使用外力手段剥离膜，完成去污。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可剥离膜去污剂，其特征在于，包含下列质量份数的组分：

2.如权利要求1所述的可剥离膜去污剂，其特征在于，所述溶剂为乙醇溶液或水，所述乙醇溶液的质量分数为50～70％。

3.如权利要求1或2所述的可剥离膜去污剂，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇或聚氨酯。

4.如权利要求3所述的可剥离膜去污剂，其特征在于，所述增稠剂为果胶、琼脂、羧甲基纤维素和甲基纤维素中的一种或几种。

5.如权利要求4所述的可剥离膜去污剂，其特征在于，所述去污剂为高锰酸钾、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、酒石酸、羟基乙叉二膦酸和硝酸中的一种或几种。

6.如权利要求4或5所述的可剥离膜去污剂，其特征在于，所述消泡剂为山梨酸钾、磷酸三丁酯、丙酮、异丙醇、异辛醇和ZJ-800消泡剂中的一种或几种。

7.权利要求1～6任意一项所述可剥离膜去污剂的应用方法，其特征在于，包含下列步骤：

8.如权利要求7所述的应用方法，其特征在于，步骤(1)所述静置的温度为20～30℃，所述静置的时间为22～26h。

9.如权利要求8所述的应用方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥的温度为20～30℃，所述干燥的时间为14～17h。