CN101245215B - 核电站用耐辐射涂料及其制备方法 - Google Patents

核电站用耐辐射涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核电站用耐辐射涂料及其制备方法，特别是一种核电站辐射区域设备和设施的耐辐射防护涂料的制备方法。核电站用耐辐射涂料是先将二氧化钛、氧化铁红、碳酸钙、滑石粉、钛酸钾晶须配置成耐辐射填料；然后再将环氧树脂、活性稀释剂、耐辐射填料、助剂等在调漆罐中混合搅拌均匀，经过三辊机研磨制成A组分，使用时按比例加入B组分改性胺固化剂，可采用辊涂或喷涂等施工方法施涂在建筑墙面或地面上，用于核电站存在核辐射场所建筑物和设备的屏蔽保护。用此法制备的耐辐射涂料成本低、无毒、安全，耐辐射性能好、耐温性好、去污性好，当涂层厚80μm时，在8.5×105Gy辐射剂量下涂层完好，无粉化、剥落、起泡、开裂等损坏现象，去污率达到97％以上。

Description

核电站用耐辐射涂料及其制备方法
技术领域：本发明涉及一种核电站用耐辐射涂料及其制备方法，属核辐射防护材料及其制备方法技术领域。
背景技术：随着煤、石油、天然气的成本不断攀升，越来越多的国家开始把目光转向核电，核能利用技术步入了一个快速发展时期。核电站很多地方存在核辐射，辐射会加速材料老化，多孔的混凝土表面也容易吸附放射性灰尘而形成永久性放射源，从而对运行和维修人员造成放射性损伤。因此，在建筑和设备表面涂刷耐辐射涂料是核电站最常用的防护手段，一方面提供涂层的基本保护作用，另一方面提供光滑致密、易于清洗的表面。由于核辐射会使涂料粉化、开裂，破坏涂料的保护作用，涂料只有具备了耐辐射性能才能在核辐射场所使用。研究表明，胺固化的环氧树脂特别适合于用作抗γ辐射的涂料，其表面的去污能力也很佳，在实践中，环氧涂料经常被用做核电站防护涂料。但是有机基料对辐射的吸收作用很小，目前耐辐射涂料大都是通过其中的颜料来实现的，在使用耐辐射颜料时，希望它含有尽可能高的原子量，如铅和钡；不能含有经辐照后会转变为放射性元素的钴、镉、锑、锶等元素；尽可能不含卤素、硫元素、铝粉、锌粉、钡等。由于含铅颜料早就被禁止，国内外现有的核电站用耐辐射涂料通常采用在涂料中添加重晶石或石棉来提高涂层的耐辐射性能，如核电站用自流平涂料BG48409、防辐射涂料如CN200410013678.X，但重晶石会带入大量硫元素，在某些核辐射场所使用受到限制；石棉在生产和施工过程中也存在严重的环境污染，是目前颇具争议的材料之一。
发明内容
本发明是针对现有技术的不足，寻求性能安全可靠、满足核电站苛刻使用环境、生产工艺简单、不含铅等有害元素的耐辐射涂料，提供一种核电站用耐辐射涂料及其制备方法。耐辐射涂料是由A、B两组分组成，其中A组分由环氧树脂、耐辐射填料、活性稀释剂和少量助剂组成，B组分为改性胺固化剂，其特征在于：
A、耐辐射涂料A组份中各成分的重量配比范围为：
环氧树脂            45％～70％
烷基缩水甘油醚      8％～18％
耐辐射填料          20％～36％
混合助剂            1％～2％
其中，耐辐射填料由二氧化钛、氧化铁红、碳酸钙、滑石粉、钛酸钾晶须组成，各成分的粒度和重量配比范围为：
二氧化钛      金红石型       40％～70％
氧化铁红      700～1000目    3％～10％
碳酸钙        700～1000目    5％～20％
滑石粉        800～1000目    5％～15％
钛酸钾晶须    600～800目     10％～20％；
B、B组分为改性胺固化剂，A组分和B组分的配比为3～4∶1。
上述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、环氧化线性酚醛树脂的一种至两种；钛酸钾晶须采用四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须的一种至三种；改性胺固化剂为改性脂环胺和改性聚酰胺的一种至二种；混合助剂由消泡剂、分散剂和触变剂组成。
耐辐射涂料的制备方法：
耐辐射填料的配制，按粒径及重量配比取：
二氧化钛    金红石型       40％～70％
氧化铁红    700～1000目    3％～10％
碳酸钙      700～1000目    5％～20％
滑石粉      800～1000目    5％～15％
钛酸钾晶须  600～800目     10％～20％
将其在搅拌机中混合均匀配制成耐辐射填料待用；
核电站用耐辐射涂料A组分的制备方法：取45％～70％的环氧树脂、8％～18％的烷基缩水甘油醚加入调漆罐内，搅拌均匀；在搅拌下加入1％～2％的混合助剂、20％～36％的耐辐射填料，充分搅拌均匀，过三辊机研磨至细度小于35μm，包装备用。施工时按3～4∶1加入适量改性胺固化剂，搅拌均匀即可使用。
本发明适用于核电站核辐射区建筑和设备的表面防护，如核电站安全壳、核燃料厂房、污染物库房等。
本发明具有以下的有益效果、优点和特点：
1、本发明核电站用耐辐射涂料具有优良的抗辐射和吸收辐射性能，当涂层厚度为80μm时，在8.5×105Gy的累积辐照剂量下，涂层漆膜完好，有光泽，无膨胀、收缩、裂纹、起泡、剥落和粉化等现象，辐照后附着力为大于3.4MPa。
2、核电站用耐辐射涂料具有优良的去污效果，漆膜表面对137Cs、90Sr-90Y的沾污敏感率为3.8％，去污百分数为97.1％。
3、核电站用耐辐射涂料不含溶剂，安全环保。
4、核电站用耐辐射涂料不含铅、石棉等有害物质，不含锌、铝等元素，卤素、硫元素含量小于1000ppm限量，对核电站建筑和设备防护安全可靠。
5、核电站用耐辐射涂料添加了钛酸钾晶须，除了提高了涂膜的耐辐射性能外，还提高了涂膜的耐热性。
具体实施方式：
Figure B2008100263001D00041
实施例1时，首先按上述实施例1比例称取二氧化钛、氧化铁红、碳酸钙、滑石粉、六钛酸钾晶须，在搅拌机中混合成耐辐射填料待用。按上述实施例1比例称取一定量的环氧树脂和活性稀释剂于调漆罐内，搅拌均匀；按上述实施例1比例依次加入混合助剂、混合好的耐辐射填料，充分搅拌均匀，过三辊机研磨至细度小于35μm，包装备用。施工时按上述实施例1比例加入改性胺固化剂，搅拌均匀即可使用。如果用四钛酸钾晶须代替六钛酸钾晶须，将双酚A型环氧树脂和环氧化线性酚醛树脂混合使用，改性胺固化剂采用改性脂环胺和改性聚酰胺复配，则按实施例2的比例配料施工。
核电站用耐核辐射涂料的各项性能：
Figure B2008100263001D00051

Claims (5)

1.一种核电站用耐辐射涂料，由A、B两组分组成，其中A组分由环氧树脂、耐辐射填料、活性稀释剂和少量助剂组成，B组分为改性胺固化剂，其特征在于：
A、耐辐射涂料A组份中各成分的重量配比范围为：
环氧树脂          45％～70％
烷基缩水甘油醚    8％～18％
耐辐射填料        20％～36％
混合助剂          1％～2％
其中，耐辐射填料由二氧化钛、氧化铁红、碳酸钙、滑石粉、钛酸钾晶须组成，各成分的粒度和重量配比范围为：
二氧化钛    金红石型       40％～70％
氧化铁红    700～1000目    3％～10％
碳酸钙      700～1000目    5％～20％
滑石粉      800～1000目    5％～15％
钛酸钾晶须  600～800目     10％～20％
混合助剂由消泡剂、分散剂和触变剂组成；
B、B组分为改性胺固化剂，A组分和B组分的配比为3～4∶1。
2.如权利要求1所述的一种核电站用耐辐射涂料，其特征在于：环氧树脂是双酚A型环氧树脂、环氧化线性酚醛树脂的一种至两种。
3.如权利要求1所述的一种核电站用耐辐射涂料，其特征在于：钛酸钾晶须采用四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须、八钛酸钾晶须的一种至三种。
4.如权利要求1所述的一种核电站用耐辐射涂料，其特征在于：改性胺固化剂为改性脂环胺和改性聚酰胺的一种至二种。
5.一种核电站用耐辐射涂料的制备方法，其特征在于：
A、耐辐射填料的配制：按粒度和重量配比范围
二氧化钛    金红石型       40％～70％
氧化铁红    700～1000目    3％～10％
碳酸钙      700～1000目    5％～20％
滑石粉      800～1000目    5％～15％
钛酸钾晶须  600～800目     10％～20％
将其在搅拌机中混合均匀配制成耐辐射填料待用；
B、耐辐射涂料A组分的制备方法：取45％～70％的环氧树脂、8％～18％的烷基缩水甘油醚加入调漆罐内，搅拌均匀；在搅拌下加入20％～36％的耐辐射填料、1％～2％的由消泡剂、分散剂和触变剂组成的混合助剂，充分搅拌均匀，过三辊机研磨至细度小于35μm，包装备用；
C、施工时按A组分和B组分的配比为3～4∶1的比例加入B组分改性胺固化剂，搅拌均匀即可使用。
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