CN103602104B - 一种用于非能动核电站的无机富锌涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于非能动核电站的无机富锌涂料，组分A由聚硅酸乙酯16.0～24.0wt%，填料18.0～26.0wt%，改性有机膨润土防沉剂4.0～8.0wt%，纤维素类增稠剂2.0～4.0wt%，异丙醇12.0～20.0wt%，丙二醇甲醚12.0～20.0wt%，乙醇12.0～20.0wt%组成；组分B为球形锌粉；组分C由聚乙烯醇缩丁醛增韧树脂4.8～7.2wt%，有机硅类偶联剂3.6～6.0wt%，丙二醇甲醚30～51wt%，异丙醇30～61wt%组成；施工前，组分A、组分B、组分C按质量比3：8：1混合均匀即可使用。涂层达到非能动核电站技术规格书要求并通过模拟DBA试验。

Description

一种用于非能动核电站的无机富锌涂料
技术领域
本发明涉及一种用于非能动核电站的无机富锌涂料。
背景技术
核电是优质高效的清洁能源，技术成熟，经济性好，持续供应能力强。第三代先进非能动核电AP1000技术是全世界核电50年发展经验和智慧的结晶。涂料是核电站一种不可或缺的非金属材料，由于非能动核电站在设计上与以往堆型核电站有很大差异，对涂料也提出很多的要求，例如增加了干膜密度、热传导率、涂层比热、涂层热辐射系数、润湿性等技术要求，对涂层的耐盐雾性能要求也大大提高（从200h提高到3500h）。目前市场上无机富锌涂料只是用于重防腐蚀领域，其耐盐雾等性能优异，但是涂料的润湿性、有害重金属含量、热传导率方面均无法满足AP1000技术规格书要求；漆膜孔隙率较大，在涂层配套面漆时，需要涂装一道封闭涂层，否则容易出现起泡的现象；喷涂厚度超过100微米时，极易出现开裂的现象；涂层润湿性比较差；另外，经过1×107Gyγ射线辐照后，无法通过核电站要求的模拟设计院基准事故试验（简称模拟DBA试验）。
发明内容
本发明的目的是:提供一种用于非能动核电站的无机富锌涂料，克服现有无机富锌涂料的缺点，防辐射优异，符合非能动核电站技术要求。
实现本发明目的的技术方案是：一种用于非能动核电站的无机富锌涂料，它是由组分A、组分B和组分C构成的三组分涂料，其特征在于，组分A由聚硅酸乙酯16.0～24.0wt%，填料18.0～26.0wt%，改性有机膨润土防沉剂4.0～8.0wt%，纤维素类增稠剂2.0～4.0wt%，异丙醇12.0～20.0wt%，丙二醇甲醚12.0～20.0wt%，乙醇12.0～20.0wt%组成，以上各组分的重量百分数之和为100％；组分B为球形锌粉；组分C由聚乙烯醇缩丁醛增韧树脂4.8～7.2wt%，有机硅类偶联剂3.6～6.0wt%，丙二醇甲醚30～51wt%，异丙醇30～61wt%组成，以上各组分的重量百分数之和为100％；
施工前，将组分A、组分B、组分C按质量比3：8：1混合均匀即可使用。
上述用于非能动核电站的无机富锌涂料中，所述组分A中的改性有机膨润土防沉剂是ROCKWOOD公司生产的Garamite1958；纤维素类增稠剂为羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种；填料为硫酸钡与白云母、高岭土、滑石粉中的一种或几种的混合物。
上述用于非能动核电站的无机富锌涂料中，所述组分B的球形锌粉粒径为3～10μm。
上述用于非能动核电站的无机富锌涂料中，所述组分C中的有机硅类偶联剂为KH550、KH570、KH792中的一种。
本发明的技术效果是：本发明技术方案的无机富锌涂料针对现有无机富锌涂料的缺点进行改进，在众多涂料原材料中选择了价格适宜的工业材料，进行合理组合、搭配，取得如下技术效果：
①本发明涂料的组分A采用了适量的硫酸钡与白云母、高岭土、滑石粉中的一种或几种的混合物作为填料，充分利用了白云母的片状结构在涂层中形成的迷宫效应，弥补了无机富锌涂料多空结构容易发生点蚀的缺陷，提高了涂层的耐盐雾性；利用硫酸钡中的钡元素对γ射线的辐照有良好的吸收作用，提高了涂层的耐辐照性能；滑石粉、高岭土对涂料的流变、贮存稳定性有所改善，而且降低了涂料成本；另外，多种填料与组分B锌粉配合使用，降低了漆膜的孔隙率，无需进行处理就可以直接涂装配套面漆，减少了施工工序及相应的成本；②本发明涂料的组分A中使用的改性有机膨润土防沉剂易分散，贮存稳定性好，提高了涂料涂装时抗流挂性，使得一次性涂装的涂层厚度提高；③本发明涂料的组分A使用的纤维素类增稠剂具有优异增稠效果，而且提高了漆膜的柔韧性；④本发明涂料的组分B使用的球形锌粉粒径为3～10μm，由于尺寸小，即使有锌粉溶出，随着冷却水进入管网，也不会堵塞滤网而引发事故；所选锌粉中铅、铬等重金属含量很低，满足环保要求；⑤本发明涂料的组分C使用的有机硅类偶联剂，对涂料完全固化具有加速作用，且改善了涂层的表面润湿性能，涂层完全干燥后，水膜连续；另外，有机硅类偶联剂提高了涂料在基材表面的附着力。本发明技术方案的涂料通过了耐盐雾、辐照试验、模拟DBA试验、热传导率等性能要求，达到了非能动核电站涂层技术规格书要求（见表3）。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。
实施例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。
实施例1～3制备用于非能动核电站的无机富锌涂料
（一）准备组分A
①配方
组分A由聚硅酸乙酯16.0～24.0wt%，填料18.0～26.0wt%，改性有机膨润土防沉剂4.0～8.0wt%，纤维素类增稠剂2.0～4.0wt%，异丙醇12.0～20.0wt%，丙二醇甲醚12.0～20.0wt%，乙醇12.0～20.0wt%组成，以上各组分的重量百分数之和为100％,具体配方见表1。
表1
注：白云母为滁州格锐公司生产的800目产品；Garamite1958为ROCKWOOD公司的产品牌号，它是铝镁改性的有机膨润土；MC-SP-1为中海油常州环保涂料有限公司的聚硅酸乙酯产品牌号；
②制备
按表1的配方量，将乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚加入到容器中，搅拌均匀，加入羟丙基甲基纤维素，搅拌至物料呈透明液体，然后加入填料，加入顺序依次是白云母、滑石粉、高岭土、硫酸钡，搅拌20min后，移入卧式砂磨机研磨至细度≤80微米后，加入聚硅酸乙酯，搅拌下加入改性有机膨润土防沉剂，搅拌30min后，过滤出料，分别制得实施例1～3的组分A，保存备用。
（二）准备组分C
①配方
组分C由聚乙烯醇缩丁醛增韧树脂4.8～7.2wt%，有机硅类偶联剂3.6～6.0wt%，丙二醇甲醚30～51wt%，异丙醇30～61wt%组成，以上各组分的重量百分数之和为100％，具体配方见表2。
表2
注：KH550南京联硅化工有限公司生产的有机硅类偶联剂产品的牌号；
②制备
按表2的配方量，将异丙醇、丙二醇甲醚加入到容器中，搅拌下逐步加入聚乙烯醇缩丁醛增韧树脂，搅拌至物料无明显颗粒物呈透明液体，再加入有机硅类偶联剂，搅拌10min后，过滤分别制得实施例1～3的组分C，保存备用。
（三）准备组分B
用作组分B的锌粉的粒径为3～10μm，其中铅含量≤20ppm、六价铬、钴、镉重金属含量均≤10ppm；
（四）制备用于非能动核电站的无机富锌涂料
在使用时，将上述准备的组分A、组分B、组分C按质量比3:8:1称取后，机械搅拌均匀（约10～30min）后，用80目滤网过滤，分别制得实施例1～3的涂料，即可使用。
检测涂料性能
①制备测试样板
将热轧钢板板（尺寸为20cm×10cm×0.3cm）表面经过喷砂处理，在温度5～50℃、相对湿度下≤85%条件下，用上述实施例1～实施例3制得的涂料喷涂（干膜厚度100～150μm），然后在温度23±2℃、相对湿度50～85%的环境中放置7天，即可测试；
采用上述相同方法，用普通无机富锌底漆制备用于对比的样板，所述普通无机富锌底漆采用市售产品。
②测试结果见表3。
表3
注：模拟DBA试验是模拟设计院基准事故试验的简称。
从表3的检测结果可以看出，本发明技术方案的无机富锌涂料克服了目前市场上的普通无机富锌涂料存在的缺点，涂层各项指标均达到了非能动核电站技术规格书要求而且所用原料价格适宜，可以工业化应用。

Claims (4)

1.一种用于非能动核电站的无机富锌涂料，它是由组分A、组分B和组分C构成的三组分涂料，其特征在于，组分A由聚硅酸乙酯16.0～24.0wt％，填料18.0～26.0wt％，改性有机膨润土防沉剂4.0～8.0wt％，纤维素类增稠剂2.0～4.0wt％，异丙醇12.0～20.0wt％，丙二醇甲醚12.0～20.0wt％，乙醇12.0～20.0wt％组成，以上各组分的重量百分数之和为100％；组分B为球形锌粉；组分C由聚乙烯醇缩丁醛增韧树脂4.8～7.2wt％，有机硅类偶联剂3.6～6.0wt％，丙二醇甲醚30～51wt％，异丙醇30～61wt％组成，以上各组分的重量百分数之和为100％；
所述组分A中的填料为硫酸钡、白云母、高岭土、滑石粉的混合物，或者为硫酸钡、白云母、滑石粉的混合物；
施工前，将组分A、组分B、组分C按质量比3：8：1混合均匀即可使用。
2.根据权利要求1所述的用于非能动核电站的无机富锌涂料，其特征在于，所述组分A中的改性有机膨润土防沉剂是ROCKWOOD公司生产的Garamite 1958；纤维素类增稠剂为羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种。
3.根据权利要求1所述的用于非能动核电站的无机富锌涂料，其特征在于，所述组分B的球形锌粉粒径为3～10μm。
4.根据权利要求1所述的用于非能动核电站的无机富锌涂料，其特征在于，所述组分C中的有机硅类偶联剂为KH550、KH570、KH792中的一种。
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