CN115678401B - 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115678401B
CN115678401B CN202211319723.9A CN202211319723A CN115678401B CN 115678401 B CN115678401 B CN 115678401B CN 202211319723 A CN202211319723 A CN 202211319723A CN 115678401 B CN115678401 B CN 115678401B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aqueous
solution
cobalt ferrite
strippable
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211319723.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115678401A (zh
Inventor
刘福春
韩恩厚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Metal Research of CAS
Institute of Corrosion Science and Technology
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Institute of Corrosion Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS, Institute of Corrosion Science and Technology filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN202211319723.9A priority Critical patent/CN115678401B/zh
Publication of CN115678401A publication Critical patent/CN115678401A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115678401B publication Critical patent/CN115678401B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Abstract

本发明公开了一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法，按重量份数计，所述水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料包括以下组分：水20‑80份，水性聚氨酯乳液750‑900份，磁性吸附剂30‑170份，所述制备方法为将所述水性聚氨酯乳液和所述磁性吸附剂加入到水中先混合搅拌，再分散，即得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，本发明的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料可有效去除放射性核素，去污能力强，将其应用在涂层时，涂层的可剥离效果好，制备方法简单，便于工业化生产和施工。

Description

一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
在核电生产过程中会有危险放射性物质释放到自然环境以及核设施退役后设备表面会残留有放射性物质，表面去污是核事故以及核设施退役后环境修复和设备清污的一项重要技术。常规的高压水物理清除方法易造成污染物扩散。可剥离涂层的方法可以有效防止大量放射性污染液和颗粒传播污染。
发明内容
本发明提供了一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，本发明还提供了所述水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法。
为实现本发明的第一个目的，采用如下技术方案：
一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，按重量份数计，所述水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料包括以下组分：
水 20-80份；
水性聚氨酯乳液 750-900份；
磁性吸附剂 30-170份。
在本发明中，重量份数的单位质量：份数即指克(g)数。
在本发明中，pH为1至6的水溶液的pH是通过向水中滴加浓度为0.01至0.5M的HCl调节的。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的一个优选方案，所述水性聚氨酯乳液的玻璃化转变的温度为-60至20℃。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的一个优选方案，所述磁性吸附剂为普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的一个优选方案，所述磁性吸附剂的粒径为30至900nm。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的一个优选方案，所述磁性吸附剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将FeCl3·6H2O、CoCl2·6H2O和无水乙酸钠加入乙二醇中混合并搅拌0.1至4h，得第一溶液；
第二步：向所述第一溶液中加入聚乙二醇混合并搅拌0.1至4h，得第二溶液；
第三步：将所述第二溶液转移至高压反应釜中，将所述高压反应釜密封并加热至200℃，使所述第二溶液在所述高压反应釜内反应1至18h；
第四步：反应完成，待所述高压反应釜冷却至室温，通过外加磁场分离收集所述高压反应釜内的铁酸钴粒子；
第五步：用无水乙醇和去离子水依次洗涤所述铁酸钴粒子并对其干燥1至5h；
第六步：将干燥后的所述铁酸钴粒子分散在pH为1至6的水溶液中，向分散有所述铁酸钴粒子的水溶液中加入0.1至110mM亚铁***混合并搅拌0.5至6h，得第三溶液；
第七步：通过外加磁场分离收集所述第三溶液中的由普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，用去离子水对所述普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子洗涤，得磁性吸附剂。
在本发明中，磁性吸附剂能够吸附放射性核素，易于实现磁性吸附剂与放射性核素的分离，可减少核废弃物的处置量。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的一个优选方案，所述干燥温度为40至95℃。
在本发明中，所述普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子中的普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe(CN)6]3。
为实现本发明的第二个目的，采用如下技术方案：
一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法，所述制备方法为将所述水性聚氨酯乳液和所述磁性吸附剂加入到水中先混合搅拌，再分散，即得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料。
作为本发明所述的一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法的一个优选方案，所述搅拌的转速为90至1200r/min，所述分散的转速为90至1200r/min、时间为0.3至3h。
本发明的有益效果：
(1)本发明制得的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料吸附放射性核素能力强；
(2)本发明制得的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料去污能力强，污染物易于分离；
(3)本发明制得的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料绿色环保，制备的原料易得，适合工业大规模生产。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，包括以下组分：
水 50g；
水性聚氨酯乳液 800g；
磁性吸附剂 110g。
其中，磁性吸附剂为普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，磁性吸附剂的粒径为30至900nm，磁性吸附剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将8g的FeCl3·6H2O、7g的CoCl2·6H2O和12g的无水乙酸钠加入200ml的乙二醇中混合并搅拌2h，得第一溶液；
第二步：向第一溶液中加入13g的聚乙二醇混合并搅拌2h，得第二溶液；
第三步：将第二溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜密封并加热至200℃，使第二溶液在不锈钢高压反应釜内反应12h；
第四步：反应完成，待不锈钢高压反应釜冷却至室温，通过外加磁场分离收集不锈钢高压反应釜内的黑色铁酸钴纳米粒子；
第五步：用无水乙醇和去离子水先后洗涤铁酸钴纳米粒子并对其在70℃的温度下干燥3h；
第六步：将干燥后的铁酸钴纳米粒子分散在pH为4的水溶液中，此时，铁酸钴纳米粒子的浓度为12g/L，向分散有铁酸钴纳米粒子的水溶液中加入一定量的35mM的亚铁***混合并搅拌2.5h，得第三溶液；
第七步：通过外加磁场分离收集第三溶液中的由普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，用去离子水对普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子洗涤，直至洗涤液为无色，得磁性吸附剂。
本实施例1的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法为：将800g的水性聚氨酯乳液和110g的磁性吸附剂加入到装有50g的水的3L容器内先在600r/min的转速下混合搅拌，再在600r/min的转速下分散35min，得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料。
实施例2
一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，包括以下组分：
水 20g；
水性聚氨酯乳液 750g；
磁性吸附剂 30g。
其中，磁性吸附剂为普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，磁性吸附剂的粒径为30至900nm，磁性吸附剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将1g的FeCl3·6H2O、0.1g的CoCl2·6H2O和1g的无水乙酸钠加入5ml的乙二醇中混合并搅拌0.1h，得第一溶液；
第二步：向第一溶液中加入0.3g的聚乙二醇混合并搅拌0.1h，得第二溶液；
第三步：将第二溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜密封并加热至200℃，使第二溶液在不锈钢高压反应釜内反应1h；
第四步：反应完成，待不锈钢高压反应釜冷却至室温，通过外加磁场分离收集不锈钢高压反应釜内的黑色铁酸钴纳米粒子；
第五步：用无水乙醇和去离子水先后洗涤铁酸钴纳米粒子并对其在40℃的温度下干燥1h；
第六步：将干燥后的铁酸钴纳米粒子分散在pH为5的水溶液中，此时，铁酸钴纳米粒子的浓度为0.1g/L，向分散有铁酸钴纳米粒子的水溶液中加入一定量的0.1mM的亚铁***混合并搅拌0.5h，得第三溶液；
第七步：通过外加磁场分离收集第三溶液中的由普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，用去离子水对普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子洗涤，直至洗涤液为无色，得磁性吸附剂。
本实施例2的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法为：将750g的水性聚氨酯乳液和30g的磁性吸附剂加入到装有20g的水的3L容器内先在90r/min的转速下混合搅拌，再在90r/min的转速下分散0.3h，得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料。
实施例3
一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，包括以下组分：
水 80g；
水性聚氨酯乳液 900g；
磁性吸附剂 170g。
其中，磁性吸附剂为普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，磁性吸附剂的粒径为30至900nm，磁性吸附剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将20g的FeCl3·6H2O、12g的CoCl2·6H2O和25g的无水乙酸钠加入500ml的乙二醇中混合并搅拌4h，得第一溶液；
第二步：向第一溶液中加入25g的聚乙二醇混合并搅拌4h，得第二溶液；
第三步：将第二溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜密封并加热至200℃，使第二溶液在不锈钢高压反应釜内反应18h；
第四步：反应完成，待不锈钢高压反应釜冷却至室温，通过外加磁场分离收集不锈钢高压反应釜内的黑色铁酸钴纳米粒子；
第五步：用无水乙醇和去离子水先后洗涤铁酸钴纳米粒子并对其在95℃的温度下干燥5h；
第六步：将干燥后的铁酸钴纳米粒子分散在pH为6的水溶液中，此时，铁酸钴纳米粒子的浓度为19g/L，向分散有铁酸钴纳米粒子的水溶液中加入一定量的110mM的亚铁***混合并搅拌6h，得第三溶液；
第七步：通过外加磁场分离收集第三溶液中的由普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，用去离子水对普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子洗涤，直至洗涤液为无色，得磁性吸附剂。
本实施例3的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的制备方法为：将900g的水性聚氨酯乳液和170g的磁性吸附剂加入到装有80g的水的3L容器内先在1200r/min的转速下混合搅拌，再在1200r/min的转速下分散3h，得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料。
对比例1
一种水性可剥离涂料，包括以下组分：
水 50g；
水性聚氨酯乳液 800g。
本对比例1的水性可剥离涂料的制备方法为：将800g的水性聚氨酯乳液加入到装有50g的水的3L容器内先在600r/min的转速下混合搅拌，再在600r/min的转速下分散35min，得水性可剥离涂料。
实施例4
表面去污性能测试评价
制备Cs+模拟污染液的浓度为1.3ppm，测试样板尺寸为100mm×50mm×2mm的304不锈钢板，向板材中心滴加1mL污染液，待污染液自然流平整个304不锈钢板表面，在室温下干燥24h。将实施例1至3的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料和对比例1的水性可剥离涂料分别刷涂于污染液污染过的表面，涂料自然干燥后，揭去可剥离涂层后，用去离子水冲洗304不锈钢板并收集清洗液，使用ICP-MS测试收集的清洗液中Cs+含量，根据可剥离涂层剥离前后不锈钢板上Cs+含量之差与可剥离涂层剥离前Cs+含量的百分比计算得到不锈钢板表面Cs+去污率，去污率的测试结果见表1：
表1可剥离涂层的表面去污测试结果表
使用涂料 去污率/％
实施例1 97
实施例2 95.3
实施例3 98.5
对比例1 42
由表1的结果可知，使用实施例1至3的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的去污率相对使用对比例1的水性可剥离涂料的去污率均有大幅度的提升，且使用实施例1至3的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料的去污率均超过了95％。
以上所述仅是本发明的实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，其特征在于，按重量份数计，所述水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料包括以下组分：
水 20-80份；
水性聚氨酯乳液 750-900份；
磁性吸附剂 30-170份；
其中，所述磁性吸附剂的粒径为30至900nm；
所述磁性吸附剂的制备方法包括以下步骤：
第一步：将FeCl3·6H2O、CoCl2·6H2O和无水乙酸钠加入乙二醇中混合并搅拌0.1至4h，得第一溶液；
第二步：向所述第一溶液中加入聚乙二醇混合并搅拌0.1至4h，得第二溶液；
第三步：将所述第二溶液转移至高压反应釜中，将所述高压反应釜密封并加热至200℃，使所述第二溶液在所述高压反应釜内反应1至18h；
第四步：反应完成，待所述高压反应釜冷却至室温，通过外加磁场分离收集所述高压反应釜内的铁酸钴粒子；
第五步：用无水乙醇和去离子水依次洗涤所述铁酸钴粒子并对其干燥1至5h；所述干燥温度为40至95℃；
第六步：将干燥后的所述铁酸钴粒子分散在pH为1至6的水溶液中，向分散有所述铁酸钴粒子的水溶液中加入0.1至110mM亚铁***混合并搅拌0.5至6h，得第三溶液；
第七步：通过外加磁场分离收集所述第三溶液中的由普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子，用去离子水对所述普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子洗涤，得磁性吸附剂。
2.根据权利要求1所述的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液的玻璃化转变的温度为-60至20℃。
3.根据权利要求1所述的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，其特征在于，所述磁性吸附剂为普鲁士蓝包覆的铁酸钴纳米粒子。
4.权利要求1至3任一项所述的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，其特征在于，所述制备方法为将所述水性聚氨酯乳液和所述磁性吸附剂加入到水中先混合搅拌，再分散，即得水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料。
5.根据权利要求4所述的水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料，其特征在于，所述搅拌的转速为90至1200r/min，所述分散的转速为90至1200r/min、时间为0.3至3h。
CN202211319723.9A 2022-10-26 2022-10-26 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法 Active CN115678401B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211319723.9A CN115678401B (zh) 2022-10-26 2022-10-26 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211319723.9A CN115678401B (zh) 2022-10-26 2022-10-26 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115678401A CN115678401A (zh) 2023-02-03
CN115678401B true CN115678401B (zh) 2023-07-21

Family

ID=85100105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211319723.9A Active CN115678401B (zh) 2022-10-26 2022-10-26 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115678401B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006087950A1 (ja) * 2005-02-17 2006-08-24 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology プルシアンブルー型金属錯体超微粒子、その分散液、及びそれらの製造方法
CN102827537A (zh) * 2012-09-15 2012-12-19 合肥华清金属表面处理有限责任公司 一种水性常温固化可剥离涂料及其制备方法
JP2013170948A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Green Bio Jp 放射性セシウムの除去方法
KR20170125597A (ko) * 2016-05-04 2017-11-15 인하대학교 산학협력단 다공성 프러시안 블루 자성나노입자를 기반으로 하는 방사성 세슘 흡착용 조성물 및 이의 제조방법
CN111974453A (zh) * 2020-05-28 2020-11-24 武汉工程大学 一种钴铁普鲁士蓝衍生物/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006087950A1 (ja) * 2005-02-17 2006-08-24 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology プルシアンブルー型金属錯体超微粒子、その分散液、及びそれらの製造方法
JP2013170948A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Green Bio Jp 放射性セシウムの除去方法
CN102827537A (zh) * 2012-09-15 2012-12-19 合肥华清金属表面处理有限责任公司 一种水性常温固化可剥离涂料及其制备方法
KR20170125597A (ko) * 2016-05-04 2017-11-15 인하대학교 산학협력단 다공성 프러시안 블루 자성나노입자를 기반으로 하는 방사성 세슘 흡착용 조성물 및 이의 제조방법
CN111974453A (zh) * 2020-05-28 2020-11-24 武汉工程大学 一种钴铁普鲁士蓝衍生物/碳纳米纤维复合材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN115678401A (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106637929B (zh) 一种疏水亲油棉纤维及其制备方法和应用
CN102432085B (zh) 一种去除水中汞离子的方法及其吸附剂的再生方法
Al-Harahsheh et al. High-stability polyamine/amide-functionalized magnetic nanoparticles for enhanced extraction of uranium from aqueous solutions
Zhang et al. A facile strategy for fabrication of nano-ZnO/yeast composites and their adsorption mechanism towards lead (II) ions
CN106041113B (zh) 一种纳米吸波材料及制备方法
CN109651866B (zh) 利用独居石生产负氧离子粉的方法及负氧离子粉的应用
US20220306492A1 (en) Efficient and Regenerable Nano Manganese Remover, and Preparation Method and Application Thereof
CN104070162B (zh) 一种片状金属粉体的表面改性制备方法
CN115678401B (zh) 一种水性可剥离纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法
CN1319849A (zh) 用于去除放射性废液中137Cs的复合吸附剂及其制备工艺
JP5755377B2 (ja) 放射性セシウム除染剤の製造方法及び放射性セシウムの除去方法
CN112678831B (zh) 一种利用氧化石墨烯废液制备二氧化硅的方法
CN109251635B (zh) 一种改性海泡石包覆钛纳米重防腐涂料及其制备方法
CN110496450A (zh) 一种石墨烯过流杀菌复合滤芯及其制备方法
CN110523392A (zh) 壳聚糖改性磁性碳核壳吸附剂及其制备方法和在吸附水体中络合态三价铬中的应用
CN109603760A (zh) 一种吸附盐酸四环素的磁性纳米材料NiFe2O4@ N–C的制备方法
CN115627100B (zh) 一种水性可剥离纳米复合聚乙烯醇涂料及其制备方法
CN106268642A (zh) 绒球状氧化锌/石墨烯复合吸附剂及其制备方法与应用
Zeng et al. Efficient removal of Cd2+ from aqueous solution with a novel composite of silicon supported nano iron/aluminum/magnesium (hydr) oxides prepared from biotite
CN106179181B (zh) 磁核包覆型亚铁氰化钛钾吸附剂的制备方法及产品与应用
Huang et al. In situ electrosynthesis of magnetic Prussian blue/ferrite composites for removal of cesium in aqueous radioactive waste
CN110240249B (zh) 一种基于弱磁场下去除水体中重金属Cr6+的方法
CN102527351B (zh) 巴豆酸和丙烯酸共聚物修饰的含有硅结构四氧化三铁纳米颗粒及其制备与应用
TWI401215B (zh) Separation and recovery of metal ions
CN108393065A (zh) 一种粉煤灰漂珠复合重金属吸附材料及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant