專利名稱:大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系，更具體講，涉及一種同時(shí)具有優(yōu)異的防腐蝕性、防輻射性并通過模擬DBA試驗(yàn)的大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系。
背景技術(shù)：
隨著世界石油危機(jī)引發(fā)的全球經(jīng)濟(jì)衰退，人們更加認(rèn)識(shí)到核電在保障能源供應(yīng)和平抑能源市場價(jià)格波動(dòng)方面的重要作用，核電由此進(jìn)入迅速發(fā)展階段。作為一種技術(shù)成熟、 可大規(guī)模生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)、清潔的能源，核電在中國甚至世界范圍內(nèi)的遠(yuǎn)景規(guī)劃中有著很大的發(fā)展空間。同時(shí)，隨著核電技術(shù)的進(jìn)步，核電站發(fā)電功率大幅度提高，由原來的30萬千瓦發(fā)展到如今的100萬千瓦。發(fā)電功率增大，輻射強(qiáng)度也就越大，所以核電站廠房內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)表面、鋼結(jié)構(gòu)表面都必須涂覆耐輻照、去污能力更強(qiáng)的防護(hù)涂料，以便為多微孔的混凝土表面提供一道屏障，防止放射性物質(zhì)滲入其內(nèi)成為不可去除的放射源，對(duì)運(yùn)行人員的健康造成傷害；另外，核電站一般處于海洋環(huán)境，在海洋氣候長期影響下，其核島、核輔助廠房、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，所以，防護(hù)涂料還必須有優(yōu)異的防腐蝕性能，以實(shí)現(xiàn)長效保護(hù)。此外，在核島安全殼區(qū)域內(nèi)，防護(hù)涂料除了上述這些要求外，還需要通過濕熱及輻照后的模擬 DBA試驗(yàn)(即漆膜在模擬設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故條件下的試驗(yàn))。研究表明，環(huán)氧涂料耐輻照、去污性能優(yōu)異，通常作為核電站用涂料。中國發(fā)明專利公開的涉及核電站用防輻射涂料如“核電站用耐輻射涂料及其制備方法”(CN101245215)，它是利用鈦酸鉀晶須制備了核電站用環(huán)氧防輻射涂料，該涂料通過了耐輻射性能、去污性能測試，但未進(jìn)行模擬DBA試驗(yàn)，不能在核島安全殼內(nèi)使用，而且僅為防輻射涂料，未涉及防腐蝕，故應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)上不適宜，所采用的鈦酸鉀晶須價(jià)格較一般填料貴；“核電站用環(huán)氧涂層體系” (CN101235M6)，該涂層系統(tǒng)為核電站混凝土廠房用耐輻照防護(hù)涂料，不能應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，也未進(jìn)行模擬DBA試驗(yàn)， 故不能應(yīng)用在核島安全殼內(nèi)；“防輻射型環(huán)氧樹脂地坪涂料”(CN18M218)，介紹了一種環(huán)氧防輻射地坪涂料，僅用于核電站混凝土地坪，也未通過模擬DBA試驗(yàn)；“核電站專用水性環(huán)氧涂料及其配制方法”(CN101255307)，介紹核電站用水性環(huán)氧涂料，該涂料通過了模擬 DBA試驗(yàn)，可以應(yīng)用在核島安全殼內(nèi)混凝土表面，但不能在鋼結(jié)構(gòu)上應(yīng)用；申請人曾開發(fā)了一種雙組分水性環(huán)氧涂料并獲得專利權(quán)(專利號(hào)ZL 200410065505. 2)。該涂料目前應(yīng)用在核電站核安全殼外混凝土及鋼結(jié)構(gòu)表面，其涂層的去污率為86.5%，附著力(拉開法)為 3. IMpa，火焰?zhèn)鞑ケ戎禐?8，雖然這些指標(biāo)能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，但還需要進(jìn)一步改進(jìn)并需經(jīng)受模擬DBA試驗(yàn)。總之，上述專利技術(shù)所涉及的涂料均未能同時(shí)具有優(yōu)異的防腐蝕性、防輻射性并通過模擬DBA試驗(yàn)，限制了其在大功率核電站上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同時(shí)具有優(yōu)異的防腐蝕性、防輻射性并通過模擬DBA 試驗(yàn)的大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系，其特征在于，由配套使用的雙組分環(huán)氧底漆和雙組分環(huán)氧面漆組成，其中，底漆由質(zhì)量比為4 6 1的組分Al和組分B組成，施工前將組分Al和組分B混合均勻；面漆由質(zhì)量比為3 5 1的組分A2和組分B組成，施工前組分A2和組分B混合均勻；
所述組分Al由環(huán)氧樹脂20% 50%，防腐蝕顏料10% 40%，耐輻射填料 10% 25%，助劑0. 3%和溶劑為余量組成，其中的防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、 改性磷酸鋅、硼酸鋅、鋅黃、鐵黃、鐵紅中的一種或幾種；
所述組分A2由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防輻射顏料10 % 40 %，耐輻射填料5 % 20 %，助劑0. 1 % 3 %和溶劑為余量組成，其中的防輻射顏料是二氧化鈦和納米二氧化鈦；
以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
所述組分Al和組分A2中的環(huán)氧樹脂為不同分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F 型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種；
所述組分Al和組分A2中的耐輻射填料是滑石粉、云母粉、高嶺土、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅中的一種或幾種；
所述組分B為耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑；
合成耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑所用原料及各原料在組分B總質(zhì)量中所占百分比如下液體環(huán)氧樹脂10 % 30 %，帶有伯胺基團(tuán)的多元胺30 70 %，溶劑20 % 60 %， 其中，液體環(huán)氧樹脂為E-51、E-44中的一種或兩種；帶有伯胺基團(tuán)的多元胺為二乙烯三胺、 三乙烯四胺、乙二胺、間苯二甲胺、間苯二胺、聚酰胺、酚醛胺中的一種或幾種。
上述環(huán)氧防護(hù)涂料體系中，所述組分Al和組分A2中的助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的一種或幾種。
上述環(huán)氧防護(hù)涂料體系中，所述組分Al和組分A2中的溶劑為二甲苯、甲苯、丁醇、 乙醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、100號(hào)溶劑汽油中的一種或幾種。
上述環(huán)氧防護(hù)涂料體系的具體制備方法如下
①準(zhǔn)備原料
按下述配比準(zhǔn)備組分Al和組分A2的原料
組分Al由環(huán)氧樹脂20% 50%，防腐蝕顏料10% 40%，耐輻射填料10% 25%，助劑0.1(% 3%和溶劑為余量組成；
組分A2由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防輻射顏料10 % 40 %，耐輻射填料5 % 20%，助劑0.1(% 3%和溶劑為余量組成；
按下述配比準(zhǔn)備組分B的原料
組分B所用原料及各原料在組分B總質(zhì)量中所占百分比如下液體環(huán)氧樹脂 10% 30%，帶有伯胺基團(tuán)的多元胺30 70%，溶劑20% 60% ；
以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
②制備組分Al和組分A2
在混合容器內(nèi)，加入步驟①準(zhǔn)備的配方量環(huán)氧樹脂和50 90%配方量的溶劑，中速攪拌15min，然后加入配方量耐輻射填料和防腐蝕顏料，或配方量耐輻射填料和防輻射顏料，攪拌均勻后，用砂磨研磨至細(xì)度小于50 μ m，在細(xì)度合格的物料中加入配方量助劑及剩余溶劑，攪拌均勻后過濾，分別制得組分Al和組分A2，分別包裝備用；
③制備組分B
在反應(yīng)釜內(nèi)，加入步驟①準(zhǔn)備的配方量帶有伯胺基團(tuán)的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至40 70°C，在此溫度區(qū)間滴加配方量液體環(huán)氧樹脂，3 釙滴加完畢后保溫3 他，冷卻降溫，過濾制得組分B，包裝備用；
④施工前，將步驟②制得的組分Al和步驟③制得的組分B按質(zhì)量比4 6 1混合均勻，即制得本發(fā)明涂料體系的底漆；將步驟②制得的組分A2和步驟③制得的組分B按質(zhì)量比3 5 1混合均勻，即制得本發(fā)明涂料體系的面漆。
本發(fā)明環(huán)氧防護(hù)涂料體系可采用噴涂、輥涂、刷涂等方式施工，可以在核島安全殼、核輔助混凝土廠房和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備上應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)效果是①本發(fā)明技術(shù)方案采用底漆和面漆配套使用，對(duì)環(huán)氧防護(hù)涂料體系的底漆和面漆所用原料和用量進(jìn)行了精心選擇，不僅使底漆和面漆各自的作用得到充分發(fā)揮，而且二者相互配合具有協(xié)同作用，使得最終獲得的涂層，兼?zhèn)浞栏g性和防輻射性；②在合成本發(fā)明環(huán)氧防護(hù)涂料體系的底漆和面漆的B組分(耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑)時(shí)，由于所選擇的帶有伯胺基團(tuán)的多元胺，具有高反應(yīng)活性且分子鏈段中含有耐輻射基團(tuán)，因此，該加成物固化劑(組分B)與組分Al或組分A2混合后配制的底漆或面漆， 不需要活化期，就可直接使用，而且可利用“濕附著”理論，控制成膜反應(yīng)速度，提高附著力， 從而大大降低了漆膜中的微孔隙率，漆膜固化更均勻致密，提高了耐輻照性能及去污性能； ③本發(fā)明環(huán)氧防護(hù)涂料體系底漆選擇的防腐蝕顏料具優(yōu)異的防腐蝕性能，所選擇的填料具有優(yōu)異的防輻射性能，輻照后不會(huì)產(chǎn)生新的放射源而且原料成本低，因此，本發(fā)明的底漆所形成的漆膜即具有良好的防腐蝕性而且對(duì)核輻射吸收作用增強(qiáng)；④本發(fā)明環(huán)氧防護(hù)涂料體系的面漆中，采用了二氧化鈦輔以少量納米二氧化鈦?zhàn)鳛榉垒椛漕伭?，不僅賦予面漆良好的外觀，更重要的是利用鈉米二氧化鈦所具有的納米材料的小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、 量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)以及納米材料可以與漆膜形成較強(qiáng)的氫鍵結(jié)合功能，增加了漆膜的致密性和抗離子滲透性，與面漆中耐輻射填料配合，進(jìn)一步提高了面漆漆膜的耐輻照性能、防腐性能、去污性能及耐介質(zhì)性能；⑤由于本發(fā)明的底漆和面漆配套性好，因此，所組成的涂料體系形成的最終防護(hù)涂層在大功率核電站的強(qiáng)輻射及核電站的海洋環(huán)境下，同時(shí)具有優(yōu)異的防腐蝕性、防輻射性并通過模擬DBA試驗(yàn)，達(dá)到核級(jí)涂料的要求(見表 4)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不局限于此。
各實(shí)施例所用原料均為涂料用工業(yè)品，均可從市場購得。
實(shí)施例1制備組分Al
1、配方
組分Al由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防腐蝕顏料10 % 40 %，耐輻射填料10 % 25%，助劑0. 3%和溶劑為余量組成，以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，具體配方見表1。
表 1
權(quán)利要求
1.一種大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料，其特征在于，由配套使用的雙組分環(huán)氧底漆和雙組分環(huán)氧面漆組成，其中，底漆由質(zhì)量比為4 6 1的組分Al和組分B組成，施工前將組分Al和組分B混合均勻；面漆由質(zhì)量比為3 5 1的組分A2和組分B組成，施工前組分A2和組分B混合均勻；所述組分Al由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防腐蝕顏料10 % 40 %，耐輻射填料10 % 25%，助劑0. 3%和溶劑為余量組成，其中的防腐蝕顏料是偏硼酸鋇、磷酸鋅、改性磷酸鋅、硼酸鋅、鋅黃、鐵黃、鐵紅中的一種或幾種；所述組分A2由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防輻射顏料10 % 40 %，耐輻射填料5 % 20%，助劑0. 3%和溶劑為余量組成，其中的防輻射顏料是二氧化鈦和納米二氧化鈦；以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；所述組分Al和組分A2中的環(huán)氧樹脂為不同分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種；所述組分Al和組分A2中的耐輻射填料是滑石粉、云母粉、高嶺土、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅中的一種或幾種；所述組分B為耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑；合成耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑所用原料及各原料在組分B總質(zhì)量中所占百分比如下液體環(huán)氧樹脂10^-30%,帶有伯胺基團(tuán)的多元胺30 70 %，溶劑20 % 60 %，其中，液體環(huán)氧樹脂為E-51、E-44中的一種或兩種；帶有伯胺基團(tuán)的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、間苯二甲胺、間苯二胺、聚酰胺、酚醛胺中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述環(huán)氧防護(hù)涂料，其特征在于，所述組分Al和組分A2中的助劑為分散劑、流平劑、消泡劑中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述環(huán)氧防護(hù)涂料，其特征在于，所述組分Al和組分A2中的溶劑為二甲苯、甲苯、丁醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己酮、丙酮、甲基異丁基酮、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、 丙二醇甲醚、100號(hào)溶劑汽油中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述環(huán)氧防護(hù)涂料，其特征在于，具體制備方法如下①準(zhǔn)備原料按下述配比準(zhǔn)備組分Al和組分A2的原料組分Al由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防腐蝕顏料10 % 40 %，耐輻射填料10 % 25 %， 助劑0. 1 % 3 %和溶劑為余量組成；組分A2由環(huán)氧樹脂20 % 50 %，防輻射顏料10 % 40 %，耐輻射填料5 % 20 %，助劑0. 3%和溶劑為余量組成；按下述配比準(zhǔn)備組分B的原料組分B所用原料及各原料在組分B總質(zhì)量中所占百分比如下液體環(huán)氧樹脂10% 30 %，帶有伯胺基團(tuán)的多元胺30 70 %，溶劑20 % 60 % ；以上百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；②制備組分Al和組分A2在混合容器內(nèi)，加入步驟①準(zhǔn)備的配方量環(huán)氧樹脂和50 90%配方量的溶劑，中速攪拌15min，然后加入配方量耐輻射填料和防腐蝕顏料，或配方量耐輻射填料和防輻射顏料，攪拌均勻后，用砂磨研磨至細(xì)度小于50 μ m，在細(xì)度合格的物料中加入配方量助劑及剩余溶劑，攪拌均勻后過濾，分別制得組分Al和組分A2，分別包裝備用；③制備組分B在反應(yīng)釜內(nèi)，加入步驟①準(zhǔn)備的配方量帶有伯胺基團(tuán)的多元胺及溶劑，邊攪拌邊升溫至40 70°C，在此溫度區(qū)間滴加配方量液體環(huán)氧樹脂，3 5h滴加完畢后保溫3 6h，冷卻降溫，過濾制得組分B，包裝備用；④施工前，將步驟②制得的組分Al和步驟③制得的組分B按質(zhì)量比4 6 1混合均勻，即制得本發(fā)明涂料體系的底漆；將步驟②制得的組分A2和步驟③制得的組分B按質(zhì)量比3 5 1混合均勻，即制得本發(fā)明涂料的面漆。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種大功率核電站用環(huán)氧防護(hù)涂料體系。底漆由質(zhì)量比為4～6∶1的組分A1和組分B組成，面漆由質(zhì)量比為3～5∶1的組分A2和組分B組成；組分A1由環(huán)氧樹脂20～50％，防腐蝕顏料10～40％，耐輻射填料10～25％，助劑0.1～3％，溶劑為余量組成；組分A2由環(huán)氧樹脂20～50％，防輻射顏料10～40％，耐輻射填料5～20％，助劑0.1～3％，溶劑為余量組成，以上均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。組分B為耐輻照環(huán)氧-胺加成物固化劑，合成時(shí)，用液體環(huán)氧樹脂10～30％，帶有伯胺基團(tuán)的多元胺30～70％，溶劑20～60％。
文檔編號(hào)C09D163/02GKCN101781508 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010034123
公開日2012年3月28日 申請日期2010年1月18日
發(fā)明者倪愛兵, 劉志遠(yuǎn), 張睿, 朱亞君, 王留方, 移易, 趙寶華 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油常州涂料化工研究院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan