用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水溶性涂布劑，所述水溶性涂布劑在制備輕水反應(yīng)堆用核燃料組件時(shí)，為了防止燃料棒表面擦傷而涂布于燃料棒表面。本發(fā)明提供一種用于制備核燃料棒的容易形成和去除涂膜的且與現(xiàn)有的涂漆(硝化纖維)涂膜的強(qiáng)度及耐久性相比沒有差異的水溶性涂布劑，所述涂布劑能夠替代現(xiàn)有的涂漆(硝化纖維)，并且與現(xiàn)有的方法相比，容易進(jìn)行涂膜的去除工序，并且使操作安全性得到了改善，具有提高工作環(huán)境及操作安全性的效果。
【專利說明】
用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種水溶性涂布劑，所述水溶性涂布劑為了防止位于輕水反應(yīng)堆用核 燃料組件內(nèi)的核燃料棒表面的擦傷而涂布于核燃料棒表面，更詳細(xì)地，涉及一種容易形成 和去除涂膜的、用于制備與現(xiàn)有的涂漆（lacquer)涂膜的強(qiáng)度及耐久性沒有差異的水溶性 涂布劑用組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了制備輕水反應(yīng)堆用核燃料組件，將燃料棒裝入框架（Skeleton)中，此時(shí)，為 了防止或最小化燃料棒表面上可能產(chǎn)生的的擦傷（Scratch)，以及順利裝入，在燃料棒表面 上涂布涂漆。目前，在核燃料棒涂布工序中使用的涂漆為硝化纖維（Nitrocellulose)涂 漆，硝化纖維為在溶劑蒸發(fā)的同時(shí)形成保護(hù)涂膜的涂料，不僅干燥速度快，而且形成堅(jiān)韌結(jié) 實(shí)的被膜。然后，如此形成的涂膜重新溶解于去漆（de-lacquer)混合溶劑中。去漆工序中 使用的混合溶劑為乙酸丁酯（Butyl Acetate)。
[0003] 然而，目前用作涂漆物質(zhì)的硝化纖維（NC)是天然高分子纖維素的衍生物，呈白色 粉末狀態(tài)，由于具有能夠用作火藥主原料的爆發(fā)性燃燒的性質(zhì)，因此難以處理。而且，溶劑 蒸發(fā)時(shí)，雖然會(huì)形成結(jié)實(shí)的被膜，但形成的膜具有非常易碎（brittle)的性質(zhì)，因此需要添 加增塑劑、醇酸樹脂等才能夠形成具有適當(dāng)硬度和柔韌性的涂膜。而且，為了具有適合使用 的流動(dòng)性而將其溶解于有機(jī)溶劑而使用，從而難以避免由有機(jī)溶劑引起的環(huán)境污染。
[0004] 因此，人們認(rèn)識(shí)到開發(fā)更安全無害的涂漆替代物質(zhì)的必要性，一直在對(duì)其進(jìn)行研 究，但是在這期間沒有適合的替代物質(zhì)，因此，目前為止一直在使用有機(jī)溶劑型涂漆。
[0005] 尤其，已知在西屋（Westing House)或阿海法（AREVA)等外國(guó)公司也沒有與用于 預(yù)防核燃料棒表面擦傷的涂漆工序和裝入燃料棒后去除涂布的涂漆的去漆工序相似的工 序，并且對(duì)于在沒有涂布膜的狀態(tài)下裝入燃料棒或通過灑水來裝入等的水溶性涂布劑的技 術(shù)開發(fā)和發(fā)明業(yè)績(jī)方面仍為較缺乏的狀態(tài)。使用有機(jī)溶劑的涂布作為常見的技術(shù)，在國(guó)內(nèi) 已得到了保障，但是，轉(zhuǎn)換成最安全的水系涂布系統(tǒng)以代替有機(jī)溶劑已成為最近的趨勢(shì)。并 且，對(duì)水溶性物質(zhì)正在進(jìn)行廣泛的研究，其中，克服水具有的局限性可以說是決定成功與否 的決定性因素。
[0006] 對(duì)此，為了改善核燃料棒涂布現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作環(huán)境，以及去除工作時(shí)會(huì)引起 火災(zāi)或爆炸等的危險(xiǎn)因素，本發(fā)明人欲開發(fā)出一種使用水作為溶劑的、可代替涂漆的水溶 性涂布物質(zhì)，并選取適當(dāng)?shù)乃苄愿叻肿訕渲蜻x物質(zhì)，將其溶于水中之后與醇等水溶性 揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行混合的結(jié)果，形成了一種具有適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)速度及適當(dāng)厚度的涂布膜，從而確 認(rèn)開發(fā)出了能夠適用于水系系統(tǒng)中的水溶性高分子組合物，從而完成了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 要解決的技術(shù)問題
[0008] 本發(fā)明的目的在于，提供一種用于涂布核燃料棒表面的水溶性涂布劑用組合物， 所述組合物在核燃料棒表面容易形成或去除涂布涂膜，并且形成的涂膜的強(qiáng)度及耐久性與 現(xiàn)有的涂漆涂膜的強(qiáng)度及耐久性沒有差異。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組 合物，所述用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物包含甲基丙烯酸（methacrylic acid)和2_輕乙基甲基丙稀酸酯（2-hydroxyethyl methacrylate)高分子樹脂。
[0011] 所述用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，其特征為，進(jìn)一步包含甲基 丙稀酸甲酯（methyl methacrylate)高分子樹脂。
[0012] 所述水溶性涂布劑組合物，其特征為，進(jìn)一步包含苯乙稀（styr ene，St)或2-丙 稀酰胺 _2_ 甲基丙橫酸（2-acrylamid〇-2_methyl propa ne sulfonic acid)高分子樹脂。
[0013] 所述水溶性涂布劑組合物，其特征為，所述水溶性涂布劑組合物為包含52~62重 量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯酸酯，以及0.01~12重量％的甲 基丙烯酸甲酯的高分子樹脂。
[0014] 根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液，所述用于保護(hù) 核燃料棒表面的涂布液通過將高分子樹脂溶解于異丙醇、乙醇及水的混合溶劑中而制得， 所述高分子樹脂包含52~62重量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯 酸酯，以及0.01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯。
[0015] 所述涂布液，其特征為，包含9~12重量％的尚分子樹脂固體成分和88~91重 量％的所述異丙醇、乙醇及水的混合溶劑。
[0016] 根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種保護(hù)核燃料棒表面的涂布方法，其特征為，所述方 法包括以下步驟：（1)使用用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液在核燃料棒表面形成涂膜，所 述用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液通過將高分子樹脂溶解于異丙醇、乙醇及水的混合溶劑 中而制得，所述高分子樹脂包含52~62重量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙基 甲基丙烯酸酯，以及〇. 01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯；（2)對(duì)所述核燃料棒進(jìn)行干燥； (3)將所述干燥的核燃料棒裝入框架（Skeleton)中。
[0017] 所述步驟⑴的涂膜，其特征為，所述涂膜是通過用液體比重計(jì)（hydrometer)來 測(cè)定所述用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液的密度并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整而形成，以使其維持初始 濃度。
[0018] 所述步驟⑵的干燥，其特征為，所述干燥是熱風(fēng)干燥或自然干燥。
[0019] 有益效果
[0020] 根據(jù)如上所述的本發(fā)明，所述組合物容易形成涂膜且容易去除，并且形成的涂膜 的強(qiáng)度及耐久性與現(xiàn)有的涂漆涂膜的強(qiáng)度及耐久性沒有差異，因此能夠有效替代現(xiàn)有涂 漆。
[0021] 另外，根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，由于所述涂 布劑組合物為水溶性，因此，與現(xiàn)有的使用涂漆的方法相比，在用水（Water)清洗時(shí)容易去 除所涂布的涂膜，因此使操作安全性得到了改善，具有提高工作環(huán)境及操作安全性的效果。
【附圖說明】
[0022] 圖1為涂漆和水溶性高分子樹脂樣品的涂膜物理性質(zhì)的測(cè)定結(jié)果。
[0023] 圖2為根據(jù)燃料棒裝入位置的負(fù)載分析圖。
[0024] 圖3為根據(jù)涂布劑種類的燃料棒裝入位置及負(fù)載分析圖。
[0025] 圖4為在低負(fù)載位置中根據(jù)燃料棒裝入時(shí)間的負(fù)荷大小的圖表。
[0026] 圖5為在高負(fù)載位置中根據(jù)燃料棒裝入時(shí)間的負(fù)載大小的圖表。
[0027] 圖6為利用燃料棒裝入試驗(yàn)裝置的YS-3涂布劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0028] 圖7為燃料棒裝入負(fù)載及噪音比較圖。
[0029] 圖8為燃料棒擦傷檢查位置。
[0030] 圖9為燃料棒腐蝕試驗(yàn)方法。
[0031] 圖10為腐蝕試驗(yàn)結(jié)果的照片。
[0032] 圖11為涂布槽的涂布液密度的測(cè)定方法。
[0033] 圖12為涂布液的體積和密度的相關(guān)性。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0035] 作為一個(gè)觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物， 所述組合物包含甲基丙烯酸和2-羥乙基甲基丙烯酸酯高分子樹脂。
[0036] 所述組合物可以進(jìn)一步包含甲基丙烯酸甲酯高分子樹脂。
[0037] 所述組合物可以進(jìn)一步包含苯乙烯或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸高分子樹脂。
[0038] 所述組合物優(yōu)選為包含52~62重量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙 基甲基丙烯酸酯，以及〇. 01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯的高分子樹脂，更具體地，包含 52~56重量％的甲基丙烯酸、34~38重量％的2-羥乙基甲基丙烯酸酯，以及8~12重 量％的甲基丙烯酸甲酯的高分子樹脂顯示出最佳的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)甲基丙烯酸為 54重量％、2_羥乙基甲基丙烯酸酯為36重量％，以及甲基丙烯酸甲酯為10重量％時(shí)，能夠 獲得物理性質(zhì)最優(yōu)異的涂布涂膜。
[0039] 本發(fā)明提供一種用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液，所述涂布液通過將所述組合物 的固體成分溶解于異丙醇、乙醇及水的混合溶劑中而制得。
[0040] 所述涂布液優(yōu)選包含9~12重量％的高分子樹脂和88~91重量％的所述異丙 醇、乙醇及水的混合溶劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，包含9重量％的高分子樹脂、91重量％的所述異 丙醇、乙醇及水的混合溶劑時(shí)，能夠獲得物理性質(zhì)最優(yōu)異的涂膜。
[0041] 作為另一觀點(diǎn)，本發(fā)明涉及一種保護(hù)核燃料棒表面的涂布方法，所述方法包括以 下步驟：（1)使用涂布液在核燃料棒表面形成涂膜，所述涂布液通過將高分子樹脂溶解于 異丙醇、乙醇及水的混合溶劑中而制得，所述高分子樹脂包含52~62重量％的甲基丙烯 酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯酸酯，以及0.01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯； (2)對(duì)所述核燃料棒進(jìn)行干燥；(3)將所述干燥的核燃料棒裝入框架中。
[0042] 所述步驟（1)的涂膜可以通過用液體比重計(jì)來測(cè)定所述用于保護(hù)核燃料棒表面 的涂布液的密度并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整而形成，以使其維持初始濃度。
[0043] 所述步驟（2)的干燥可以通過熱風(fēng)干燥或自然干燥來實(shí)施。
[0044] 下面，通過實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。這些實(shí)施例僅是為了例示本發(fā)明而提 出，本發(fā)明的范圍并不限定于這些實(shí)施例，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。
[0045] 實(shí)施例1.水溶性涂布劑組合物的制備
[0046] 下面，對(duì)用于涂布核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物的制備方法進(jìn)行說明。
[0047] 作為高分子樹脂的甲基丙烯酸（MAA)的重量比為5. 4%、2_羥乙基甲基丙烯酸酯 (2-HEMA)的重量比為2. 7%，以及甲基丙烯酸甲酯（MMA)的重量比為0.9%，將它們相加后 獲得的高分子樹脂整體的重量比為9.0%，并且將高分子樹脂溶解于異丙醇（IPA)重量比 為28. 0%、乙醇（EtOH)重量比為50. 0%，以及水的重量比為13. 1%的溶劑中，從而制備涂 布劑組合物。將該涂布劑組合物稱為YS-3涂布劑組合物。制備與YS-3涂布劑組合物相似 的涂布劑組合物，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，各涂布劑組合物的高分子樹脂和溶劑組成如下述表1中所 不。
[0048][表1]水溶性涂布劑組合物的高分子樹脂和溶劑組成
[0050] 從所述表1中可知，基本上對(duì)作為MMA/2-HEMA樹脂的A樹脂賦予了新的代號(hào) YS-1，并且利用了在該組合中混合苯乙烯樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂及2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸（AMPS)等而新合成的4種樹脂。
[0051] 實(shí)施例2.水溶性涂布劑組合物的涂膜的物理性質(zhì)評(píng)價(jià)
[0052] 利用水溶性涂布劑在與燃料棒相同材質(zhì)的平板試片上形成涂膜，并進(jìn)行干燥之 后，使用鉛筆硬度測(cè)試儀測(cè)定鉛筆硬度。使用光反射型涂膜厚度測(cè)定儀來測(cè)定涂布涂膜的 厚度。利用涂膜厚度測(cè)定儀測(cè)定涂膜的厚度，將欲測(cè)定的涂膜放到光源下，通過測(cè)定照射近 紅外線而反射的光的量來測(cè)定以ym為單位的厚度。
[0053] 按照以下方式來實(shí)施粘合強(qiáng)度評(píng)價(jià)試驗(yàn)法。將涂布劑按種類涂布于10 X 10cm大 小的平板之后，用刀截?cái)嗤磕?，并用膠帶摘除，通過比較所脫離的涂膜個(gè)數(shù)來進(jìn)行比較評(píng) 價(jià)。
[0054] 用上述方法測(cè)定涂膜的物理性質(zhì)，并將其結(jié)果顯示于圖1的照片中。
[0055] 從圖1的結(jié)果中可知，首先，對(duì)于清洗容易性，YS-1至4的涂布涂膜全都被水 (Water)洗凈，并且鉛筆硬度測(cè)定結(jié)果為，硬度以YS-3>YS-l>YS-2 = YS-4的順序遞減，YS-3 示出了優(yōu)異的硬度。另外，利用膠帶的附著力測(cè)定中，均示出了優(yōu)異的粘附力，并未觀察到 由膠帶引起的涂膜的脫皮現(xiàn)象。
[0056] 在評(píng)價(jià)涂膜干燥后形成均一涂膜程度的涂布優(yōu)異性方面，YS-3、YS_2及YS-1雖然 出現(xiàn)了稍微脫皮的現(xiàn)象，但是調(diào)節(jié)干燥速度，則會(huì)變得優(yōu)異。
[0057] 另外，測(cè)定涂布膜厚度的結(jié)果如下述表2中所示，測(cè)定出的厚度為1.62~ 1. 92 u m〇
[0058] [表2]涂布膜的厚度測(cè)定結(jié)果
[0059]
[0060] 實(shí)施例3.利用燃料棒裝入試驗(yàn)裝置的涂布劑組合物評(píng)價(jià) [0061] 為了將水溶性涂布劑適用于實(shí)際燃料棒中，制作小型燃料棒裝入試驗(yàn)用裝置來測(cè) 定裝入時(shí)的負(fù)載和燃料棒上產(chǎn)生的擦傷深度和寬度，從而對(duì)水溶性涂布劑和現(xiàn)有涂漆（NC) 涂布劑進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。
[0062] 燃料棒裝入試驗(yàn)用裝置制備成以下結(jié)構(gòu)。將在裝入燃料棒時(shí)實(shí)際使用的約具有 4m大小的框架縮小至1. 5m，使得制成的燃料棒裝入試驗(yàn)用裝置具有在可裝入燃料棒的3個(gè) 定位格架（Spacer Grid)的橫、豎，各17個(gè)，共289個(gè)網(wǎng)格單元（Grid Cell)中能夠裝入除 了導(dǎo)向頂針管（Guide Thimble Tube，24 個(gè)）及儀表管（Instrumentation T ube，l 個(gè)）之 外的264個(gè)燃料棒的結(jié)構(gòu)。根據(jù)各裝入位置，對(duì)裝入的燃料棒施加的負(fù)載不同，將其用圖表 示，則如圖2及表3中所示。
[0063] [表3]燃料棒裝入負(fù)載的種類
[0064]
[0065]推測(cè)出根據(jù)表3的裝入負(fù)載的負(fù)載順序?yàn)棰?③〉⑥〉④〉①〉②〉⑦，將其作 為基礎(chǔ)進(jìn)行燃料棒裝入試驗(yàn)。選出作為基礎(chǔ)的A樹脂和鉛筆硬度最優(yōu)異的YS-3作為裝入 試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行了裝入試驗(yàn)。
[0066] 在圖3中，用紅色示出裝入位置。選定高負(fù)載位置和低負(fù)載位置以使兩個(gè)位置對(duì) 稱，對(duì)于試驗(yàn)對(duì)象涂布劑，以現(xiàn)有涂漆（NC)涂布劑為基準(zhǔn)，對(duì)用A樹脂（表示為MH200A)和 YS-3樹脂制備的水溶性涂布劑進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。
[0067] 首先，涂漆涂布劑在一面與C4和E4的導(dǎo)向管鄰接的高負(fù)載位置和與外壁鄰接的 低負(fù)載的A1和B2位置進(jìn)行了裝入試驗(yàn)，對(duì)于YS-3涂布劑，在C14和E14的高負(fù)載位置和 A17和B16的低負(fù)載位置進(jìn)行了裝入試驗(yàn)。
[0068] 另外，對(duì)于A樹脂（表不為MH200A)，在對(duì)稱于涂漆裝入位置的M4和04位置進(jìn)tx 了高負(fù)載裝入試驗(yàn)，在Q1和P2位置進(jìn)行了低負(fù)載裝入試驗(yàn)，并且在P2位置進(jìn)行了沒有進(jìn) 行涂布處理的原始（virgin)燃料棒的裝入試驗(yàn)。
[0069] 將通過附著于燃料棒裝入試驗(yàn)裝置的稱重傳感器（load cell)來檢測(cè)出的負(fù)載以 kg單位進(jìn)行測(cè)定，并用圖表的形式在圖4和圖5中示出了根據(jù)裝入時(shí)間的負(fù)載大小。
[0070] 圖4中示出的在低負(fù)載位置的裝入試驗(yàn)中，對(duì)根據(jù)涂布劑的種類的負(fù)載大小進(jìn)行 比較的結(jié)果，YS-3示出與涂漆（NC :硝化纖維）相比略低或同等水平的負(fù)載大小，A樹脂示 出與兩個(gè)種類的涂布劑相比更大的負(fù)載大小，尤其是沒有處理涂布劑的原始燃料棒的負(fù)載 大小與處理涂布劑的燃料棒相比，得到增加。在高負(fù)載位置的裝入試驗(yàn)中，A樹脂也示出了 最大的負(fù)載值，YS涂布劑和NC具有相似的值。
[0071] 如上所述，通過分析裝入試驗(yàn)時(shí)在燃料棒表面上產(chǎn)生的擦傷，可以比較出涂布涂 膜的效果，從而測(cè)定出如下述表4、表5及表6中所示的擦傷的深度及寬度。
[0072] [表4]現(xiàn)有涂漆（NC)涂布涂膜燃料棒的擦傷測(cè)定結(jié)果
[0074][表5]A樹脂涂布涂膜燃料棒的擦傷測(cè)定結(jié)果

[0077][表6] YS-3樹脂涂布涂膜燃料棒的擦傷測(cè)定結(jié)果
[0079] 對(duì)于用現(xiàn)有NC涂布劑進(jìn)行涂布的燃料棒，將在低負(fù)載位置進(jìn)行裝入實(shí)驗(yàn)的燃料 棒大致分為上部、中部及下部三個(gè)部分，并且從在各部位每次旋轉(zhuǎn)90度而測(cè)定表面上產(chǎn)生 的擦傷深度的平均值的結(jié)果來看，在Al、B2位置測(cè)定出的平均值為5. 6、5. 8 ym，在高負(fù)載 位置的C4、E4測(cè)定出的平均值為7. 4、7. 6 ym，由此可以知道，在高負(fù)載位置裝入時(shí)與在低 負(fù)荷位置裝入時(shí)相比，產(chǎn)生了更深的擦傷。
[0080] 另外，A樹脂的情況與NC不同，在低負(fù)載位置的擦傷深度為7. 8、8. 4 ym，在高負(fù)載 位置的擦傷深度為7. 4、8. 0 y m，沒有太大差距，記錄的平均擦傷深度為7. 9 y m，較深。
[0081] 使用YS-3樹脂時(shí)，在低負(fù)載位置示出6. 0、5. 9 ym，在高負(fù)載位置示出5. 7、6. 9 ym 的非常小的擦傷深度。
[0082] 在燃料棒裝入試驗(yàn)裝置中，使用相互不同的3種涂布劑來形成涂膜后，進(jìn)行裝入 試驗(yàn)，并且將燃料棒上產(chǎn)生的擦傷深度分為3個(gè)部位并在4個(gè)方向的角度進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果， 與現(xiàn)有NC涂布劑相比，A樹脂涂布劑產(chǎn)生的擦傷深度更深，YS-3樹脂涂布劑與現(xiàn)有NC涂布 劑相比，產(chǎn)生得更少，因此適合用作水溶性涂布劑。
[0083] 實(shí)施例4.通過熱風(fēng)干燥及自然干燥實(shí)驗(yàn)的涂布劑評(píng)價(jià)
[0084] 準(zhǔn)備5個(gè)燃料棒，用YS-3涂布液進(jìn)行涂布后，將3個(gè)燃料棒在熱風(fēng)干燥狀態(tài)下， 2個(gè)燃料棒在自然干燥狀態(tài)下干燥一天后，利用燃料棒裝入裝置，進(jìn)行裝入試驗(yàn)并測(cè)定裝入 負(fù)載，將其結(jié)果表示在下述圖6中。
[0085] 如圖6中所示，自然干燥的情況（Pl，Q1)下也示出了 20kg/cm2以上的高負(fù)載，但 是由于是實(shí)驗(yàn)誤差，因此判定為沒有太大差距。另外，熱風(fēng)干燥的負(fù)載與自然干燥相比略 有降低，從而又一次確認(rèn)了熱風(fēng)干燥更有助于涂膜的形成，并且，在擦傷檢查中用肉眼觀察 時(shí)，同樣熱風(fēng)干燥的情況更優(yōu)異。
[0086] 實(shí)施例5.通過現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)實(shí)驗(yàn)的涂布劑組合物評(píng)價(jià)
[0087] 為了對(duì)最終選為涂漆替代物質(zhì)的水溶性涂布劑（YS-3)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)試驗(yàn)，制作 了其它的水溶性涂布劑用涂布槽（Coating tank)。
[0088] 清洗操作通過使用以與涂布槽相同的大小重新制作的清洗槽（Cleaning tank)來 進(jìn)行。
[0089] 在燃料棒里裝入鉛顆粒（Lead pellet)，從而制作出與現(xiàn)有NC量產(chǎn)條件相同的模 擬染料Oummy Fuel)，并進(jìn)行檢查及評(píng)價(jià)。
[0090] 涂布操作通過將水溶性涂布液（YS-3)填滿至涂布水平（約注入350kg，需要15分 鐘的涂布槽注入時(shí)間），并將燃料棒組件沉浸于涂布槽中并維持5分鐘來實(shí)現(xiàn)。
[0091] 干燥操作通過將涂布液向涂布槽下部排出（drain)(需要3分鐘），并將壓縮空氣 送風(fēng)25分鐘進(jìn)行干燥。送風(fēng)25分鐘后，確認(rèn)了干燥狀態(tài)。之后，從涂布槽中取出，進(jìn)行自 然干燥，共消耗1. 5小時(shí)。
[0092] 另外，在下述圖7中示出現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)實(shí)驗(yàn)中測(cè)定的裝入負(fù)載和噪音的結(jié)果，示出了 與使用現(xiàn)有NC涂布的燃料棒幾乎相似的負(fù)載率和噪音測(cè)定值。
[0093] 如圖8中所示，燃料棒表面擦傷的檢查是通過取出低負(fù)載位置的4個(gè)青色的最外 層單元及低負(fù)載位置的4個(gè)黃色的一般單元和高負(fù)載位置的4個(gè)導(dǎo)向管周圍紅色來進(jìn)行測(cè) 定的。結(jié)果如表7中所示，損傷深度的平均值為12. 5 y m，滿足了 25 y m以下的視覺方向（規(guī) 格允許值），損傷寬度的平均值為〇. 6mm，滿足了 25 y m以下的視覺方向（規(guī)格允許值）。并 且，示出了高負(fù)載位置的擦傷比低負(fù)載位置的擦傷要稍微深一些的結(jié)果。
[0094] [表7]燃料棒表面擦傷檢查結(jié)果
[0095]
[0096] 實(shí)施例6.使用水溶性涂布劑組合物的燃料棒腐蝕實(shí)驗(yàn)
[0097] 為了調(diào)查使用水溶性涂布劑組合物溶液的燃料棒對(duì)腐蝕產(chǎn)生的影響，在150 °C下 進(jìn)行高溫腐蝕試驗(yàn)。如圖9中所示，實(shí)驗(yàn)方法為準(zhǔn)備3個(gè)燃料棒試片放入玻璃容器中，并用 涂布劑組合物溶液填滿至試片沉浸后，將玻璃容器放入耐壓容器中并密封，并且在150°C的 電烤箱中進(jìn)行浸漬實(shí)驗(yàn)兩周。
[0098] 腐蝕試驗(yàn)結(jié)果如圖10中所示，燃料棒完全沒有被腐蝕。表面的顏色呈淺褐色是因 為沒有去除被氧化的涂布液。
[0099] 實(shí)施例7.水溶性涂布劑組合物的燃點(diǎn)測(cè)定
[0100] 水溶性涂布劑作為水溶性高分子樹脂和溶劑，使用了乙醇、異丙醇及水，因此，具 有揮發(fā)性的醇類的燃點(diǎn)為何種程度，對(duì)于燃料棒涂布的工序設(shè)計(jì)非常重要。
[0101] 因此，對(duì)水溶性涂布劑的燃點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果為，根據(jù)測(cè)定方法顯示出了如下值。
[0102] [表8]燃點(diǎn)測(cè)定結(jié)果
[0104] 水溶性涂布劑原液的燃點(diǎn)低，為22~23°C，因此需要去除周圍的火源，并且需要 通風(fēng)設(shè)施。
[0105] 實(shí)施例8.水溶性涂布劑的密度測(cè)定及濃度維持方案
[0106] 如測(cè)定的燃點(diǎn)，使得水溶性涂布劑中的揮發(fā)性比水溶性高分子高的溶劑先揮發(fā)， 因此，涂布液中的水溶性高分子的濃度在使用過程中得到增加，因此存在涂布涂膜的厚度 出現(xiàn)偏差的擔(dān)憂。因此，需要能夠維持涂布液的適當(dāng)?shù)臐舛炔⒛軌驅(qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)整的測(cè)定方 法。
[0107] 如下述圖11中所示，將一定的涂布液加入到量筒中，并浸漬液體比重計(jì)，從而測(cè) 定密度。其結(jié)果，初始密度為0. 926g/mL。將其作為基準(zhǔn)，蒸發(fā)乙醇并使體積減小，由此測(cè)定 的結(jié)果如下述表9中所示，密度隨體積的減少而增加。在圖12中示出了這種根據(jù)體積而減 少的密度變化，并且示出了相關(guān)性達(dá)0. 9925g/mL的直線關(guān)系。
[0108] 將這種結(jié)果作為基礎(chǔ)，實(shí)際使用時(shí)的濃度可以通過測(cè)定密度來調(diào)整濃度。
[0109] [表9]根據(jù)涂布液的溶劑減少對(duì)密度帶來的變化
[0110]
[0111] 以上，對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的特定部分進(jìn)行了詳細(xì)的敘述，這種具體的敘述僅是優(yōu)選的 實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍并不限定于此，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此， 本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性的范圍被定義為附加的權(quán)利要求及它們的等價(jià)物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，其特征在于，所述用于保護(hù)核 燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物包含甲基丙烯酸和2-羥乙基甲基丙烯酸酯高分子樹 脂。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，其特征在 于，所述用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物進(jìn)一步包含甲基丙烯酸甲酯高分子 樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，其特征在 于，所述用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物進(jìn)一步包含苯乙烯或2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸高分子樹脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物，其特征在 于，所述用于保護(hù)核燃料棒表面的水溶性涂布劑組合物為包含52~62重量％的甲基丙烯 酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯酸酯，以及0. 01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯的 尚分子樹脂。5. -種用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液，其特征在于，所述用于保護(hù)核燃料棒表面的 涂布液通過將高分子樹脂溶解于異丙醇、乙醇及水的混合溶劑中而制得，所述高分子樹脂 包含52~62重量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯酸酯，以及0. 01~ 12重量％的甲基丙烯酸甲酯。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液，其特征在于，所述用于保 護(hù)核燃料棒表面的涂布液包含9~12重量％的所述高分子樹脂和88~91重量％的所述 異丙醇、乙醇及水的混合溶劑。7. -種保護(hù)核燃料棒表面的涂布方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： (1) 使用用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液在核燃料棒表面形成涂膜，所述用于保護(hù)核 燃料棒表面的涂布液通過將高分子樹脂溶解于異丙醇、乙醇及水的混合溶劑中而制得，所 述高分子樹脂包含52~62重量％的甲基丙烯酸、34~42重量％的2-羥乙基甲基丙烯 酸-酯，以及0.01~12重量％的甲基丙烯酸甲酯； (2) 對(duì)所述核燃料棒進(jìn)行干燥； (3) 將所述干燥的核燃料棒裝入框架中。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的保護(hù)核燃料棒表面的涂布方法，其特征在于，所述步驟（1)的 涂膜是通過用液體比重計(jì)來測(cè)定所述用于保護(hù)核燃料棒表面的涂布液的密度并對(duì)其進(jìn)行 調(diào)整而形成，以使其維持初始濃度。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的保護(hù)核燃料棒表面的涂布方法，其特征在于，所述步驟（2)的 干燥是熱風(fēng)干燥或自然干燥。
【文檔編號(hào)】C08F220/58GK105820684SQ201510543926
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日
【發(fā)明人】洪鐘承, 韓相材, 吳明浩, 孔相弼, 樸成俊, 申恩雨, 辛貴寅, 李義載
【申請(qǐng)人】韓電原子力燃料株式會(huì)社