一种耐辐射环氧树脂材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐辐射环氧树脂材料及其制备方法，耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；具有式Ⅱ结构的聚醚胺环氧固化剂20～30份；环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5‑环氧己烷‑1,2‑二甲酸二缩水甘油酯。在上述含量的组分下得到的环氧树脂材料在辐照后，保持良好的机械性能；辐照后的材料经过抗冻融试验后性能下降不明显；可以室温固化。辐照剂量10

A radiation resistant epoxy resin material and its preparation method

The invention provides a radiation resistant epoxy resin material and preparation method thereof, radiation resistant epoxy resin materials, including raw materials of the following weight group: epoxy resin mixture 100; type II has the structure of polyether amine epoxy curing agent 20~30; epoxy resin mixture including formula I silicone epoxy glue, bisphenol A epoxy resin and 4,5 epoxyhexane 1,2 two formic acid two glycidyl ester. The epoxy resin obtained under the above mentioned components maintained good mechanical properties after irradiation. After irradiation, the performance of the epoxy material was not obvious after the freeze-thaw test, and it could be cured at room temperature. Irradiation dose 10

【技术实现步骤摘要】
一种耐辐射环氧树脂材料及其制备方法
本专利技术涉及环氧树脂
，尤其涉及一种耐辐射环氧树脂材料及其制备方法。
技术介绍
国内外放射性湿废物(废树脂、放射性盐块)处理和整备技术主要包括水泥固化、聚合物固化、热态超级压实、装聚合物HIC脱水、湿法氧化与高效固化、蒸汽重整等。水泥固化以硅酸盐水泥基材作为核废料的固化体材料，它通过机械固化、吸附固化和化学固化对核废料中核素离子起到固化作用的方法，已被很多国家广泛采用，并在德国、法国、美国、日本、印度等进行了大规模工程化应用。水泥固化具有工艺简单、设备和运行投资少、耗能低、操作安全等优点。但其存在两个重要缺点：放射性核素浸出率高，比沥青固化高2个量级，比玻璃固化高4～5个量级；固化后废物体积增大较多，这在处理厂地紧张、处理费用高的国家和地区是不可忽视的问题。对比这些放射性废物处理技术，聚合物固化技术处理放射性湿废物增容较少、技术比较成熟，在美国和法国核电厂均有工程应用，法国多年前就开始使用移动式的聚合物固化装置处理核电厂和军用设施产生的废树脂。在聚合物中，环氧树脂具有较好的耐辐照性能，因此可作为放射性废物固化的基体树脂来使用。目前，通用环氧树脂处理放射性湿废物(废树脂、放射性盐块)时存在如下缺点：(1)室温固化环氧机械性能尤其是韧性不足，使得转运过程中容易破裂存在核废料泄露的危险；(2)材料收到辐照后的冻-融试验后材料性能下降明显难以达到GB14569.2-1993《低、中水平放射性废物固化体性能要求塑料固化体》标准中的相关要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种耐辐射环氧树脂材料及其制备方法，该环氧树脂材料辐照及辐照抗冻融后仍具有良好的机械性能。本专利技术提供了一种耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；聚醚胺环氧固化剂20～30份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶的分子量为800～3000g/mol；所述聚醚胺环氧固化剂具有式Ⅱ结构：式Ⅱ结构的聚醚胺环氧固化剂的分子量为500～2000g/mol。优选地，所述具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶由以下方法制得：将硅氧烷单体、过渡金属催化剂和甲苯混合，升温，搅拌至粘度达到130mPas后停止升温，减压蒸馏，再加入双酚A型环氧树脂，反应，得到的反应产物后处理，得到具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶。优选地，聚醚胺环氧固化剂由以下方法制得：将1,2-二氯乙烷、丙二醇、三氟化硼乙醚和环氧氯丙烷混合，反应，得到反应产物；将所述反应产物和水混合，萃取得到的油层旋转蒸发，得到黄色粘稠产物；在Ni催化剂下，将所述黄色粘稠产物与H2、NH3反应，得到聚醚胺环氧固化剂。优选地，所述升温至58～62℃。优选地，所述反应的温度为77～83℃；反应的时间为5.5～6.5h。优选地，所述反应产物后处理具体包括：将得到的反应产物除去过渡金属催化剂并调节体系pH值至中性后，水洗2～3次，甲苯萃取2～3次，减压蒸馏除去甲苯。优选地，所述1,2-二氯乙烷、丙二醇、三氟化硼乙醚和环氧氯丙烷混合，反应具体包括：将1,2-二氯乙烷、丙二醇和三氟化硼乙醚在18～20℃下混合均匀，再滴加环氧氯丙烷，滴加完毕后分段升温至40℃，反应。优选地，所述黄色粘稠产物与H2、NH3反应的温度为220～240℃；时间为6.5～7.5h。优选地，所述NH3和丙二醇的物质的量比为6.3～6.7：1；所述H2的初始压力为1.8～2.2MPa。本专利技术提供了一种上述技术方案所述耐辐射环氧树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将环氧树脂混合物100份和聚醚胺环氧固化剂20～30份混合均匀，固化，得到耐辐射环氧树脂材料。本专利技术提供了一种耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；具有式Ⅱ结构的聚醚胺环氧固化剂20～30份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯。在上述含量的组分下得到的环氧树脂材料在辐照后，保持良好的机械性能；辐照后的材料经过抗冻融试验后材料性能下降不明显。另外，该环氧树脂材料可以室温固化。实验结果表明：辐照剂量106Gy后：抗压强度：15MPa(降低程度小于10％)，9m高度垂直跌落至混凝土地面不产生明显碎裂；抗冻-融性：冻-融试验后，体积变化小于1％，无肉眼可见裂缝，抗压强度降低小于10％；体积膨胀小于5％。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的有机硅环氧基胶的红外光谱图；图2为本专利技术实施例3制备的聚醚胺环氧固化剂的核磁共振氢谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；聚醚胺环氧固化剂20～30份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶的分子量为800～3000g/mol；聚醚胺环氧固化剂具有式Ⅱ结构：式Ⅱ结构的聚醚胺环氧固化剂的分子量为500～2000g/mol。在上述含量的组分下得到的环氧树脂材料在辐照后，保持良好的机械性能；辐照后的材料经过抗冻融试验后材料性能下降不明显。另外，该环氧树脂材料可以室温固化。本专利技术提供的耐辐射环氧树脂材料的制备原料包括环氧树脂混合物100份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯。在本专利技术中，所述环氧树脂混合物中具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯的质量比优选为100：30～40:10～15；更优选为100：30～40:10。本专利技术对所述双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯即可，如采用其市售商品。在本专利技术中，所述双酚A型环氧树脂优选采用型号为E-44的双酚A环氧树脂；所述4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯优选采用型号TDE-85的4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯。在本专利技术中，有机硅环氧基胶具有式Ⅰ结构：式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶的分子量为800～3000g/mol；所述具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶优选由以下方法制得：将硅氧烷单体、过渡金属催化剂和甲苯混合，升温，搅拌至粘度达到130mPas后停止升温，减压蒸馏，再加入双酚A型环氧树脂，反应，得到的反应产物后处理，得到具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶。在本专利技术中，所述硅氧烷单体优选选自二甲基二氯硅氧烷单体、二苯基二氯硅氧烷单体。本专利技术优选采用梯度升温的方式进行升温；优选以3～5℃升温至所需温度。所述升温优选至58～62℃，更优选至60℃。在本专利技术中，所述双酚A型环氧树脂的环氧值优选为0.25～0.3。在本专利技术的具体实施例中，所述双酚A型环氧树脂的型号为E-44和/或E-51本专利技术通过减压蒸馏除去甲苯、水及反应生成的易挥发小分子。在本专利技术中，所述反应的温度优选为77～83℃，更优选为79～81℃，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；聚醚胺环氧固化剂20～30份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5‑环氧己烷‑1,2‑二甲酸二缩水甘油酯；

【技术特征摘要】
1.一种耐辐射环氧树脂材料，由包括以下重量份组分的原料制得：环氧树脂混合物100份；聚醚胺环氧固化剂20～30份；所述环氧树脂混合物包括具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶、双酚A型环氧树脂和4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶的分子量为800～3000g/mol；聚醚胺环氧固化剂具有式Ⅱ结构：式Ⅱ结构的聚醚胺环氧固化剂的分子量为500～2000g/mol。2.根据权利要求1所述的耐辐射环氧树脂材料，其特征在于，所述具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶由以下方法制得：将硅氧烷单体、过渡金属催化剂和甲苯混合，升温，搅拌至粘度达到130mPas后停止升温，减压蒸馏，再加入双酚A型环氧树脂，反应，得到的反应产物后处理，得到具有式Ⅰ结构的有机硅环氧基胶。3.根据权利要求1所述的耐辐射环氧树脂材料，其特征在于，聚醚胺环氧固化剂由以下方法制得：将1,2-二氯乙烷、丙二醇、三氟化硼乙醚和环氧氯丙烷混合，反应，得到反应产物；将所述反应产物和水混合，萃取得到的油层旋转蒸发，得到黄色粘稠产物；在Ni催化剂下，将所述黄色粘稠产物与H2、NH3反应，得到聚醚胺环氧固化剂。4.根据权利要求2所述的耐辐射环氧树脂材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，郑春柏，尹园，柳美华，张依帆，邓鹏飏，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22