一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料及其使用方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，提供一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，由基料和固化剂两组分组成，基料和固化剂配方按重量份计分别如下：基料配方包括自乳化环氧树脂25‑40份，润湿分散剂0.5‑2份，防沉剂1‑3份，水化无机材料25‑35份，耐辐射颜填料20‑30份；固化剂配方为：水性胺加成物20‑40份，润湿分散剂1‑2份，防沉剂1‑2份，耐辐射颜填料20‑50份，水20‑30份，成膜助剂3‑6份。本发明专利技术涂料VOC低，固体份高、满足核电防护NB/T20133‑2012要求，可用于核电站钢结构及混凝土表面防护要求的核级涂料，也适用于一般工业碳钢等金属基材和混凝土表面防腐蚀保护。

A Waterborne Epoxy Protective Coating for Nuclear Power Station Based on Inorganic Material Modification and Its Application

The invention relates to the technical field of coatings, and provides a waterborne epoxy nuclear power plant protective coating based on inorganic material modification, which is composed of base material and curing agent. The formulations of base material and curing agent are as follows by weight: base material formula includes self-emulsifying epoxy resin 25 40 phr, wetting dispersant 0.5 2 phr, anti-sedimentation agent 1 3 phr, hydrating inorganic material 25 phr phr phr, radiation resistant pigments, respectively. The formulation of curing agent is as follows: water-borne amine adduct 20 40, wetting dispersant 1 2, anti-settling agent 1 2, radiation resistant pigments and fillers 20 50, water 20 30, film forming additives 3 6. The coating has low VOC, high solids content and meets the requirements of NB/T 20133 2012 for nuclear power plant protection. It can be used as nuclear grade coating for steel structure and concrete surface protection requirements of nuclear power plant, and also for corrosion protection of metal substrates such as general industrial carbon steel and concrete surface.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料及其使用方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料及其使用方法。
技术介绍
发展新能源是实现可持续发展的必然趋势，核电作为低碳能源，是新能源的重要组成部分，是我国未来能源可持续发展的重要基础。据经济合作与发展组织和国际能源署联合预测，到2050年，全球核电发电量将在现有基础上翻番，发电比例将达世界发电总量的17％。但目前我国核电在发电总量中的比重还较低，仅占3％左右，远低于全球11％的平均水平。但在现有的发电结构中，单煤电就占了其中的74％。若电力需求再翻一番，每年用煤就将超过16亿吨，如此大电煤消耗，二氧化硫和烟尘排放量每年分别新增500万吨和5326万吨以上，同时长距离的煤炭输送将加剧环境和运输压力。另外，水电受到客观条件的限制，其开发难度相当大。而太阳能、生物能等可再生能源开发遇到核心技术的瓶颈，其使用成本极高。因此，在未来的30年内，这些新能源不具备成为我国主力能源的条件。所以，要在确保安全的前提下，清洁、高效和功率大的核电成了优选。核电站所用的防护涂层，除了防腐目的，更多的是为了核电站的安全运行。在防护涂层应用方面，只有通过DBA试验、耐辐照试验和去污性能试验后才可以应用的。核级涂料是用于存在核辐射的场所和结构的防护涂料，涉及辐射的厂房、设备和其它结构表面。特别是核电站中心部位的安全壳，存在大量的放射性物质、高辐射物、高放射性裂变产物的沾污；经常处在高温高湿条件下，暴露于去除放射性污染的试剂中，特别是在失水情况下，瞬间产生的高温高压伴随着大量的放射性物质形成的强辐射，同时喷淋高浓度硼酸水。因此，核岛安全壳内的防护涂层不可以有严重的剥落、起壳、粉化，否则，大量的残余物进入堆内总应急冷却液中，导致管线、泵、喷嘴及堆总冷却管道堵塞，降低影响安全系统的功能，会带来严重的安全事故。核电站在设计寿命期需要定期的进行核燃料更换，安全检修。因此，核电站安全壳内用防护涂料必须经受耐辐照试验、去污试验和DBA试验的考验，用于混凝土表面涂料需要一定的气密性，防止安全壳的核物质泄漏造成污染。目前核电防护用环氧涂料大多属于溶剂型涂料，由于其VOC含量高，应用于多为地下建筑、环境密闭潮湿、不利于溶剂扩散的核电站核岛结构，对施工人员健康和设施结构安全存在隐患；一般水性环氧涂料的体积固体份低，施工时单道干膜厚度薄，影响涂料的施工效率。研究开发VOC低、固体份高、满足核电防护NB/T20133-2012要求的水性环氧核级涂料对我国核工业建设水平和核能源安全性具有重大意义。
技术实现思路
因此，针对以上内容，本专利技术提供了一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料及其使用方法，解决了VOC低、固体份高、满足核电防护NB/T20133-2012要求的水性环氧核级涂料的需求。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，由基料和固化剂两组分组成，基料和固化剂配方分别如下：进一步的改进是：所述自乳化环氧树脂为自乳化双酚A环氧树脂或自乳化酚醛环氧树脂,所述自乳化双酚A环氧树脂选用环氧当量170-200的自乳化双酚A环氧树脂，如WE-8217,所述自乳化酚醛环氧树脂选用不添加外乳化剂，对水有良好的乳化能力官能度为2.2-3.6、环氧当量170-200的自乳化线性酚醛环氧树脂，如AralditePZ756、BeckpoxEP147W。进一步的改进是：所述基料中还可以加入环氧活性稀释剂间苯二酚二缩水甘油醚或己二醇二缩水甘油醚,其加入量重量份数为3-10,所述间苯二酚二缩水甘油醚可以是XY694，所述己二醇二缩水甘油醚可以是XY632。进一步的改进是：所述水化无机材料选用硅酸盐水泥或铝酸盐水泥或熟石膏，或以上三者中任意两者或三者按任意比例混合的混合物，优选硅酸盐水泥。进一步的改进是：所述水性胺加成物选用不含有有机溶剂的改性聚酰胺树脂,其活泼氢当量100-140(固体值)。进一步的改进是：所述润湿分散剂选用非离子型，如Tego740W、Tego757W；所述防沉剂选用有机改性锂蒙脱土，如BentoneEW或有机物改性硅酸盐，如Garamite7305，或气相二氧化硅，如R972；所述耐辐射颜填料选用钛白，如R706、CR510，或石英石粉，如silica606；所述成膜助剂选用醇脂-12(DOW)、或DPnB(DOW)、或PGDA(DOW)。所述涂料使用的方法是：施工时所述基料与固化剂的重量配比为1：1。通过采用前述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的涂料为VOC含量低，体积固体份可高达90％的水性环氧涂料，具有优异的耐辐照性能，累积辐照剂量可达1×107Gy；满足辐照和DBA复合试验；核污染物去污率90％以上；防腐蚀性能优异、导热能力强、火焰传播比值低、气密性能佳和耐磨；对钢结构和混凝土表面附着力强；本涂料可应用于核电站钢结构和混凝土表面的防护，单道施工膜厚达100μm，水性环保，有效提高了核电站密闭潮湿的基材表面防护涂料的施工效率和环境安全性。2、本专利技术的自乳化环氧树脂优选交联密度高耐热性好的自乳化酚醛环氧树脂，树脂与水性胺固化剂反应作为成膜物质，也可以进一步加入环氧活性稀释剂，优选间苯二酚二缩水甘油醚和己二醇二缩水甘油醚，其加入量重量份数为3-10，即降低了VOC，又满足了涂料漆膜的交联密度和耐热性能。3、本专利技术水化无机材料选用硅酸盐水泥或铝酸盐水泥或熟石膏或者三者中任意两者或三者的混合物，这些水化无机材料和水作用形成无机网络的凝胶体，同时与环氧-胺固化产物组成有机-无机的互穿网络结构，提高了涂料固体份、漆膜强度、涂料的抗核辐照剂量和DBA复合试验结果。4、本专利技术涂料施工时基料与固化剂的重量配比为1：1可以保证最好的成膜质量。具体实施方式以下将结合具体实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。实施例1一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，由基料和固化剂两组分组成，基料和固化剂配方分别如下：所述自乳化环氧树脂为自乳化双酚A环氧树脂，环氧当量170-200。所述涂料施工时所述基料与固化剂的重量配比为1：1。实施例2一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，由基料和固化剂两组分组成，基料和固化剂配方分别如下：所述涂料施工时所述基料与固化剂的重量配比为2：1。实施例3一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，由基料和固化剂两组分组成，基料和固化剂配方分别如下：所述涂料施工时所述基料与固化剂的重量配比为1：2。本专利技术中，所述自乳化环氧树脂WE-8217产自山东瑞三化工科技有限公司，可以替换为自乳化酚醛环氧树脂，优选官能度为2.2-3.6、环氧当量170-200的自乳化线性酚醛环氧树脂，如美国亨斯迈公司的AralditePZ756、湛新树脂有限公司的BeckpoxEP147W。本专利技术中，所述水化无机材料可以为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，其特征在于：由基料和固化剂两组分组成，所述基料和固化剂配方分别如下：

【技术特征摘要】
1.一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，其特征在于：由基料和固化剂两组分组成，所述基料和固化剂配方分别如下：2.根据权利要求1所述的一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，其特征在于：所述自乳化环氧树脂为自乳化双酚A环氧树脂或自乳化酚醛环氧树脂,所述自乳化双酚A环氧树脂选用环氧当量170-200的自乳化双酚A环氧树脂，所述自乳化酚醛环氧树脂选用官能度为2.2-3.6、环氧当量170-200的自乳化线性酚醛环氧树脂。3.根据权利要求1或2所述的一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，其特征在于：所述水化无机材料选用硅酸盐水泥或铝酸盐水泥或熟石膏，或以上三者中任意两者或三者按任意比例混合的混合物。4.根据权利要求3所述的一种基于无机材料改性的水性环氧核电站防护涂料，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓晓阳，张武军，王书传，曹智毅，
申请(专利权)人：信和新材料股份有限公司，中广核工程有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35