用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po-210污染的光罩面涂层材料及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种光罩面涂层材料，包括：主剂，包括水性环氧树脂；固化剂，包括水性有机胺类物质；包含在主剂和/或固化剂中的功能添加剂和助剂；现场使用时，主剂和固化剂按照摩尔比

【技术实现步骤摘要】
用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po
‑
210污染的光罩面涂层材料及应用


[0001]本专利技术涉及辐射防护
，具体涉及一种用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po
‑
210污染的光罩面涂层材料及其应用。

技术介绍

[0002]在铅铋快堆的运行期间，铅铋冷却剂会在中子辐照条件下产生极毒核素Po
‑
210。Po
‑
210的半衰期为138.4天，比活度为1.66
×
10
14
Bq/g，通过发射5.30MeV的α粒子而衰变，还伴随发射0.001％的0.803MeVγ射线。依据GB18871
‑
2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》附录D放射性核素的毒性分组内容，在各种化学毒物等量的情况下，Po
‑
210位于极毒组第二位。Po
‑
210的挥发性极强，一旦接触空气便会形成放射性气溶胶，随着气溶胶悬浮颗粒载体的不定向移动而扩散迁移，可能会附着和沉积在铅铋快堆系统空间的墙壁和天花板表面形成放射性污染。为了防止Po
‑
210气溶胶在系统空间表面的附着和沉积，从而向内表面渗透，也为了避免其由于空间的气流绕动再次进入系统空间环境迁移而给工作人员带来潜在的内照射风险，目前主要采用溶剂型高固体份环氧涂料和无机富锌涂料作为涂层，但是溶剂型高固体份环氧涂料和无机富锌涂料主要存在易燃易爆、气味较大、可挥发性有机物含量高等环保问题，因此亟需研发一种替代现有涂层材料的物质。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po
‑
210污染的光罩面涂层材料，在满足使用环境中防护要求的同时，还兼顾了环保需求。
[0004]本专利技术公开了一种用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po
‑
210污染的光罩面涂层材料，包括：
[0005]主剂，包括水性环氧树脂；
[0006]固化剂，包括水性有机胺类物质；
[0007]包含在主剂和/或固化剂中的功能添加剂和助剂；
[0008]现场使用时，主剂和固化剂按照摩尔比
‑
NH/
‑
COC＝0.7～0.9进行混合使用。
[0009]采用上述技术方案的情况下，具有安全环保的水性性能，区别于目前使用的溶剂型高固体份环氧涂料和无机富锌涂料。
[0010]在实际涂刷时，只需要搭配简单的底面合一的清漆使用即可，即清漆+面漆，区别于目前使用的涂刷方式：底漆+面漆或底漆+腻子+面漆，在满足防护要求的情况下，大大节约了涂刷时间和工序。
[0011]作为一种可能的优选方式，所述功能添加剂包括有机硅树脂和氧化石墨烯。通过有机硅树脂和氧化石墨烯的协同作用可有效防止气空间中污染物、氧和水分子等渗透到基材表面内部，提高基材的防污能力。
[0012]作为一种可能的优选方式，所述氧化石墨烯包括单层纳米氧化石墨烯，其厚度为
0.33nm～1nm。
[0013]作为一种可能的优选方式，所述有机硅树脂包括聚二甲基硅氧烷。
[0014]作为一种可能的优选方式，所述环氧树脂包括重量份为60～80份的水性双酚A型环氧树脂和15～25份的水性F型酚醛环氧树脂。采用水性双酚A型环氧树脂和水性F型酚醛环氧树脂的复配使用，区别于目前仅仅采用纯双酚A型环氧树脂，且其效果优于采用纯双酚A型环氧树脂。
[0015]作为一种可能的优选方式，所述水性双酚A型环氧树脂主要由摩尔比为1.05～1.25:1的双酚A和环氧氯丙烷在固体碱存在的情况下缩聚得到。
[0016]作为一种可能的优选方式，所述水性双酚A型环氧树脂选自固体环氧树脂E20和/或液体环氧树脂E51。
[0017]作为一种可能的优选方式，所述水性F型酚醛环氧树脂选自平均官能度为3的双酚A型酚醛环氧树脂和/或平均官能度为6的邻甲酚醛环氧树脂。
[0018]作为一种可能的优选方式，所述水性F型酚醛环氧树脂主要由摩尔比为1:1的环氧树脂和聚乙二醇在TiCl4存在的情况下反应，后与丙二醇甲醚和苯甲醇在乳化剂存在的情况下且70～80℃下合成得到。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]1.本专利技术公开的光罩面涂层材料可用于任何对防辐射和/或防渗透要求较高的环境中使用，且达到所使用环境所要求的防护要求，例如：铅铋快堆系统空间墙壁和天花板表面Po
‑
210污染的防护。
[0021]2.本专利技术公开的光罩面涂层材料在制成涂层时具有以下有益效果：
[0022]2‑
1.与现有的溶剂型高固体份环氧涂料和无机富锌涂料相比，硬度、光泽度以及附着力明显提升，涂层更加光滑致密，与系统空间的天花板、墙壁等基材有效的附着，可有效防止气空间中Po
‑
210、氧和水分子等渗透到基材表面内部。
[0023]2‑
2.具有良好的耐温性、耐水性以及耐酸碱性。可以耐120℃～200℃的温度，并能够在水、5％NaOH、5％H2SO4中浸泡240h以上，其耐温性、耐水性和耐酸碱性能依然稳定，可以有效预防铅铋快堆系统空间环境中温度、湿度和酸碱腐蚀因素的影响。
[0024]2‑
3.具有良好的耐α辐照性能和耐γ辐照性能。经过＞105Gy的γ辐照试验和活性区15cm
×
10cm表面α粒子发射率为5148s
‑1的α辐照试验，硬度、附着力等关键性能基本无变化，红外分析没有生成新的基团，热重分析也无大量的官能团和分子链的断裂现象，涂层性能稳定，无老化降解现象，适用于铅铋快堆系统空间天花板和墙壁表面Po
‑
210污染的防护，能有效防止辐射对涂层的损伤老化。
[0025]2‑
4.具有良好的耐沾污性能和耐洗刷性能。利用与钋性质类似的碲粉进行耐沾污性测试，耐沾污性达到3.5％，可有效防止Po
‑
210气溶胶在系统空间表面的附着和沉积；耐水洗刷超过5000次，对涂层表面的性状无影响，则该涂层适用于铅铋快堆系统空间天花板和墙壁表面Po
‑
210污染的防护，能有效防止空间表面的污染。
附图说明
[0026]图1为实施例1中铅笔硬度测试结果图；
[0027]图2为实施例1中耐水性测试测试结果图；
[0028]图3为实施例1中在混凝土上的附着力测试结果图；
[0029]图4为实施例1中耐洗刷测试设备图；
[0030]图5为实施例1中耐酸碱测试结果图；
[0031]图6为实施例1中透水性测试设备图；
[0032]图7为实施例1中耐γ辐照测试设备图；
[0033]图8为实施例1中耐α辐照测试设备图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本专利技术进行进一步详细说明。应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于防止核设施内墙壁和天花板表面Po
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210污染的光罩面涂层材料，包括：主剂，包括水性环氧树脂；固化剂，包括水性有机胺类物质；包含在主剂和/或固化剂中的功能添加剂和助剂；核设施现场使用时，主剂和固化剂按照摩尔比
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NH/
‑
COC＝0.7～0.9进行混合使用。2.根据权利要求1所述的光罩面涂层材料，其特征在于，所述功能添加剂包括有机硅树脂和氧化石墨烯。3.根据权利要求2所述的光罩面涂层材料，其特征在于，所述氧化石墨烯包括单层纳米氧化石墨烯，其厚度为0.33nm～1nm。4.根据权利要求2或3所述的光罩面涂层材料，其特征在于，所述有机硅树脂包括聚二甲基硅氧烷。5.根据权利要求1所述的光罩面涂层材料，其特征在于，所述环氧树脂包括重量份为60～80份的水性双酚A型环氧树脂和15～25份的水性F型酚醛环氧树脂。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁芸芸，曹骐，杨旸，陈云明，伍晓勇，刘洋，汤嘉，代爽，严明宇，明哲东，杨雨，熊伟，李宛琼，黄美娇，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：