防輻射涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種防輻射涂料，它包括以下重量份的原料：酚醛環(huán)氧樹脂20～30份、膨脹石墨10～20份、碳納米管5～10份、鈦白粉1～5份、玻璃粉5～10份、滑石粉5～10份、云母粉20～25份、羥丙基甲基纖維素0.5～3份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯1～5份和水20～30份。本發(fā)明還提供一種上述防輻射涂料的制備方法。本發(fā)明提供的上述防輻射涂料中的各組分之間相互配合，優(yōu)勢互補(bǔ)，使得該涂料保持良好附著力的前提下，具有優(yōu)異的防腐、防輻射、抗菌、阻燃、耐受高溫、防龜裂、儲存穩(wěn)定性等特性。
【專利說明】
防輻射涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防輻射涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 防輻射材料已成為當(dāng)今材料學(xué)科的一大課題，隨著各種高輻射設(shè)備的出現(xiàn)和廣泛 應(yīng)用，防輻射材料的研究已引起了人們的普遍關(guān)注。2011年3月11日的日本大地震所引發(fā)的 福島核電站危機(jī)，也引發(fā)了人們對核輻射的擔(dān)憂;而人們生活中各種輻射源存在，也迫使人 們對防輻射材料的重視;輻射已被世界衛(wèi)生組織列為繼水源、大氣、噪音之后的第四大環(huán)境 污染源，成為危害人類健康的隱形"殺手"，防護(hù)輻射已成為當(dāng)務(wù)之急。
[0003] 目前，防輻射涂料大多采用的是在涂料組分中加入重金屬或稀有金屬粉末及其氧 化物，尤其是含Ba、Pb、U、Lu等金屬化合物，或者采用復(fù)合鍍層，但必然也帶來施工困難，附 著力不夠，同時(shí)功能不夠等缺陷，因而防輻射涂料也只應(yīng)用在一些特殊行業(yè)和特殊領(lǐng)域，而 在人們的生活等領(lǐng)域中應(yīng)用較少。
[0004]因此開發(fā)兼具其他的附加性能的防輻射涂料成為當(dāng)務(wù)之急;具有其他附加性能的 防輻射涂料既能滿足涂料的基本功能，又?jǐn)U寬其應(yīng)用領(lǐng)域，也符合涂料多功能、多領(lǐng)域發(fā)展 的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種防輻射涂料及其制備方法，以克服上述問題。
[0006] 本發(fā)明提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂20~30份、 膨脹石墨10~20份、碳納米管5~10份、鈦白粉1~5份、玻璃粉5~10份、滑石粉5~10份、云 母粉20~25份、羥丙基甲基纖維素0.5~3份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~ 30份。
[0007] 基于上述，它包括以下重量份的原料：酚醛環(huán)氧樹脂23~27份、膨脹石墨13~17 份、碳納米管7~9份、鈦白粉2~4份、玻璃粉6~8份、滑石粉7~9份、云母粉22~24份、羥丙 基甲基纖維素1~2份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯2~3份和水23~27份。
[0008] 基于上述，它包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂25份、膨脹石墨15份、碳納米 管8份、鈦白粉3份、玻璃粉7份、滑石粉8份、云母粉23份、羥丙基甲基纖維素1.5份、丙烯酸雙 環(huán)戊烯基氧乙基酯2份和水25份。
[0009] 本發(fā)明還提供一種上述防輻射涂料的制備方法，其包括以下步驟： 在40~80°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉、滑石粉和云母粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~40分鐘，得到 第二混合溶液； 將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分別加入到所 述第二混合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時(shí)，制得所述防輻射涂料。
[0010] 在上述防輻射涂料，膨脹石墨不僅保留了天然石墨的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、導(dǎo) 電性等優(yōu)良性質(zhì)，而且還具有柔軟性、回彈性、自粘性、不滲透性、吸附性和低密度等特性。 碳納米管是粒徑在10~50 nm的一種一維材料，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電以及電子屏蔽等性能。 鈦白粉的直徑在100納米以下，產(chǎn)品外觀為白色疏松粉末;具有抗線、抗菌、自潔凈、抗老化、 耐候性等性能。膨脹石墨、碳納米管以及鈦白粉在分散劑相互作用，使得所述環(huán)保型防輻射 涂料具有阻燃、防輻射以及抗菌等功能。羥丙基甲基纖維素主要起到分散劑的作用，此外還 具有耐鹽性低灰粉、pH穩(wěn)定性、保水性、尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的成膜性、以及廣泛的耐酶性、增 稠性和粘結(jié)性等特點(diǎn)。丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯作為成膜助劑可以在成膜的環(huán)境下自動 進(jìn)行聚合與交聯(lián)，成為漆膜的組成一部分，能夠彌補(bǔ)成膜過程中體積收縮較大、漆膜易開裂 的問題。
[0011] 玻璃粉、滑石粉和云母粉主要用作上述防輻射涂料的填充物。玻璃粉為白色粉末， 具有透明度好、硬度高、粒徑分布均勻、分散性好等優(yōu)點(diǎn)，而且漆膜不帶藍(lán)光、重涂性好，提 高漆膜的抗刮傷性能，具有消光作用，可提高漆膜的耐候性?；劬€膨脹系數(shù)很大，接近 所述防輻射涂料的刷涂基材的膨脹系數(shù)，但其體積膨脹稀釋很小，因此滑石粉的添加可以 改變涂料的線膨脹系數(shù)，提高涂料的冷熱交變性能和高溫下的防龜裂性能，同時(shí)可減緩?fù)?料儲存時(shí)的沉降，并可防止涂膜流掛，提高涂膜的耐水性、耐磨性。云母粉能顯著提高漆膜 的強(qiáng)度和抗粉化性。
[0012] 因此，本發(fā)明提供的防輻射涂料中的各組分之間相互配合，優(yōu)勢互補(bǔ)，使得該涂料 保持良好附著力的前提下，具有優(yōu)異的防腐、防輻射、阻燃、抗菌、耐受高溫、防龜裂、耐冷熱 交變性、儲存穩(wěn)定性等特性，在石油石化、冶金、電力、國防等特殊領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。本發(fā) 明提供的上述防輻射涂料的制備方法操作簡便，容易實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014] 實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例1提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂20份、 膨脹石墨10份、碳納米管5份、鈦白粉1份、玻璃粉5份、滑石粉5份、云母粉20份、羥丙基甲基 纖維素0.5份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯1份和水20份，其中，該實(shí)施例中的各原料均為工 業(yè)級。
[0015]制備方法:在40°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、滑石粉和云母粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30分鐘，得 到第二混合溶液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分 別加入到所述第二混合溶液中，并在40°C的條件下超聲攪拌1小時(shí)，制得本實(shí)施例所述的防 車雖射涂料。
[0016] 實(shí)施例2 本發(fā)明實(shí)施例2提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂23份、 膨脹石墨13份、碳納米管7份、鈦白粉2份、玻璃粉6份、滑石粉7份、云母粉22份、輕丙基甲基 纖維素1份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯2份和水23份，其中，該實(shí)施例中的各原料均為工業(yè) 級。
[0017]制備方法:在50°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、滑石粉和云母粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30分鐘，得 到第二混合溶液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分 別加入到所述第二混合溶液中，并在50°C的條件下超聲攪拌1.5小時(shí)，制得本實(shí)施例所述的 防福射涂料。
[0018] 實(shí)施例3 本發(fā)明實(shí)施例3提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂25份、 膨脹石墨15份、碳納米管8份、鈦白粉3份、玻璃粉7份、滑石粉8份、云母粉23份、羥丙基甲基 纖維素1.5份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯2份和水25份，其中，該實(shí)施例中的各原料均為工 業(yè)級。
[0019]制備方法:在60°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、云母粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散35分鐘，得 到第二混合溶液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分 別加入到所述第二混合溶液中，并在60°C的條件下超聲攪拌1.5小時(shí)，制得本實(shí)施例所述的 防福射涂料。
[0020] 實(shí)施例4 本發(fā)明實(shí)施例4提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂27份、 膨脹石墨17份、碳納米管9份、鈦白粉4份、玻璃粉8份、滑石粉9份、云母粉24份、羥丙基甲基 纖維素2份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯3份和水27份，其中，該實(shí)施例中的各原料均為工業(yè) 級。
[0021] 制備方法:在70°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、云母粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散40分鐘，得 到第二混合溶液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分 別加入到所述第二混合溶液中，并在70°C的條件下超聲攪拌2小時(shí)，制得本實(shí)施例所述的防 車雖射涂料。
[0022] 實(shí)施例5 本發(fā)明實(shí)施例5提供一種防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂30份、 膨脹石墨20份、碳納米管10份、鈦白粉5份、玻璃粉10份、滑石粉10份、云母粉25份、羥丙基甲 基纖維素3份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯5份和水30份，其中，該實(shí)施例中的各原料均為工 業(yè)級。
[0023]制備方法:在80°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、云母粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散35分鐘，得 到第二混合溶液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分 別加入到所述第二混合溶液中，并在80°C的條件下超聲攪拌2小時(shí)，制得本實(shí)施例所述的防 車雖射涂料。
[0024]將實(shí)施例1至實(shí)施例5所提供的防輻射涂料涂覆在表面清潔、干燥的薄鋼板上，然 后在室溫下放置24小時(shí)固化后進(jìn)行相關(guān)性能的測試。其中，該測試中使用的薄鋼板為平整、 無壓痕和麻點(diǎn)等機(jī)械缺陷，尺寸為50 X 120 X 1 mm(按國標(biāo)GB1735-79 )，且經(jīng)過除油、除銹處 理，保證該薄鋼板表面清潔、干燥。
[0025] 儲存穩(wěn)定性、附著力（按國標(biāo)GB17 20-89 )、沖擊強(qiáng)度(按國標(biāo)GB/T17 32-199 3 )、干燥 時(shí)間（按國標(biāo)GB1728-1979)等均按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0026] 耐腐蝕性測試:將樣板放入鹽霧機(jī)，用5%的氯化鈉溶液做噴霧試驗(yàn)，觀察樣板是否 鼓泡、生銹（按國標(biāo)GB/T1771 -91)。
[0027] 通過以上的測試方法，實(shí)施例1至實(shí)施例5試驗(yàn)結(jié)果如下表所示： 測試結(jié)果表
因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的防輻射涂料在常溫固化、漆膜基材附著力、防龜裂、耐腐蝕 性，存儲性等均表現(xiàn)突出，是一種很好的防腐涂料;同時(shí)，膨脹石墨、碳納米管以及鈦白粉使 得上述涂料還具有防輻射、阻燃、抗菌等功能。該涂料的生產(chǎn)相對簡單，節(jié)約能源。其在石油 石化、冶金、電力、國防等特殊領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。
[0028] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡 管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然 可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而不脫離本發(fā) 明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防輻射涂料，其特征在于：它包括以下重量份的原料:酚醛環(huán)氧樹脂20~30份、 膨脹石墨10~20份、碳納米管5~10份、鈦白粉1~5份、玻璃粉5~10份、滑石粉5~10份、云 母粉20~25份、羥丙基甲基纖維素0.5~3份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~ 30份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防輻射涂料，其特征在于：它包括以下重量份的原料:酚醛環(huán) 氧樹脂23~27份、膨脹石墨13~17份、碳納米管7~9份、鈦白粉2~4份、玻璃粉6~8份、滑石 粉7~9份、云母粉22~24份、羥丙基甲基纖維素1~2份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯2~3份 和水23~27份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的防輻射涂料，其特征在于：它包括以下重量份的原料： 酚醛環(huán)氧樹脂25份、膨脹石墨15份、碳納米管8份、鈦白粉3份、玻璃粉7份、滑石粉8份、云母 粉23份、羥丙基甲基纖維素1.5份、丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯2份和水25份。4. 一種權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的防輻射涂料的制備方法，其包括以下步驟： 在40~80°C的條件下，將酚醛環(huán)氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉、滑石粉、云母粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~40分鐘，得到 第二混合溶液； 將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環(huán)戊烯基氧乙基酯分別加入到所 述第二混合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時(shí)，制得所述防輻射涂料。
【文檔編號】C09D4/06GK105820630SQ201610270062
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】陳會鴿, 牛彥鵬, 王雙嶺, 孫繼衛(wèi), 高德峰, 趙慶革, 馬慧
【申請人】黃河科技學(xué)院