[发明专利]一种含氟硅环氧树脂耐辐射涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能涂料，具体是涉及一种含氟硅环氧树脂耐辐射涂料及其制备方法。

背景技术

随着化石能源燃料储量的不断减少与环境污染的日益加剧，越来越多的国家把目光投向 清洁能源核电。从2005年开始，我国每年都有新增的核电站建设工程。国家发改委《国家核 电发展专题规划(2005-2020)》指出，到2020年国家将建成20多座2组100万千瓦的核电 站，发展核电及“核电走出去”均已上升为国家战略。在中国核电事业蓬勃发展之时，核电 站机组及相关设备所需耐辐射特种涂料的研发日益受到重视。核电厂的很多设备、设施都需 要进行涂装保护，涂装保护所用特种涂料，要求具有高抗辐射和易去污、耐腐蚀性能及其他 特殊化学性能，并且能够吸收辐射，以便保护放射源周围的环境。

研究表明，放射性辐照会加速涂层中的主要成膜物质—高分子聚合物的老化降解开裂， 或使聚合物经高能辐照后产生自由基和空气中的氧原子发生反应，引起聚合物的交联反应而 变脆开裂，影响涂料性能。因此，耐辐射涂料的主要成膜物质的性质对涂料的耐辐射性能影 响显著。目前核工业涂料用的抗辐射基料有环氧树脂、改性酚醛、氯化橡胶、醇酸、乙烯基 树脂等，胺固化的环氧树脂特别适用于抗γ射线辐射的涂料。

含氟环氧是聚合物主链或侧基上带有氟原子的一类环氧树脂，氟原子与碳原子形成的F-C 键的键能大(485kJ/mol)，氟原子的电子云对C-C键的屏蔽作用可以保护C-C键避免受辐射 和化学品的危害，使得含氟聚合物具有优异的耐腐蚀性与耐久性。但是仅仅使用含氟环氧很 难得到性能最佳的特种涂料产品，固化剂的选择与使用，辅料的添加都对产品的最终性能起 着至关重要的作用。众所周知，Si-O键键能高耐辐射能力强，常熟全等(一种有机硅-环氧 树脂耐辐射涂料及其制备方法，中国专利，公开号：CN104263194A)公开了一种环氧树脂和 有机硅树脂复合的耐辐射涂料，这种涂层材料虽然耐辐射性尚可，但是主要成膜物质大量使 用有机硅树脂必将降低涂层材料力学性能和耐腐蚀性。鉴于苯环上的π键能使个别电子接受 的辐射能均匀的分散给π键上的所有电子，减少局部C-C键因受激发而发生的链断裂，提高 材料的耐辐射性能，并且高键能的Si-O键和F-C键中氟原子的电子云对C-C键的屏蔽作用可 以保护C-C键，因此均能有效提高材料的耐辐射性能。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供耐辐射性能优异而又不牺牲力学性 能的一种含氟硅环氧树脂耐辐射涂料及其制备方法。

所述一种含氟硅环氧树脂耐辐射涂料按质量比的组成如下：

双酚AF型含氟环氧树脂80～150，活性稀释剂10～30，金属氧化物纳米粉5～20，复配 固化剂30～50，消泡剂0.2～0.8。

所述双酚AF型含氟环氧树脂的制备方法如下：

将含氟单体和环氧氯丙烷加入反应容器中升温反应，用NaOH和水配成碱液，将碱液加入 反应容器中，将反应物回流，然后加入去离子水和甲苯，静置分液，除去水层，分出有机相， 减压蒸馏除去溶剂甲苯和未反应的环氧氯丙烷，得双酚AF型含氟环氧树脂，所得双酚AF型 含氟环氧树脂呈淡黄色粘稠树脂。

所述含氟单体、环氧氯丙烷、NaOH、水的质量比可为(6～8)∶(4～6)∶(1～2)∶ (3～4)；所述升温反应的温度可为65℃，升温反应的时间可为1～1.5h；所述回流温度可为 70℃，回流的时间可为1.5h；所述除去水层可重复2～3次。

所述活性稀释剂可选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲苯缩水甘油 醚、蓖麻油多缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚等中的一种。

所述金属氧化物纳米粉可选自ZnO、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃等中的至少一种；金属氧化物纳米 粉的粒径可为50～300nm。

所述复配固化剂为胺类固化剂与八苯基氨基聚倍半硅氧烷(OAPPOSS)复配而成，所述胺 类固化剂可选自乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺、4,4-二氨基二苯基甲烷等中的一种；胺类 固化剂与八苯基氨基聚倍半硅氧烷(OAPPOSS)的质量比为10:(1～5)。

八苯基氨基聚倍半硅氧烷(OAPPOSS)的制备方法如下：