[发明专利]一种防中子辐射的水性聚氨酯涂料及其制备方法

说明书

本发明公开一种防中子辐射的水性聚氨酯涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，该防中子辐射的水性聚氨酯涂料包括以下重量份的组份：水性聚氨酯乳液30‑50份、石墨烯3‑10份、稀土氧化物10‑20份、碳化硼10‑20份、纳米氧化铝乳液5‑10份、水性分散剂1‑2份、水性消泡剂1‑2份、水性润湿剂1‑2份、水性流平剂1‑2份、水性悬浮剂0.5‑2份、水性增稠剂2‑3份。本发明制备的水性聚氨酯具有优异的机械性能和粘接性能，可以大比例的加入防中子辐射的无机填料。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种防中子辐射的水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

随着核电事业的发展，需建设很多座原子核反应堆。目前的原子核反应堆内部都有相应的防护层、屏蔽层、反射层，在原子核正常工作时，可防止中子发生外泄。但是如原子核反应堆出现异常事故，就会造成大量的中子外泄，尤其是在某些特定情况下出现杀伤性中子流时，这些外泄中子对人类及环境将带来极大的危害。中子辐射是核辐射中比γ射线更加具有破坏力和危险性的辐射，因此对中子辐射的防护更为重要。

目前对于核辐射防护以重金属以及过渡金属氧化物为主，这类材料耗材大、昂贵、加工施工难，并且难以获得一个完全屏蔽的密封体而存在潜在的危险。本发明提供了一种防中子辐射水性聚氨酯涂料，可以有效的解决上述问题。

发明内容

本发明提出一种防中子辐射的水性聚氨酯涂料及其制备方法，解决现有防中子辐射涂料材料耗材大、昂贵、加工施工难的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防中子辐射的水性聚氨酯涂料，包括以下重量份的组份：

水性聚氨酯乳液30-50份、石墨烯3-10份、稀土氧化物10-20份、碳化硼10-20份、纳米氧化铝乳液5-10份、水性分散剂1-2份、水性消泡剂1-2份、水性润湿剂1-2份、水性流平剂1-2份、水性悬浮剂0.5-2份、水性增稠剂2-3份；

所述水性聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将60-90g大分子二元醇和30-120g二异氰酸酯以及5-25g有机氟改性石墨烯单体于90-100℃反应2-4小时；

(2)加入20-50g小分子扩链剂和8-20g亲水扩链剂I以及20-50g溶剂和0.1-0.5g催化剂，于60-80℃反应3-6小时；

(3)加入20-50g溶剂和5-15g亲水扩链剂II，于50-60℃反应0.5-1小时；

(4)加入50-100g溶剂，高速剪切下加入6-15g成盐剂，搅拌1-5分钟后加入300-800g水高速分散乳化，然后加入2-5倍水稀释的10-30g后扩链剂，高速分散30-60分钟后在真空下脱除溶剂获得水性聚氨酯。

其中，优选地，所述大分子二元醇为苯酐聚酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己内酯二元醇、端羟基聚丁二烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇中的任意一种或几种，所述大分子二元醇的分子量为1000-4000。

其中，优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯。

其中，优选地，所述有机氟改性石墨烯单体是采用端羧基有机氟分子与还原石墨烯表面的氨基缩合得到的。

其中，优选地，所述小分子扩链剂为1,6环己二甲醇、1,6-己二醇或异山梨醇。所述亲水扩链剂I为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的一种。

其中，优选地，所述溶剂为丙酮或丁酮。

其中，优选地，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸正丁基锡、有机Bi盐催化剂、有机Zn盐催化剂中的任意一种或几种；