[发明专利]一种聚氨酯聚合固化剂及其应用和使用方法

说明书

本发明提供了一种聚氨酯聚合固化剂，包含37～57份聚氨酯预聚体，1～5份扩链剂。本发明提供的聚氨酯聚合固化剂在使用时，聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基团在金属有机催化剂存在下与扩链剂进行反应，交联固化。由实施例结果可知，本申请提供的聚氨酯聚合固化剂对放射性废弃物进行固化后，得到的固化物辐射稳定性较好，韧性较好且具备一定的刚性，模量较高，耐老化及耐生物降解性能较好，制品不易变形。

技术领域

本发明涉及聚合物固化剂技术领域，尤其涉及一种聚氨酯聚合固化剂及其应用和使用方法。

背景技术

反应堆一回路冷却系统、二回路凝结水净化系统、乏燃料水池水的净化系统以及废水净化等系统运行过程中均需要使用离子交换树脂，当其失效后，不再复用的含有放射性核素的称为放射性废树脂，简称“废树脂”。尽管废树脂占放射性废物总体积的份额不大，但其放射性活度占核电厂废物总活度的绝大部分。并且，废树脂经热解、辐解、生物降解后会产生氢气、氨气和甲烷等易燃易爆气体，废树脂降解产物对设备和贮存容器有腐蚀性。为避免给周围人员健康和环境安全带来危害，废树脂在处置前有必要进行处理和整备。

国内外放射性湿废物(废树脂、放射性盐块)处理和整备技术主要包括水泥固化、聚合物固化、热态超级压实、装聚合物HIC脱水、湿法氧化与高效固化、蒸汽重整等。对比这些放射性废物处理技术，聚合物固化技术处理放射性湿废物增容较少、设备要求不高，操作简单。

聚合物固化是开发晚于水泥固化和沥青固化的一种处理技术，主要用于离子交换树脂的固化。聚合物固化处理废树脂通常采用两类聚合物材料：一类是热塑性材料(如聚乙烯、聚苯乙烯等)；一种是热固性材料(聚酯、环氧树脂等)。热固性聚合固化中，环氧树脂固化法存在设施建造费用和运行成本(原材料)比较高，设备和原材料主要依赖进口，配方要求严格，辐射稳定性较差，某些固化剂有毒(如脂肪胺类)，脆性较大，常需加入增塑剂等问题。而聚酯(不饱和聚酯)固化法也存在模量低，刚性不够，耐老化性能较差，制品易变形，固化时间长，有异味等缺陷。可见，现有技术中用于聚合物固化处理的聚合物材料的种类比较有限，尚未有一种各方面均符合技术要求的聚合物固化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯聚合固化剂极其使用方法，本申请所述固化剂以聚氨酯为原料，拓展了聚合固化剂的种类，且具有优异的综合性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚氨酯聚合固化剂，包含如下质量份的组分：

聚氨酯预聚体 37～57份；

扩链剂 1～5份。

优选的，还包含1～5份阻燃剂。

优选的，所述聚氨酯预聚体的制备方法包含如下步骤：

将二异氰酸酯、多元醇和金属有机催化剂混合后进行聚合反应，得到聚氨酯预聚体。

优选的，所述二异氰酸包含甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种；

所述多元醇包含聚醚多元醇和/或聚酯多元醇；

所述金属有机催化剂包含二月桂酸二丁基锡、新癸酸铋和钛酸四丁酯中的一种或多种。

优选的，所述二异氰酸酯和多元醇的质量比为1:(1～2)；

所述金属有机催化剂的质量为二异氰酸酯和多元醇总质量的0.01～5％。

优选的，所述扩链剂包含乙二醇、丙二醇、丁二醇和季戊二醇中的一种或多种。

本发明提供了所述聚氨酯聚合固化剂作为放射性固体废弃物处理剂的应用。