專利名稱：一種自脆型放射性去污涂料的制備方法
技術領域：
本發明涉及核污染去污技術領域，尤其涉及的是ー種自脆型放射性去污涂料的制備方法。
背景技術：
在核退役和各種核應急事故響應中，去除放射性核素污染都是關鍵問題。去污是指去除或減輕表面放射性污染的過程，去污的目的是為了降低設施和環境的放射性活度，以實現設施繼續安全使用或進行場地開放。去污過程的實質是使放射性污染物從去污對象的表面轉移到次生廢物中。去污技術大部分是從其他技術領域中移植過來的，然后又根據放射性去污的工作特點(如輻射危害問題、再污染問題、要求的去污系數高等)加以改進發展。現在實際使用的去污過程大體可以分為兩大類物理去污和化學去污。傳統的物理去污方法有擦拭、表層剝離等，化學去污為用化學溶劑(有機溶劑、酸液、絡合物溶液、鹽溶液 等)清洗污染區域、設施等。這些去污方法取得了一定的效果解決了ー些實際問題；但存在去污效果不理想或產生很多新的廢物、廢液等問題。目前，核設施去污已應用了多種現代的物理和化學手段，如超聲、等離子體、激光、超臨界技木、電化學方法等，就目前的各種去污技術而言，各種技術均存在一定的局限性。污染部件的基體材料、污染物種類、去污對象等，均對去污技術的選擇有制約作用。因而在實際核設施運行或退役過程中，去污往往是多種技術的綜合應用。可剝離涂膜去污技術是新近發展起來的一種去污方法，它是指研制出ー種具有剝離去污功能的新型材料，它在涂布之前，一般為液態型涂料，在涂布于受污染的設施、設備表面之后，經過一段時間的自然風干，在設施表面形成ー層薄膜體，與一般的涂料所不同的是，所形成的這層涂料薄膜體可以再次通過機械或者人工操作，將其剝離設備表面，同時由于涂料在設備表面經歷ー系列化學和物理作用而將設備表面原有的污染物剔除或部分清除，最終經過一次或若干次操作，最終達到對受污染設備表面去污目的。一般意義上的可剝離去污涂料，是以含有官能團的ー種或多種高分子聚合物為基體(各類橡膠、聚苯こ烯、聚氯こ烯、過氯こ烯等)，并在其與溶劑的混合物中加入若中的功能型助劑，這包括成膜助齊U、乳化功能助劑、浸潤劑、分散劑、功能型活性助劑、去污功能助劑等。該種去污技術施工方便，安全，無二次污染，產生廢物可壓縮焚燒，特別適用其他方法難于施工的場合，如巨大的核反應堆外殼，大型設備，工作大廳等都可以用噴涂的方法方便進行表面去污。這種方法的局限性在于它對多孔性粗糙物件、復雜結構部件去污效果較差，同時在剝膜的過程中會對操作人員產生一定輻照劑量。

發明內容
本發明g在制備ー種放射性去污涂料，在涂覆于受污染對象表面后，其固化成膜后能自行脆裂剝離，同時達到去污的目的。這種新型去污涂料可用于多孔性粗糙物件、復雜結構部件表面去污，同時其產生的廢物(脆片)可機械收集，減少操作人員的受輻照劑量。
本發明的技術方案如下ー種自脆型放射性去污涂料的制備方法，量取聚合物乳液，用NaOH溶液調節PH值為7. 5 9. 0，攪拌15 30分鐘，加入聚合物交聯劑，攪拌15 30分鐘，密封靜置12小吋，即得去污涂料；其中聚合物交聯劑的體積為聚合物乳液體積的15 25%。所述的制備方法，所述聚合物乳液的制備方法為，以合成的聚合物乳液總質量為100份計A :制備單體預乳化物將十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和脂肪醇聚氧こ烯醚(AE0-7)加入燒杯中，再加入去離子水，攪拌使十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧こ烯醚完全溶解后，加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)，并強カ攪拌形成穩定的單體預乳化物；單體I即甲基丙烯酸甲酯(MMA)用量5 7. 5份；単體2即甲基丙烯酸(MAA)用量2. 5
7.5份；単體I與単體2質量比在I : I至3 : 1，兩者總質量份數在10 15份；十二烷基苯磺酸鈉(SDBS) :0. 02 O. 06份，用量為單體總質量的O. 2 O. 4% ;脂肪醇聚氧こ烯醚(AE0-7) :0. 08 O. 24份，用量為單體總質量的O. 8 1.6% ;去離子水4 7. 5份，用量為單體總質量的40 50% ；B :制備引發劑溶液將過硫酸鉀(K2S2O8)加入燒杯中，再加入去離子水攪拌使其完全溶解，形成引發劑溶液；引發劑用量0. 05 O. 15份，引發劑用量為單體總質量的
O.5 I. 0% ;去離子水用量為引發劑質量90 100倍；C :聚合物乳液的制備在反應釜中加入61. 8 81. 2份去離子水和O. 06 O. 18份(用量為單體總質量的O. 6 I. 8% )十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，攪拌升溫至75 85°C后，加入1/3體積步驟A制備的單體預乳化物，攪拌15 30分鐘后加入2/3體積的步驟B制備的引發劑溶液，攪拌反應15 30分鐘后，再同時滴加剰余的引發劑溶液和單體預乳化液，滴加時間控制在15 100分鐘左右。滴加完成后保溫反應3 4小時，冷卻后出料。針對可剝離去污技術的不足之處，本發明進行自脆型放射性去污涂料的研制。自脆型涂料的概念是涂料涂布于受污對象表面固化成膜后能自行脆裂剝離，同時達到去污的效果。該涂料由兩種單體經乳液共聚而成。采用甲基丙烯酸作為乳液聚合產物中的“軟”單體，給予乳液一定的成膜性能；采用甲基丙烯酸甲酯為乳液聚合產物中的“硬”単體，使得乳液干燥成膜后具有一定的脆性。在制備的聚合物乳液中加入交聯劑使得乳液中聚合物分子鏈段絡合、交聯后，噴涂成膜固化后能自行脆裂剝離，達到與受污對象分離的目的；同時，在制備的聚合物乳液加入一定的絡合劑，對放射性核素粒子具有絡合吸附作用，從而達到清除放射性核素的目的。本發明制備的共聚物乳液去污涂料可應用于相關部門的表面放射性去污中，并為后續的工作提供參考。


圖I為本發明技術路線圖；圖2為本發明エ藝流程具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。一、聚合物乳液合成
I. I單體預乳化物的制備將5. 5g十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和21. 5g脂肪醇聚氧こ烯醚(AE0-7)加燒杯中，再加入870g去離子水，攪拌使十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧こ烯醚完全溶解后，カロ入1500g甲基丙烯酸甲酯(MMA)和500g甲基丙烯酸(MAA)，并強カ攪拌形成穩定的單體預乳化物。I. 2引發劑溶液的制備將15. 2g過硫酸鉀(K2S2O8)加入燒杯中，再加入1170g去離子水攪拌使其完全溶解，形成引發劑溶液。I. 3聚合物乳液的合成 在30L反應釜加入15. Ikg去離子水和20. 5g十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，攪拌升溫 至82°C后(攪拌速度500r/min),取I. I中制備的單體預乳化物，加入1/3體積單體預乳化物，攪拌30分鐘后，取I. 2中制備的引發劑溶液，加入2/3體積的引發劑溶液，攪拌反應30分鐘后，再同時滴加剩余的引發劑溶液和單體預乳化液，滴加時間控制在100分鐘左右。滴加完成后保溫反應4小時,冷卻后出料,如有不溶物需過濾。ニ、去污涂料的配制2. I聚合物交聯劑的制備取氯化鋅750g和こニ胺四こ酸ニ鈉(こニ胺四こ酸ニ鈉(EDTA-Na2)為核素絡合劑)300g放入大燒杯中，加去離子水3600mL攪拌，待澄清后，加入濃氨水1700mL，攪拌，溶解，密封，冷卻，即得聚合物交聯劑備用。2. 2去污涂料的制備量取聚合物乳液10L，用NaOH溶液調節PH值為8. O，攪拌15min (轉速250 400r/min)，加入聚合物交聯劑1950mL，攪拌30分鐘(轉速500-900r/min)，密封靜置12小時，即
得去污涂料。2. 3去污涂料的粘度調節去污涂料制備后密封靜置12小時后，測其粘度(一般大于IOOOmPa *s)，用去離子水逐步稀釋至目標粘度值(200 800mPa · s)，密封儲存。三、脆化及去污效果評價選取金屬、漆面木板、玻璃、大理石等不同材質表面，劃出20cmX20cm區域,將制備的涂料涂覆于介質表面，涂覆厚度2_，在室溫下放置36小時內發生成膜脆化，其脆片尺寸為2 6cm。按GB/T14057-93、IAEA安全叢書48號的試驗方法進行涂料的去污效果評價實驗。選取金屬、漆面木板、玻璃、大理石等不同材質表面，劃出5cmX5cm區域各2 3塊。使用CoMo170表面放射性沾染儀進行本底測量。在介質表面劃定的區域內布放不同放射性表面活度的放射性落下灰(在天然本底水平土壌粉末中摻放射性32P)并測量表面沾染水平。在污染區域噴灑去污涂料，自剝離去污后測量表面放射性殘余水平，結果表明，采用本發明制備的去污涂料一次性去污率> 84%。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種自脆型放射性去污涂料的制備方法，其特征在于，量取聚合物乳液，用NaOH溶液調節PH值為7. 5 9. 0，攪拌15-30分鐘，加入聚合物交聯劑，攪拌15-30分鐘，密封靜置12小吋，即得去污涂料；其中聚合物交聯劑的體積為聚合物乳液體積的15 25%。
2.根據權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物乳液的制備方法為，以合成的聚合物乳液總質量為100份計 A :制備單體預乳化物將十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧こ烯醚加入燒杯中，再加入去離子水，攪拌使十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧こ烯醚完全溶解后，加入甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，并強カ攪拌形成穩定的單體預乳化物；單體I即甲基丙烯酸甲酯用量5 7. 5份；單體2即甲基丙烯酸用量2. 5 7. 5份；單體I與單體2質量比在I : I至3 1，兩者總質量份數在10 15份；十二烷基苯磺酸鈉0. 02 O. 06份，用量為單體總質量的O. 2 O. 4%;脂肪醇聚氧こ烯醚0. 08 O. 24份，用量為單體總質量的O. 8 I. 6%;去離子水4 7. 5份，用量為單體總質量的40 50% ; B :制備引發劑溶液將過硫酸鉀加入燒杯中，再加入去離子水攪拌使其完全溶解，形成引發劑溶液；引發劑用量0. 05 O. 15份，引發劑用量為單體總質量的O. 5 I. 0% ;去尚子水用量為引發劑質量90 100倍； C :聚合物乳液的制備在反應釜中加入61. 8 81. 2份去離子水和O. 06 O. 18份十二烷基苯磺酸鈉，攪拌升溫至75 85°C后，加入1/3體積步驟A制備的單體預乳化物，攪拌15 30分鐘后加入2/3體積的步驟B制備的引發劑溶液，攪拌反應15 30分鐘后，再同時滴加剩余的引發劑溶液和單體預乳化液，滴加時間控制在15 100分鐘左右；滴加完成后保溫反應3 4小時，冷卻后出料。
全文摘要
本發明公開了一種自脆型放射性去污涂料的制備方法，該涂料由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯兩種單體經乳液共聚而成，在制備的聚合物乳液中加入交聯劑使乳液中聚合物分子鏈段絡合、交聯，噴涂成膜固化后能自行脆裂剝離，達到與受污對象分離的目的；在制備的聚合物乳液加入一定的絡合劑，對放射性核素粒子具有絡合吸附作用，從而達到清除放射性核素的目的。該自脆型涂料可應用于一般場合及復雜結構部件表面的放射性去污，去污后產生的脆片可機械收集，能夠減少操作人員的受輻照劑量。
文檔編號C08F220/14GK102690579SQ20121020101
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者周元林, 李迎軍, 李銀濤, 謝長瓊 申請人:西南科技大學