[發明專利]一種耐伽瑪射線輻照聚脲材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011094016.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112341916A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 郭輝;陳玉;姜欣怡;蔣林志;盧春江;凌星鵬
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D7/63;C08G18/50
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本發明提供了一種抗伽瑪射線輻照聚脲彈性體材料及其制備方法，屬于高分子材料合成和核輻照改性交叉領域。該材料由A組分異氰酸酯和B組分聚四亞甲基醚二對氨基苯甲酸酯以及抗氧化助劑等經高壓混合后涂刷和灌注而成型。其中A組分控制在20~30質量份、B組分控制在65~75質量份、助劑控制在5~10質量份。本發明利用受阻酚類抗氧化劑來提高聚脲材料的抗伽瑪射線輻照性能，通過活性稀釋劑來調節伽瑪射線輻照對合成材料韌性的影響。所述聚脲材料經伽瑪射線照射后其力學性能指標反而有所提高，適合核電站、航天器、醫用放射性設備防護涂層等應用場景。

技術領域

本發明屬于功能性高分子材料合成領域，特別涉及一種耐伽瑪射線輻照的聚脲彈性體材料及其制備工藝。

背景技術

核電站用涂料系統，作為核電站建設必不可少的重要組成部分，承載著保護核電站內包括金屬、混凝土在內各部分結構，免受環境中多種腐蝕因素侵蝕的重任。目前核電站主要涂裝部位包括：1) 核島內部鋼結構、安全殼；2) 核島內部混凝土結構；3) 常規島、BOP（電站配套設施）鋼結構/混凝土結構等；4) 風道、管道；5) 各類儲罐（油、水、化學品）；6)埋地件；7) 與液體介質接觸部位等。由于核電站需要大量的冷卻水，所以我國建設和計劃建設的大部分核電站均在海邊，所有的設備和建筑物不僅要承受射線輻射的風險，還會受到陽光暴曬、風吹雨打、鹽霧、海水和潮氣的侵蝕，相關設備所選用的涂裝防護系統不僅要具有良好的耐射線輻照性能，同時要求漆膜堅硬耐沖擊并具有良好的耐候性、耐水性、附著力強和裝飾等諸多性能。除了耐射線輻照性能外，核電站用涂料系統的這些諸多要求與傳統聚脲的固有技術優勢完美契合。如果設計出耐伽瑪射線輻照性能較好的聚脲材料，那么將在核電站的這些應用場景里有廣闊的應用空間。

航天器在服役環境中要經受惡劣的太空輻射考驗。太空輻射是包含電磁輻射(x射線和γ射線)、原子氧以及各種高能粒子的混合體，會對航天器上各種結構件、功能器件造成嚴重的影響，尤其是對非金屬材料，會加速其老化。在航天器表面涂覆具備耐輻射性能的涂層是有效的防護手段之一。目前國際上航天器耐輻射涂層的研究一方面著眼于提高其耐輻射性能，另一方面努力尋找具備多功能的涂層，如耐高溫、耐輻射的有機硅涂層，耐輻射、耐高壓、去污染性能優異的聚合物涂層等。同時，在對飛行器重量極端敏感的航天領域中，每減少一份多余重量，就意味著增加一份有效載荷，增大一份生存概率。因此，如何在薄而輕的涂層結構中包含最多最優的功能要求，就成為涂層研究中的關鍵指標。聚脲彈性體涂層材料除了密度小、耐高壓和去污染性能優異的固有特性外，其經過輻照交聯改性后具備成為航天用多功能優質涂層材料的潛力。

生物體受到高能粒子輻射轟擊會引起細胞分子生物鍵能改變和細胞混亂，造成白血球死亡和細胞變性，嚴重地影響人體健康。新型高效輻射屏蔽材料的研發不僅可以保障技術人員的輻射安全，促進相關涉核工作的高效有序進行，而且對豐富核用新材料體系，促進核電防護體系完善亦具有重大意義。傳統的輻射屏蔽材料主要以混凝土、水泥、含鉛重金屬材料等為主，但是由于體積大、質量重、毒性大、靈活性差等缺點已經不能滿足現代復雜的實際應用環境。目前，將高分子材料進行輻照交聯改性，以形成新型多功能復合屏蔽材料是一種有效的途經，具有巨大的應用前景。

通過上述應用需求可以看出，耐伽瑪射線輻照聚脲材料具有較高的應用價值，然而在功能性高分子材料合成研發領域該類產品還未涉及，亟待研發。

發明內容

針對耐輻照聚脲產品的匱乏和其廣闊的應用空間，本發明公開了一種耐伽瑪射線輻照的聚脲材料及其制備方法。

耐不同劑量率伽瑪射線輻照聚脲彈性體材料，是由A組分多異氰酸酯和B組分聚四亞甲基醚二對氨基苯甲酸酯為主體灌注和涂刷成型的雙組份涂層材料。其中所述A組分為20~30質量份多異氰酸酯，所述B組分由65~75質量份聚四亞甲基醚二對氨基苯甲酸酯、0.3~0.8質量份抗氧化劑、3~7質量份活性稀釋劑、0.5~1質量份偶聯劑、0.5~1質量份流平劑構成。