Полимерная композиция
Изобретение относится к полимерной композиции холодного отверждения, устойчивой к воздействию радиации. Композиция содержит смоляную часть на основе эпоксидной диановой смолы (А), аминный отвердитель и наполнитель. Смоляная часть дополнительно содержит алифатическую эпоксидную смолу (Б) и малолетучий эфир фталевой кислоты и алифатического спирта (В) при массовом соотношении А:Б:В от 90:5:5 до 30:25:45. В качестве аминного отвердителя используют продукт взаимодействия ароматического ди- или полиамина, салициловой кислоты, бензилового спирта и фурфурола при их массовом соотношении от 88:2:8:2 до 44:10:30:16. Композиция содержит, мас.ч.: смоляная часть 100, отвердитель 12-60, наполнитель 30-400. Изобретение позволяет получить композицию, устойчивую к воздействию радиации, позволяющую изолировать от окружающей среды высокорадиоактивные отходы и обеспечить надежную устойчивость изолированной массы при воздействии ударов, вибраций и температурных колебаний от –60 до +120°С. 2 табл.
Изобретение относится к полимерным композициям холодного отверждения на основе эпоксидной диановой смолы, применяемым для изолирования от окружающей среды средней высокорадиоактивных отходов, а также для нанесения антикоррозионных покрытий, устойчивых к воздействию радиации, и др. целей.
Для кондиционирования радиоактивных отходов наиболее близким прототипом является композиция, состоящая, в мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, фурфурол 70-100, полиэтиленполиамин 15-40, сланцевое масло 50-120 и наполнитель 0-380 (заявка Александрова В.П. и др. №99114431/04 в редакции заявителя от 25.12.2000.
Недостатками такой композиции являются высокая экзотермичность процесса отверждения и сравнительно низкие деформационная теплостойкость и прочностные показатели. Приведенные недостатки не позволяют изолировать (заливать композиции) радиоактивные отходы в больших контейнерах из-за возгорания композиции вследствие сильной экзотермичности процесса отверждения, а также растрескивания изолированной массы от механических ударов при перегреве при 40-60°С и под воздействием солнечной радиации.
Целью данного изобретения является полимерная композиция, устойчивая и воздействию радиации, позволяющая изолировать от окружающей среды высокорадиоактивные отходы в крупногабаритных контейнерах и обеспечить надежную устойчивость изолированной массы при воздействии ударов, вибраций и температурных колебаний от -60 до +120°С.
Поставленная цель достигается тем, что в составе смоляной части полимерная композиция содержит эпоксидную диановую смолу (А), модификаторы - эпоксидную алифатическую смолу (Б), малолетучий эфир фталевой кислоты и алифатического спирта (В) при соотношении А:Б:В от 90:5:5 до 30:25:45, а в качестве аминного отвердителя – продукт взаимодействия ароматического ди- или полиамина (К) салициловой кислоты (Л) бензилового спирта (М) и фурфурола (Н) при соотношении К:Л:М:Н от 88:2:8:2 до 44:10:30:16. При этом композиция содержит, мас.ч.:
Смоляная часть 100
Отвердитель 12-60
Наполнитель 30-400
Пример 1.
Получение смоляной части.
В реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 60 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 (ММ 380 и содержание эпоксидных групп 20,5%), 15 мас.ч. диглицифилового эфира триэтиленгликоля марки ТЭГ-1 (ММ 300 и содержание эпоксидных групп 20%) и 25 мас.ч. дикаприлфталата (эфира ортофтолевой кислоты и метилгексилкарбинола), смесь перемешивают в течение 20 мин при 70°С и охлаждают. Полученные 10 мас.ч. смоляной части упаковывают в металлическую тару.
Получение отвердителя.
В другой реактор загружают 19 мас.ч. бензилового спирта (М) и нагревают его до 60°С, после чего добавляют 6 мас.ч. салициловой кислоты (Л) и перемешивают до растворения последней, затем добавляют 9 мас.ч. фурфурола (Н) и температуру поднимают до 70°С, последним добавляют ароматический амин - 4,4-диаминодифенилметан (К) в количестве 66 мас.ч. и перемешивают в течение 15 минут, затем охлаждают до комнатной температуры. Соотношение компонентов К:Л:М:Н=66:6:19:9. Таким образом, получают 100 мас.ч. отвердителя, который хранят в металлической таре в складских условиях. Отвердитель представляет собой продукт коричневого цвета с ММ 250, температура плавления 18°С.
Получение полимерной композиции и ее применение.
Полимерную композицию готовят на месте потребления. Поставляют раздельно 3 компонента в заданном соотношении - смоляная часть 100 мас.ч., отвердитель - 36 мас.ч. и наполнитель - молотый кварцевый песок - 215 мас.ч.
Перед заливкой радиоктивные отходы компоненты композиции смешивают в металлической емкости с мешалкой в течение 15 минут. Далее часть композиции заливают на дно контейнера, затем загружают радиоктивные отходы и заливают их оставшейся частью композиции.
Примеры 2-7 выполнены аналогично примеру 1, но при соотношениях и условиях, приведенных в таблице 1.
Свойства заявляемой полимерной композиции в сравнении с прототипом и аналогом приведены в таблице 2, из которой видны существенные преимущества.
Формула изобретения
Полимерная композиция холодного отверждения, устойчивая к воздействию радиации, содержащая смоляную часть на основе эпоксидной диановой смолы (А), аминный отвердитель и наполнитель, отличающаяся тем, что смоляная часть дополнительно содержит алифатическую эпоксидную смолу (Б) и малолетучий эфир фталевой кислоты, и алифатического спирта (В) при массовом соотношении А:Б:В от 90:5:5 до 30:25:45, а в качестве аминного отвердителя - продукт взаимодействия ароматического ди- или полиамина, салициловой кислоты, бензилового спирта и фурфурола при их массовом соотношении от 88:2:8:2 до 44:10:30:16, при этом композиция содержит, мас.ч.:
Смоляная часть 100
Отвердитель 12÷60
Наполнитель 30÷400
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.04.2007
Извещение опубликовано: 20.04.2007 БИ: 11/2007
