一种用于医疗实验室的防辐射防水涂料的制作方法

本发明涉及一种用于医疗实验室的防辐射防水涂料，属于涂料。

背景技术：

1、随着科技的飞速发展，各种高能射线在医学或医疗领域得到越来越广泛的应用。如x射线已经成为临床诊断不可或缺的手段，给医生和患者带来种种便利的同时也存在辐射危害。再如适当剂量的辐射可用于癌症的放射性治疗，但在杀死癌细胞的同时，辐射也会让患者出现恶心乏力和脱发等现象。而过量的辐射可诱发基因突变，使人体细胞发生癌变，造成血癌、皮肤癌等疾病，辐射严重时甚至导致死亡。因此医学或医疗实验室以及医院涉及辐射操作的区域，做好辐射的防护工作是确保生命健康安全的关键。目前可供使用的主要的防辐射材料有防辐射铅玻璃、铅板、防护门及各种防护涂料等，其中防辐射涂料是具有优异耐辐射以及吸收辐射性能的专用涂料，这类涂料施工方便，特别适用于医疗实验室或医院这些辐射场合整体防护，而且还能同时附加防水、防火、抗菌等功能性。

2、目前市面上使用的辐射防护涂料主要是硫酸钡涂料，常规添加型防辐射涂料随时间的推移出现防辐射性能下降，主要是由于为了提高防辐射性能，涂料中添加的硫酸钡粉末较多，涂层的树脂含量低，附着力较小且韧性不足，加之长时间辐射的影响，涂料成膜后使用期间内很容易出现粉化、降解、脱落等现象，尤其医疗实验室或医院的防辐射防水外墙涂料，更是容易出现上述问题。

3、中国专利cn106700929a公开了一种绿色环保高耐候防辐射外墙涂料，其制备原料包含：纳米二氧化硅、聚合物改性碳酸钙、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、kh-560、磺化聚醚胺-聚苯并咪唑-超支化聚吡咙三元共聚物、去离子水以及n,n-二甲基乙酰胺。该专利得到的防辐射外墙涂料，耐辐射性并不好，铅当量较低，最高值仅能达到0.57mmpb。

4、中国专利cn117089251a公开了一种高耐候防辐射外墙涂料及其制备方法，该外墙涂料按重量份数计算，包括如下组分：丙烯酸树脂乳液30～60份、壳聚糖改性氧化锌复合颗粒10～20份、海藻酸钠改性四氧化三铁复合颗粒5～10份；丙烯酸树脂乳液包括氟化丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂，氟化丙烯酸树脂与羟基丙烯酸树脂的质量比为1:4～7。该专利添加的无机填料，仅具有防电磁辐射的功能，对医疗领域的高能射线并无防护作用，而且该外墙涂料配方中使用的高聚物多为亲水性的树脂，防水效果并不好。

5、以上可以看到，目前用于医疗实验室或医院的防辐射防水涂料，仍存在粘附力低、韧性不足以粉化脱落、防辐射性能差以及防水性差等缺点，因此市面上急需粘接力高、韧性好且防辐射、防水性能都非常优异的能用于医疗实验室或医院等强辐射场合的防辐射防水涂料。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种用于医疗实验室的防辐射防水涂料，实现以下发明目的：该涂料粘度低、施工性能好且环保无溶剂，固化后的涂层具有良好的粘接性能、韧性强不粉化且防辐射、防水性能非常优异。

2、为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种用于医疗实验室的防辐射防水涂料，所述用于医疗实验室的防辐射防水涂料包括a组份和b组份，二者按质量比1:1混配使用；

4、所述a组份的具体配方，以重量份计为：

5、端氨基超支化聚酰胺                           15~35份、

6、端氨基聚醚                                   25~50份、

7、四羟乙基乙二胺                               5~10份、

8、有机聚硅氮烷                                 1~4份、

9、双(3-氨丙基)封端聚二甲基硅氧烷               2~6份、

10、改性碳化硼                                   12~22份、

11、改性钨粉                                     18~30份、

12、改性钛酸钾晶须                               6~11份、

13、二月桂酸二丁基锡                             0.1~0.4份、

14、抗氧剂1010                                   0.1~0.4份、

15、紫外吸收剂uv-531                             0.1~0.6份、

16、分散剂油酰二乙醇胺                           1.0~2.5份、

17、消泡剂聚醚-硅氧烷共聚物                      0.1~0.3份；

18、所述端氨基超支化聚酰胺的氨基数为3~9mol/mol，分子量为300~950g/mol；

19、所述端氨基聚醚的粘度为90~800mpa·s；

20、所述有机聚硅氮烷为无色透明至淡黄色液体，粘度为15~80mpa·s，分子量为300~900g/mol；

21、所述b组份为甲苯二异氰酸酯预聚体，其粘度为200~800mpa·s，-nco的质量分数为13~25wt%；

22、以下是对上述技术方案的进一步改进：

23、步骤1、改性碳化硼的制备

24、将碳化硼粉末、端羟基聚丁二烯、甲苯放入干燥无水的反应釜内，在搅拌速率3000~5000转/分下强力搅拌分散4~8小时，然后将搅拌速率降低至800~1300转/分，升温并恒温至50~70℃，冷凝回流状态下，滴加二苯基甲烷二异氰酸酯，加入完毕后，继续恒温搅拌5~9小时，然后降至室温，离心分离，得到的固体在35~45℃下真空干燥4~7小时后，得到改性碳化硼；

25、所述碳化硼粉末、端羟基聚丁二烯、甲苯的质量比为15~35:5~11:90~120；

26、所述二苯基甲烷二异氰酸酯的加入质量为碳化硼粉末质量的8~15wt%，滴加速度为5~40克/分；

27、所述碳化硼粉末的粒径为10~500nm；

28、所述端羟基聚丁二烯的羟值为70~85mg koh/g，40℃下粘度为1~3pa·s，分子量为2500~4000g/mol。

29、步骤2、改性钨粉的制备

30、将钨粉在90~130℃下干燥4~8小时彻底除水后，加到反应釜中，然后再加入氯仿、三(乙基甲基氨基)氯硅烷、三乙醇胺，升温并恒温至70~95℃，冷凝回流下，以300~600转/分的速率搅拌反应5~11小时，降至室温出料，离心分离后将得到的固体在40~60℃下干燥10~15小时后即得到改性钨粉；

31、所述钨粉的粒径为0.1~10μm；

32、所述钨粉、氯仿、三(乙基甲基氨基)氯硅烷、三乙醇胺的质量比为15~35:95~120:8~13:10~20。

33、步骤3、改性钛酸钾晶须的制备

34、钛酸钾晶须在120~140℃下干燥3~7小时后，冷却至室温后，把钛酸钾晶须、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、无水乙醇加入反应釜中，升温并恒温至75~90℃，冷凝回流状态下，控制200~500转/分的搅拌速率，反应4~7小时，然后冷却至室温，离心分离，得到的固体于40~60℃下真空干燥3~6小时后得到改性钛酸钾晶须；

35、所述钛酸钾晶须、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、无水乙醇的质量比为20~45:5~15:110~170；

36、所述钛酸钾晶须的长度为2~10μm，长径比为3~10:1。

37、步骤4、a组份的制备

38、按a组份以重量份计的配方，将端氨基超支化聚酰胺、端氨基聚醚、四羟乙基乙二胺、有机聚硅氮烷、双(3-氨丙基)封端聚二甲基硅氧烷、分散剂油酰二乙醇胺、消泡剂聚醚-硅氧烷共聚物加入彻底干燥除水的密闭双行星搅拌机中，在搅拌速率50~80转/分，分散速率2000~3000转/分下，搅拌分散1~2小时后，将搅拌速率提升至90~120转/分，分散速率提升至3500~6000转/分，接着加入改性碳化硼，搅拌分散2~4小时后，再加入改性钨粉，继续搅拌分散3~6小时，最后加入改性钛酸钾晶须、二月桂酸二丁基锡、抗氧剂1010、紫外吸收剂uv-531，然后连续搅拌分散7~15小时后出料，灌装入包装瓶内，充氮气后密封包装，即为a组份。

39、步骤5、b组份的制备

40、向严格干燥除水的反应釜中，加入聚氧化丙烯二醇，升温至90~120℃，抽真空搅拌脱水1.5~3小时后，降温至65~80℃，加入甲苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯的加入质量以最终-nco的质量分数为13~25wt%进行计算，控制搅拌速率400~650转/分，65~80℃下恒温搅拌反应3~6小时后，得到甲苯二异氰酸酯预聚体，降温灌装入包装瓶内，充氮气后密封；

41、所述聚氧化丙烯二醇的分子量为200~800g/mol。

42、与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：

43、1、本发明用端羟基聚丁二烯和二苯基甲烷二异氰酸酯这两种物质对碳化硼粉末做了包覆，上述两种物质生成的低聚物包裹在碳化硼粉末表面，改善了碳化硼粉末与a组份中各成分相容性，从而提高了碳化硼粉末在涂料配方中的分散均匀性，这样既可以避免了因碳化硼粉末分散不均匀而造成的涂料涂层力学性能下降，又能保证最终涂层防辐射性能的均匀性和持久性；

44、2、本发明用三(乙基甲基氨基)氯硅烷和三乙醇胺对钨粉做了表面改性，降低了钨粉表面的极性，钨粉的疏水性得到提高，使钨粉更容易在端氨基超支化聚酰胺和端氨基聚醚为主体的树脂溶液中得到均匀分散，从而赋予涂层整体更为均一稳定的防辐射性能；

45、3、本发明用油酸二乙醇酰胺硼酸酯对钛酸钾晶须做了表面改性，钛酸钾晶须表面的羟基与油酸二乙醇酰胺硼酸酯发生偶联反应，从而增加了钛酸钾晶须的疏水性，这样改性过后，钛酸钾晶须混入a组份时，在分散剂油酰二乙醇胺的分散作用下，很容易在a组份的树脂体系中得到均匀分散，良好的分散状态，保证了钛酸钾晶须对涂层的增强增韧效果；

46、4、本发明在a组份中加入了端氨基超支化聚酰胺和有机聚硅氮烷这两种反应活性高且粘度非常低的低聚合度树脂，一来这两种物质可以改善涂料配方的流动性，改善涂料喷涂施工性能；二来这两种低聚合度树脂的高反应活性，既能缩短涂料的表干时间和实干时间，又能增加涂层的交联度，提高固化密度，赋予涂层更优异的力学性能和持久的防辐射性能；

47、5、本发明得到的用于医疗实验室的防辐射防水涂料，表干时间13~15min，实干时间56~67min，拉伸强度7.0~7.4mpa，断裂伸长率502~531%，撕裂强度52~57n/mm，粘接强度1.89~2.35mpa，不透水性（0.3mpa，2h）符合标准，耐冲击性（1kg·m）涂膜无裂纹、皱纹及开裂，施工性好、不加稀释剂可顺利喷涂，铅当量1.42~1.51mmpb，防辐射性能方面，辐射总剂量2.592×106gy下正常，持续用3.6gy/s的剂量辐射下第23~26天涂层起泡。