中 国 环 氧 树 脂 应 用 技 术 学 会 网
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材料论述
耐核辐射涂料是指具有抗辐射和吸收性能的有机涂料和无机涂料，主要用于核反应堆、核电站、同位素试验室和其它容易受放射性污染的建筑、装置和设备的内外表面保护，要求其具有高度抗辐射和容易去污、耐腐蚀性能及其它应该具备的特殊化学抗性，并且能够吸收腐蚀，以便保护放射源周围的环境。
耐核辐射涂料的研究是随着核技术的发展而诞生的。它起始于二战期间，20世纪50年代前后速发展起来，现已形成系列产品并在世界许多核能利用国家得到广泛应用。
现将耐核辐射涂料有关品种介绍如下：
具有测量、吸收等功能的涂料美国现能够生产一种涂料，当它与某种核燃料接触时就会变色。例如，辐射测定涂料，当辐射量达到某一界限时，涂料就会变成红色，这对核泄漏和污染的测定很有意义。美国的原能协会还研究出一种涂料，能够吸收由反应堆所释放出来的腐蚀性碘131的蒸汽，甲基碘和碘化氢等，可用在反应堆防护事故的外壳容器的内壁，起着类似海绵的作用，能吸收碘化物。
耐辐照涂料美国和前苏联某些原子能装置的电气设备上用的涂料包括聚苯基硅氧烷、环氧、聚乙烯、聚酯及含氟树脂涂料等。前苏联还研究出一种核电站用的不燃性环氧涂料，该涂料含有3％～24％的不燃性CH2Cl2作烯释剂，可用于钢铁和水泥构件的涂装保护，附着力好，耐辐射，不燃烧。意大利的涂料公司开发了两种耐辐射涂料，一种是聚酯涂料，另一种是加了固化剂的环氧涂料，它们都可用于钢铁、镀锌铁和混凝土的表面保护。
我国研究和生产的耐辐照涂料，可用于核电站中的设备、地面、墙壁、安全壳等部位的保护，能够阻止放射线及放射性灰尘对其污染。国内研究的抗辐照灌封胶可以耐中子的强辐照，在高温条件下，其电性能和其它化学性能变化很小。我国在20世纪90年代还研制出一种适用于放射性固体废物钢制包装容器的涂料。该涂料为双组分双酚A型环氧树脂涂料，它不仅具有对钢制容器优良的附着力和抗化学介质性能、耐碱性、热稳定性，而且抗辐射性能优良，容易去除放射性污染。该涂料的固化剂为改性的芳香胺，具有低毒性、液态化、相容性好、固化速度适中等特点，由于芳香环的结构而使涂层的抗辐照性能和耐热性能均有一定的改善。
去污涂料国外研究表明，环氧树脂涂料、含氟聚合物涂料和聚乙烯涂料（涂层）的抗污染性能最好，也最容易清洗，特别是胺固化的环氧树脂涂料为最好。高氯化的乙烯树脂涂料、有机硅涂料、聚氨酯涂料稍次。但各国的研究结果不一致。前苏联多采用聚氨酯涂料作墙壁的保护，地板则采用聚乙烯或加有砂子的环氧聚酰胺和环氧乙烯涂料保护。美国和英国多采用氯化橡胶涂料作保护，聚氨酯涂料和环氧涂料也用的较多，如双组分聚氨酯涂料、湿固化聚酯涂料和无溶剂环氧涂料、乙烯类可剥涂料等。原西德也采用挥发温度在130摄氏度左右的丙烯酸树脂涂料，喷涂在被保护表面上（该温度低于被保护表面的允许温度），形成保护 ，具有很好的抗污染性能。加拿大主要使用胺固化环氧树脂涂料和可剥性乙烯类涂料的复合涂层，墙壁则采用加有砂子的环氧树脂涂料和带有抗污染颜料的涂料及面漆的复合涂层，以抗冲击和耐污染。
国内研制生产的可剥离掩蔽涂料是采用嵌段弹性聚合物、有机树脂和各种具有抗辐射性能的颜填料及助剂组成。涂膜具有耐浓硫酸介质腐蚀和抗丙醇、自来水、去离子水冲刷的性能，而且涂层具有一定的柔韧性及可剥离性。根据情况可随时剥离，以达到去除放射性污染的目的。中国原子能科学研究院的可剥离去除放射性污染涂料，由聚醋酸乙烯乳液或其他乳液，聚乙烯醇缩甲醛改性树脂，复合添加剂三者组成，经科学加工制成涂料，涂于放射的表面干燥成膜，剥离涂膜可达到去污的目的。该涂料的去污能力强、易于剥离，可用于核工业和核电站设施的去污。
1. 钢结构用防腐蚀涂料为保护在高湿度条件下的金属结构，原苏联采用环氧树脂磁漆。工艺条件为：在涂底漆之前，对钢的表面进行喷砂，然后涂底漆，最后再涂3～4道的聚氨基甲酸酯磁漆。以多元醇酸树脂为基料的磁漆在耐湿性能上优于清漆，因此广泛用于保护建筑结构。原苏联就采用邻苯二甲酸酐树脂磁漆来保护建筑结构，先用磷酸盐对钢结构表面进行处理，然后涂上酚醛底漆，再在上面涂上醇酸磁漆，就可以起到可靠的保护作用。
2. 其他配套装置用防腐蚀涂料在反应堆的装置中，有多种设备，如水箱、水净化装置、泵等，在使用过程中不断地受到冷水的作用。在此种情况下，为使底材不受到腐蚀，采用耐水涂料是必要的。以二乙烯乙炔为基料的涂层具有很特殊的性能，耐火性能好，对钢材的附着力好，在室温下自干，因此它们在造船业和其他工业领域得到广泛应用。为使反应堆结构免受冷水的影响，在以二乙烯乙炔为基料的涂层中，可以采用加有铝粉的涂料，这些涂层在淡水中使用3年后，仍然完好。
以乙烯类树脂为基料的涂层在室温的水中具有优良的稳定性。在美国，为使贮水槽和水管壁免冷水的作用，在经过喷砂处理的表面上，广泛采用了乙烯类涂料。在原苏联的产品中，以乙烯和乙烯醋酸酯的共聚物为基料的磁漆，具有非常好的耐水性。复合涂层工艺如下：在用磷酸盐处理过的底材上涂1～2道底漆，然后涂4～5道氯乙烯和乙烯醋酸酯的共物为基料的磁漆，在室温下干燥。该复合涂层在室温和蒸馏水为断作用下，使用两年半以后，涂层保持不变。这些涂层可以用于反应堆构造中。
3. 耐热腐蚀涂料水净化装置和生产保护体系的一系列设备在使用过程中不断受到热水的作用，由于涂层的热稳定性差，所以开始时并不用涂料（涂层）来保护。随着涂料研究的发展，新的涂层的耐热性能提高，它们在热水中有足够高的稳定性，因此可以用来保护在热水条件下的钢材。氟碳聚合物具有极好的耐化学性能，它们是制造高温防腐涂料的最好材料。早在第二次世界大战后，为了保护生产U235时所遇到的高度腐蚀性环境，就采用了聚四氟乙烯涂料。
在反应堆装置中，涂层保护作用的可靠性和寿命不仅取决于涂料的性能，而且还取决于涂层的工艺规程和表面预处理的质量。众所周知，粗糙表面上涂层比光滑表面上的涂层附着更牢固。喷砂处理使金属表面的粗糙程度很均匀，涂层的附着就好得多，喷砂处理和磷酸盐处理是钢结构在涂装之前最有效的表面预处理方法。底材处理后进行镀铝或锌（喷镀金属的方法），然后再涂装，可以有效地保护高温度条件下或在水中使用的钢结构材料。因为涂膜或多或少地可被水渗入，而铝或锌的保护层可阻碍水分向钢材表面渗透。这种涂层体系在国外广泛地用来保护核电站和其他结构材料。
特别需要提及的是，在反应堆构造中，采用适当的有机涂层材料保护钢制件或其他设施不受腐蚀也是非常有效的。对于原子能核电站或反应堆构造来说，最有效的是以醇酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂以及二乙烯乙炔类为基料的涂层，因为它们的照稳定性和耐潮湿性高，在核工业技术中使用这类涂层可以有效地对反应堆的钢结构材料和其他设施进行保护，以达到保证使用质量和安全运行的目的。
宁夏最大的民营企业－－宁夏大荣化工冶金有限公司自行研制开发的单氰胺、电子级双氰胺通过国家科技部评审，获得国家级高新技术产品证书；又接到从南美传来的一次性出口液体单氰胺214吨的订单，再创我国液体单氰胺大批量出口的新高。
近年来，大荣公司立足宁夏资源优势，把主导产品定位于电石深加工产品链上，先后开发出以电石为基础原料的石灰氮、双氰胺、单氰胺、硫脲、O－甲基异脲等20多个系列化产品，以氰胺系列产品总量大、质量优、品种全的综合优势，发展成为我国电石深加工行业重要的出口创汇基地和科技创新基地，已成为国际第三大氰胺系列产品生产企业。新改扩建的年产25000吨石灰氮回转氮化炉，创全国同行业产量最大、质量最优、工艺技术领先的新纪录。
该公司新开发的电子级双氰胺主要指标含量已达到99.7％以上，含钙、铁、灰分等7项指标也达到国外同类产品的质量标准。在扩大出口的同时，替代进口产品进入了国内履铜板生产企业，被大多数厂家接受。而单氰胺，目前只有德国、挪威、日本等少数国家能生产，国内仅有的几家生产企业均因技术不过关而被迫停产或转产。大荣公司引进技术建成了年产3000吨单氰胺生产线，成功地开发了液体、晶体单氰胺，其主要指标含量分别达到50％、98％以上，其它指标均达到国外同类产品的质量标准。批量出口用于植物调节剂、食品生产和化工中间体。
目前，该公司的特色产品、高科技含量和高效益新产品对企业经济效益的贡献率大幅度提高，并使企业连年保持强劲的出口创汇势头，1999年出口创汇达500万美元，2000年出口创汇已达650万美元。
环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种。由于它具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，所以用它配制的环氧树脂胶粘剂素有“万能胶”之美称，广泛应用于化工、轻工、水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航天航空等工业领域，对国民经济发展起着极其重要的作用。
世界环氧树脂生产发展较，1999年全球环氧树脂生产能力已达到150万吨。专家预测，2003年可达到160万吨左右，2010年可望超过170万吨。目前生产能力主要集中在美国、西欧和日本三大地区或国家。其中三大著名跨国公司－－汽巴精化公司、陶氏化学和壳牌公司是三大生产厂家。近年来我国环氧树脂开发和应用研究发展迅速，由年生产能力不足1.5万吨，发展到目前的20万吨／年左右，预计2010年将达到30万吨左右。目前环氧树脂发展的总体趋势是产能速增长，生产趋向集中；产品向系列化、功能化发展，质量普遍提高；适应国际市场需求变化，强化特种树脂和配套助剂的开发。
目前国外大集团公司既注重产品质量，又注重新产品的开发，使之系列化、功能化。首先，在产品质量方面，国外环氧树脂产品质量普遍比较好，主要表现在以下几个方面：一是树脂色泽浅，液态树脂无色透明，固态树脂为纯白色；二是环氧当量变化幅度小；三是分子量比较集中；四是挥发物杂质含量低；五是水解率及Na含量低。其次，在新产品开发方面，跨国公司根据市场需求的变化，及时改变生产策略。近年来已经开发和推广应用的特种树脂品种主要有溴代环氧树脂、双酚F环氧树脂、邻甲酚酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂及新型液晶环氧树脂等。
在环氧树脂消费结构中，美国和西欧在涂料领域用量最大，均为50％；日本电子电气消费占首位，涂料则占第二位，约40％；中国粉末涂料占首位，为40.4％，敷铜板、绝缘材料和电工浇铸料分别为17.57％、11.59％和10.54％。目前国外汽车工业中环氧树脂涂料年均增长率为10％左右。随着汽车及相关行业的快速发展，今后对环氧树脂涂料及胶粘剂的需求将会有新的突破。
新材料技术的发展不仅促进了信息技术和生物技术的革命，而且对制造业、物资供应以及个人生活方式产生重大的影响。记者日前采访了中国科学院“高科技发展报告”课题组的有关专家，请他们介绍了当前世界上新材料技术的研究进展情况及发展趋势。
材料技术的进步使得“芯片上的实验室”成为可能，大大促进了现代生物技术的发展。新材料技术的发展赋予材料科学新的内涵和广阔的发展空间。目前，新材料技术正朝着研制生产更小、更智能、多功能、环保型以及可定制的产品、元件等方向发展。
纳米材料20世纪90年代，全球逐步掀起了纳米材料研究热潮。由于纳米技术从根本上改变了材料和器件的制造方法，使得纳米材料在磁、光、电敏感性方面呈现出常规材料不具备的许多特性，在许多领域有着广阔的应用前景。专家预测，纳米材料的研究开发将是一次技术革命，进而将引起21世纪又一次产业革命。日本三井物产公司曾在去年末宣布该公司将批量生产碳纳米管，从2002年4月开始建立年产量120吨的生产设备，9月份投入试生产，这是世界上首次批量生产低价纳米产品。美国IBM公司的科研人员，在2001年4月，用碳纳米管制造出了第一批晶体管，这一利用电子的波性，而不是常规导线实现传递住处的技术突破，有可能导致更快更小的产品出现，并可能使现有的硅芯片技术逐渐被淘汰。
在碳纳米管研究方兴未艾的同时，纳米事业的新秀－－“纳米带”又问世了。在美国佐治亚理工学院工作的三位中国科学家2001年初利用高温气体固相法，在世界上首次合成了半导体化物纳米带状结构。这是继发现多壁碳纳米管和合成单壁纳米管以来，一维纳米材料合成领域的又一大突破。这种纳米带的横截面是一个窄矩形结构，带宽为30～300mm，厚度为5～10nm，而长度可达几毫米，是迄今为止合成的惟一具有结构可控且无缺陷的宽带半导体准一维带状结构。目前已经成功合成了氧化锡、氧化铟、氧化隔等材料纳米带。由于半导体氧化物纳米带克服了碳纳米管的不稳定性和内部缺陷问题，具有比碳纳米管更独特和优越的结构及物理性能，因而能够更早地投入工业生产和商业开发。
超导材料超导材料在电动机、变压器和磁悬浮列车等领域有着巨大的市场，如用超导材料制造电机可增大极限输出量20倍，减轻重量90％。超导材料的研制，关键在于提高材料的临界温度，若此问题得到解决，则会使许多领域产生重大变化。去年，科学家在超导材料上有不少新收获，相继发现了临界温度更训的新型超导材料，使人类朝着开发室温超导材料迈出了一大步。在日本，有人发现二硼化镁可在－234℃成为超导体，这是迄今为止发现临界温度最高的金属化合物超导体。由于二硼化镁的发现，使世界凝聚态物理学界为之振奋。由于二硼化镁超导体易合成、易加工，很容易制成薄膜或线材，因而应用前景看好。
美国科学家在研制更具实用性超导材料方面取得了明显的进展，并开始进入实用阶段。美国底物律的福瑞斯比电站在地下铺设了360多米的超导电缆，电缆中123kg重的导线是由含铋、锶、钙、铜的氧化物超导瓷制造的。这是世界上首次实用的超导输电线路。我国在高温超导产业化技术上也获得了重大突破，目前已有高温超导线材生产线投产。据估计，到2010年超导产品可有1000亿美元的市场。但应当指出的是，除超导材料以外，还有许多配套技术需要解决，同时还要继续研究开发高温超导体，如室温超导材料。
高性能结构材料高性能结构材料具有高温强度好、耐磨损、抗腐蚀等优点。高温结构陶瓷材料目前正在研制的有碳化硅、氧化硅、氮化硅、硼化物、增韧氧化锆陶瓷和纤维增强无机合成材料等。如在内燃机中用陶瓷代替金属可减少燃料消耗30％，提高热效率50％。高性能复合材料可以根据要求进行设计，能够使材料扬避短，当前的研究重点有：纤维增强塑料、碳／碳复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料。高分子功能材料是近年来发展最快的有机合成材料，每年的递增速度达到14％。此外，美国科学家还发现了一种可和玻璃结合的化合物，这种硅烷化合物能够粘在磷酸盐玻璃表面，形成一个单一分子层和多分子层，从而可以保护玻璃表面，将腐蚀减少到最小程度，这一发现对提高玻璃的抗腐蚀性有重要意义。
随着科学技术的进步，开拓了新材料的范围，推动了新材料向列高、更新方向发展。化学工业生产了大量的化工新材料，为新材料的发展提供技术支持。同时，新材料的发展同样可以推动化学工业的科技进步、产业结构的变化。高性能结构材料的开发、应用，使一些化工机械、设备的大型化、高效化、高参数化、多功能化有了物质基础，可以满足化工生产高技术的要求，使一些化工工艺的实现成为可能。纳米材料在化学工业可广泛应用，是应用于多种化学传感器的最有前途的材料。展望21世纪，新材料技术的飞速发展，必将为我们的生活带来更美好的明天。
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