本发明属于核废料处理，涉及一种低、中放射性核废料包装容器的制备方法，具体涉及一种自由基引发剂/聚乙烯/短切碳纤维复合材料高整体容器滚塑的制备方法。
背景技术：
1、保证核废料安全地与人类生活环境隔绝是目前核能发展需要解决的一个重要问题。核废料包装作为放射性废物管理重要环节之一，利用压缩手段对核固体废物进行减容的高整体容器(hic)是目前各国较常使用的低、中放固体废物的主要方法。使用比较多的hic使用材料主要有耐蚀金属合金(美国)、钢纤维加强混凝土(法国)、hdpe(美国)、钢纤维聚合物浸渍混凝土(日本)、涂聚合物金属、金属-聚合物-混凝土多层结构、聚乙烯玻璃纤维加强塑料(美国)等几种材料，其中使用交联聚乙烯制备的高整体容器具有较好的抗辐照、抗冲击和耐生物降解性，被国际低、中放固体核废料处理广泛使用。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，提升现有聚乙烯滚塑制备的高整体容器存在的抗辐照、耐抗冲击性、耐生物降解性和力学性能差的问题，满足hic用于处置低、中水平核废料的技术要求。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，采用不同分子量的聚乙烯、半衰温度与聚乙烯熔融温度相匹配的自由基引发剂短切碳纤维添加剂，结合聚乙烯的流变性、交联反应活性、滚塑工艺技术特点和低、中水平放射性核废料处置用hic结构性能要求，制备了一种低、中水平放射性核废料处置用抗冲击、抗辐照、耐生物降解性和高力学性能的多功能一体化滚塑成型聚乙烯复合材料高整体容器，具体包括如下步骤：
4、步骤一、按照混合物料质量份计，将0.2～1份自由基引发剂、0.05～0.5份短切碳纤维和100份聚乙烯树脂混合均匀并进行烘干处理，其中：所述自由基引发剂是过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、无机硫中的任意一种；所述聚乙烯树脂的黏均分子量为(20～50)×104；所述短切碳纤维为200～500目，牌号为t800；所述混合过程经过两步操作：①预混合：将10～30份聚乙烯树脂、0.2～1份自由基引发剂、0.05～0.5份短切碳纤维加入搅拌机中搅散混合均匀，控制搅拌速度为2000～3000r/min，团聚的无机交联剂、短切碳纤维，打碎得到预混料；②正式混合：将剩余聚乙烯树脂和预混料加入搅拌机中搅散混合均匀，混合设备的搅拌速度为500～1000r/min；所述烘干处理的温度为80～100℃，时间为0.5～2h；
5、步骤二、将hic滚塑成型模具升温至100～150℃，恒温30～60min，将步骤一烘干处理后的混合物料加入到滚塑模具中，设定滚塑设备的转速使模具旋转，并加热升温至180～290℃，恒温45～120min，其中：所述滚塑设备内轴转速为6～18r/min，外轴转速为1～4r/min；
6、步骤三、保持滚塑设备转速不变冷却模具，脱模，得到低、中水平放射性核废料处置用聚乙烯复合材料高整体容器，其中：所述冷却降温的速度为2～6℃/min。
7、相比于现有技术，本发明具有如下优点：
8、1、本发明物料配方中使用了半衰期与加工温度相适应的自由基引发剂引发聚乙烯自由基交联反应，以及表面粗糙且高强高模的短切碳纤维作为增强体在界面形成强界面联接，来实现聚乙烯力学性能的提升。
9、2、本发明基于碳纤维耐化学腐蚀、耐菌、耐辐照等特性，设计制备cf/hdpe复合材料，通过碳纤维对hdpe蠕变与裂纹扩展的抑制作用，综合提高国产hdpe材料耐γ辐射-化学-生物菌多重作用腐蚀性能。
10、3、本发明混合物料采用了两次混合操作，先对本身容易聚结的碳纤维和无机交联剂与少量聚乙烯物料进行高速搅拌预混合，使聚结的填料吸收能量被充分分散，再使预混料与剩余的聚乙烯进行均匀混合。同时对物料进行烘干可以增加混合物料的干燥度，使其在滚塑机内充分流动，受热均匀，减少制品的缺陷。
11、4、本发明使用合适的引发剂和填料解决了国产聚乙烯滚塑制备的高整体容器存在的抗辐照、耐低温抗冲击性和耐生物降解性的问题，本发明制备的。
1.一种低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述步骤一中，混合过程经过两步操作：①预混合：将10～30份聚乙烯树脂、0.2～1份自由基引发剂、0.05～0.5份短切碳纤维加入搅拌机中搅散混合均匀，得到预混料；②正式混合：将剩余聚乙烯树脂和预混料加入搅拌机中搅散混合均匀。
3.根据权利要求1或2所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述聚乙烯树脂的黏均分子量为(20～50)×104。
4.根据权利要求1或2所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述短切碳纤维为200～500目。
5.根据权利要求1或2所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述自由基引发剂是过氧化氢异丙苯、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、无机硫中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述预混合时，控制搅拌速度为2000～3000r/min，正式混合时，搅拌速度为500～1000r/min。
7.根据权利要求1所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述步骤一中，烘干处理的温度为80～100℃，时间为0.5～2h。
8.根据权利要求1所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述步骤二中，滚塑设备内轴转速为6～18r/min，外轴转速为1～4r/min。
9.根据权利要求1所述的低、中水平放射性核废料处置用高性能高整体容器滚塑制备方法，其特征在于所述步骤三中，冷却降温的速度为2～6℃/min。
