[發明專利]危廢存儲容器用聚乙烯組合物

在審

• 申請號: 202010541321.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111518330A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 何英;許秋康;馬良海;華九生;吳雪松
• 申請（專利權）人: 康派新材料科技（揚州）有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L83/04;C08L83/08;C08L9/00;C08L9/06;C08L23/16;C08L7/00;C08L27/12;C08L23/34
• 代理公司: 蘇州圓融專利代理事務所(普通合伙) 32417
• 代理人: 趙磊

本發明公開了一種危廢存儲容器用聚乙烯組合物，包括如下質量份的組分：高密度聚乙烯30?80，線性低密度聚乙烯10?30，高壓低密度聚乙烯4?30，橡膠5?15，交聯劑0.1?5，活性助劑0.1?5，成核劑0.05?0.3，光穩定劑0.05?1.0，抗氧劑0.05?0.5，流變改性劑0.02?0.08。本發明以高密度聚乙烯為主體，輔以線性低密度聚乙烯及高壓低密度聚乙烯，通過添加橡膠類組分，使該聚乙烯組合物具有優異的低溫抗沖擊性能，適于用來制備危廢存儲容器，尤其是中低放核廢料存儲容器，從而該危廢存儲容器具有優異的低溫抗沖擊性能，可在低溫下存儲中低放核廢料300年以上。

技術領域

本發明涉及一種高分子復合材料，尤其涉及一種危廢存儲容器用聚乙烯組合物，用于制備存儲容器來存放核廢料等危險廢物。

背景技術

核廢料屬于危險廢物的一種，包括在核燃料生產過程中產生的和核反應堆的核燃料燃盡后剩余的具有放射性的乏燃料。核廢料包括中低放射性核廢料和高放射性核廢料兩類，前者主要指核電站在發電過程中產生的具有放射性的廢液和固體廢物，占到了所有核廢料的99％；后者則是指從核電站反應堆芯中換下來的燃燒后的核燃料，因其具有高度放射性，俗稱為高放廢料。

按國際標準，放射性廢物根據放射性大小和衰變期長短分為高、中、低三個等級。短期核廢料衰變期為30年，中期在30年以上，長期則達千年以上。在對放射性廢物的處置方式中，低等級的廢物一般為隔離、存儲，中等級的廢物固化后進行近地面處理，高等級的廢物則采用深層地質隔離和后處理。受限于物質技術條件，我國目前多采用直接掩埋的方式來處理放射性廢物。

目前，國際上用于中低放射性核廢料的包裝容器類型很多，如鋼桶、鋼箱、混凝土容器、鑄鐵容器、玻璃鋼容器、混凝土襯壁容器、加強纖維混凝土容器、聚合物浸漬混凝土容器和高整體容器等。其中，高整體容器是一種經特殊設計制造的強度高、密封性好、化學穩定性和熱穩定性強的容器，可用于裝載未經固化或固定處理的放射性廢物。我國對于中低放射性核廢料包裝容器使用較多的是鋼桶、鋼箱和混凝土容器。

早在20世紀70年代，美國和法國就已經提出了高整體容器的概念。高整體容器的特征是在其300年以上的壽命期內能夠對其中盛裝的放射性廢物保持良好的包容性能。由于核電站產生的中低放核廢料中主要含有137Cs和90Sr核同位素，它們的半衰期均在30年左右，經過十個半衰期的衰變，其放射性活度便可降至可以忽略的水平，這也是要求中低放核廢料包裝容器具有300年服役壽命的由來。

隨著國內外對放射性廢物管理要求的不斷提高，保護人類健康、保護環境和使放射性廢物最小化已經成為各國的基本要求。高整體容器采用核廢料固化技術，是一種有特殊結構并由特殊材料制成的包裝容器，耐久性好，壽命達300 年或更長時間。不僅如此，高整體容器還有利于實現核廢料的最小化，在國際上受到越來越多的關注。基于高整體容器的使用條件和工作狀態，國際上高整體容器采用的材料有特種鋼、合金鋼、鑄鐵、聚乙烯和復合材料等，其中，聚乙烯高整體容器在美國用得較多，具有自重輕、有效裝載廢物系數大和價格相對便宜等優點，因此，受到我國核電部門的關注。我國陽江核電廠和海陽核電廠先后引進了交聯聚乙烯高整體容器工藝處理濕固體核廢料。

美國的聚乙烯高整體容器采用了聚乙烯交聯技術，生產應用始于上世紀80 年代，目前已得到廣泛使用。該聚乙烯高整體容器實現了核廢料存放300年以上的安全使用目標，這就不僅要求聚乙烯具有較好的剛韌平衡性，良好的耐腐蝕性和阻隔性，尤其是要具有突出的耐輻照、耐蠕變和耐環境應力開裂性能。

聚乙烯高整體容器雖然在常溫下具有良好的物理機械性能、化學穩定性、耐腐蝕性和電絕緣性等優點，但在-40℃低溫下的抗沖擊性較差，即在極寒氣候條件下很容易脆化破裂，存儲核廢料存在巨大的安全隱患。而且，低溫抗沖擊問題是本領域一直想解決而久未解決的一個技術問題。

鑒于此,需要開發一種安全使用壽命達300年以上的，尤適于在極寒氣候下存儲以核廢料為代表的危險廢物的容器，而該容器的制備離不開具有相應性能的聚乙烯組合物，所以需要首先開發一種用于制備該容器的聚乙烯組合物。