[發(fā)明專利]一種含能材料復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610333311.9
• 申請(qǐng)日: 2016-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN107400033B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆石;焦清介;黃榮慧;孫璐;張偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C06B21/00
• 分類號(hào): C06B21/00;C06B25/28;C06B25/34;C06B43/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發(fā)明涉及含能材料制備領(lǐng)域的一種含能材料復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的方法包括將聚合物和炸藥在內(nèi)的組分溶解在溶劑中，制成前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液以液滴的形式噴出在高壓靜電場中，液滴破碎成微小液滴，微小液滴逐漸變?yōu)楦稍锏男∏?，接收于極板上沉積，干燥，即可得到所述含能材料復(fù)合微球。本發(fā)明的方法成本低廉，工藝簡單，產(chǎn)物尺寸均勻，適合連續(xù)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含能材料制備領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種含能材料復(fù)合微球及其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

含能材料的球形化制備一直是該研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，包括含能聚合物的球形化及炸藥的球形化制備。硝化棉(NC)球形藥是雙基、改性雙基推進(jìn)劑的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣對(duì)推進(jìn)劑的燃燒性能和力學(xué)性能具有很大的影響。早在1936年Olsen就提出了硝化棉球形藥的制造原理，隨后各國研究者先后對(duì)其進(jìn)行了大量的研究。炸藥的球形化制備可以提高炸藥的安全性并對(duì)混合炸藥的制備工藝起到一定的優(yōu)化作用。聚合物-炸藥微球比聚合物微球的能量高，而安全性優(yōu)于炸藥微球，因此兼具了聚合物微球和球形化炸藥的部分優(yōu)點(diǎn)。球形藥的制備多采用懸浮法、內(nèi)溶法、層層組裝法等，然而上述方法具有加工工藝復(fù)雜、成本高、反應(yīng)時(shí)間長、有副產(chǎn)物產(chǎn)生等缺點(diǎn)，且現(xiàn)有的聚合物微球制備方法存在大小不均一、具有粘連性的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種含能材料復(fù)合微球，具體地說涉及一種含能材料復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的制備方法工藝簡單、反應(yīng)時(shí)間短、副產(chǎn)物較少，在常溫常壓下就可以完成，且制備的微球粒徑較均一。

本發(fā)明目的之一的一種含能材料復(fù)合微球，其組分包括聚合物和炸藥在內(nèi)；所述聚合物與炸藥的重量比為2︰98～98︰2，優(yōu)選為2︰98～60︰40，進(jìn)一步優(yōu)選為5︰95～50︰50。其中，所述聚合物可選自硝化棉、聚疊氮縮水甘油醚、端羥基聚丁二烯中的至少一種；所述炸藥可選自環(huán)三亞甲基三硝胺(黑索金)、環(huán)四亞甲基四硝胺(奧克托今)、六硝基六氮雜異伍茲烷(CL-20)中的至少一種；所述含能材料復(fù)合微球的粒徑為50nm～100μm，優(yōu)選50nm～10μm，進(jìn)一步優(yōu)選50nm～2μm，更進(jìn)一步優(yōu)選50nm～500nm。

現(xiàn)有市場上制備含能復(fù)合物微球一般得到的是幾十微米甚至是幾百微米以上的微球，本申請(qǐng)可以制備粒徑為50nm～100μm的微球，粒徑可以達(dá)到納米級(jí)，而且球形度好。含能材料球形化具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于含能材料來說，表面光滑、無棱角的單質(zhì)炸藥粒子比普通炸藥顆粒的安全性提高許多，而且能夠大幅度提高裝藥密度，進(jìn)而提高裝藥的爆轟性能。本申請(qǐng)采用聚合物和炸藥復(fù)合制備微球是為了降低高能炸藥的感度，現(xiàn)有技術(shù)中很多是加入惰性化合物或者是能量較低的聚合物，而本申請(qǐng)加入的是含能聚合物，在改善炸藥感度的同時(shí)又不會(huì)使炸藥的輸出能量降低較多。

本發(fā)明目的之二的一種含能材料復(fù)合微球的制備方法，包括如下步驟：

將包含所述聚合物和炸藥在內(nèi)的組分溶解在溶劑中，制成前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液以液滴的形式從噴頭噴出在高壓靜電場中，液滴破碎成微小液滴，微小液滴逐漸變?yōu)楦稍锏男∏?，接收于極板上沉積，進(jìn)一步干燥，即可得到所述含能材料復(fù)合微球。

具體地，首先將上述包含聚合物和炸藥在內(nèi)的組分按一定比例溶解在溶劑中，制備成均勻穩(wěn)定的前驅(qū)體溶液，可將前驅(qū)體溶液加入注射器，緩慢推注(如可采用蠕動(dòng)泵)使其以液滴的形式從噴頭噴出，在高壓靜電場中，液滴破碎成微小液滴，隨著微小液滴在電場中加速運(yùn)動(dòng)，溶劑逐漸蒸發(fā)，液滴逐漸變?yōu)楦稍锏男∏?，在極板上沉積接收(可以在極板上預(yù)先貼上鋁箔，使小球沉積接收在鋁箔上，在進(jìn)一步干燥時(shí)，直接將鋁箔置于烘箱中干燥)，在烘箱中40～50℃保存20～24h使溶劑全部揮發(fā)(可以用普通烘箱，也可用真空烘箱，若用真空烘箱，真空度一般保持在80％以上)。即可得到含能材料復(fù)合微球。所述溶劑可選自乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯等中的至少一種。其中，所述前驅(qū)體溶液中聚合物和炸藥的重量之和占前驅(qū)體溶液重量的2％～10％，優(yōu)選為2％～8％。