[發(fā)明專利]一種納米鋁粉的球形微米化方法

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• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109482860A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;程碧波;師鵬翔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 劉渝

本發(fā)明公開了一種納米鋁粉的微米化方法，包括：將高分子粘結(jié)劑溶解在有機(jī)溶劑形成高分子粘結(jié)劑溶液；將納米鋁粉分散在無水乙醇中，攪拌，加熱至50℃，將高分子粘結(jié)劑溶液緩慢加入到鋁粉的分散液中，持續(xù)攪拌，溶劑緩慢揮發(fā)，粘結(jié)劑析出，在攪拌過程中納米鋁粉在粘結(jié)劑作用下復(fù)合成微米顆粒。本發(fā)明針對納米鋁粉的團(tuán)聚和分散性差的問題，通過高分子粘結(jié)劑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合納米鋁粉形成微米鋁顆粒。制備過程簡單，工藝易于控制，微米球形鋁顆粒的尺寸和分布可控，從而有效防止鋁粉的團(tuán)聚、提高顆粒的分散性，同時納米顆粒復(fù)合而成的微米鋁顆粒具有納米鋁粉的高反應(yīng)活性，納米鋁粉在有機(jī)高分子作用下形成微球可以提高納米鋁粉的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米鋁粉的處理方法，具體涉及一種納米鋁粉的球形微米化方法，屬于含能材料的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

納米鋁粉因高的比表面積和反應(yīng)活性，快速的釋能速率在金屬化炸藥、推進(jìn)劑等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。然而大量的研究發(fā)現(xiàn)，納米鋁粉由于表面效應(yīng)在混合使用過程中易于團(tuán)聚，分散性差，無法和炸藥顆粒、氧化劑(AP)等組分均勻混合分散，導(dǎo)致無法澆注成型。另外納米鋁粉由于活潑的反應(yīng)性，在使用和存放過程中極易被空氣氧化，從而影響含能體系的能量密度和存儲壽命。

為了防止納米鋁粉的團(tuán)聚，提高分散性和穩(wěn)定性，對納米鋁粉進(jìn)行表面改性是現(xiàn)有主要的方法，在納米鋁粉表面包覆一層有機(jī)高分子材料，可以改變表面屬性。Christopher A.C通過分子自組裝的方法用三種不同有機(jī)酸對鋁粉表面進(jìn)行了改性包覆，能有效提高鋁粉在水中的化學(xué)穩(wěn)定性。Fred等人采用棕擱酸對納米Al粉進(jìn)行包覆，通過老化實(shí)驗(yàn)表明，表面包覆處理對Al粉的抗氧化能力有較大的提高。Guo Lian gui用高分子粘合劑HTPB對鋁粉進(jìn)行了表面包覆，可增加其在空氣中穩(wěn)定性。Young-Soon Kwon用羧酸(C₁₇H₃₃COOH)等有機(jī)酸對納米鋁粉進(jìn)行了包覆處理。

采用有機(jī)分子對納米鋁粉表面進(jìn)行改性，可以提高穩(wěn)定性，在一定程度上能防止納米顆粒的團(tuán)聚，改善了分散性，然而研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的方法在防止團(tuán)聚和提高分散性方面仍然無法滿足金屬化炸藥和推進(jìn)劑的混合澆注使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種納米鋁粉的微米化方法，通過納米鋁顆粒與高分子粘結(jié)劑復(fù)合形成球形微米鋁顆粒，提高納米鋁粉分散性，防止團(tuán)聚，在金屬化炸藥和推進(jìn)劑方面具有很好的應(yīng)用前景。該方法操作簡單，制備的鋁微球具有高的分散性和流散性，同時兼具納米鋁粉的反應(yīng)活性和快速的釋能特性。納米鋁粉在高分子粘結(jié)劑作為形成微米顆粒能提高納米鋁粉的穩(wěn)定性，防止在使用和存放過程中的再氧化。

本發(fā)明具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

納米鋁粉的微米化方法，包括：

將高分子粘結(jié)劑溶解在有機(jī)溶劑中形成高分子粘結(jié)劑溶液；

將納米鋁粉分散在溶劑中，攪拌，加熱至30～50℃，將高分子粘結(jié)劑溶液緩慢加入到鋁粉的分散液中，持續(xù)攪拌，溶劑緩慢揮發(fā)，粘結(jié)劑緩慢析出與納米鋁粉復(fù)合，在粘結(jié)劑作用下納米鋁粉復(fù)合形成微米顆粒。

更進(jìn)一步的方案是：

所述高分子粘結(jié)劑為粘結(jié)劑為偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:1共聚物粘結(jié)劑(F2311)、偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:4共聚物(F2314)、偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:3共聚物(F2313)、端羥基聚丁二烯(HTPB)、聚氨酯(Estanse)和醋酸纖維素(CAB)中的一種或幾種。

更進(jìn)一步的方案是：

所述高分子粘接劑溶液的溶劑為乙酸乙酯或乙酸乙酯/乙酸丁酯。

更進(jìn)一步的方案是：

所述的納米鋁粉的粒徑在10～200nm。

更進(jìn)一步的方案是：