[發明專利]一種輕質速燃材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010465357.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111592435B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張代兵;呂曉雨;李澤;張靜怡;李宇;馮詩穎;侯迪夫;范東凱
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: C06B33/02
• 分類號: C06B33/02;C06B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種輕質速燃材料的制備方法，屬于含能材料技術領域。其特征是：以質量分數為20～80％的輕質材料和20％～80％的速燃材料為主要基體，以厚度為1～2μm的聚四氟乙烯為界面層復合而成。輕質材料為碳纖維復合聚甲基丙烯酰亞胺泡沫，速燃材料由質量分數分別為50～60％、30～70％和5～20％的金屬粉、氟聚混合物和碳材料組成；金屬粉為Al、Ti、B和Mg的混合粉末，氟聚混合物為聚四氟乙烯、六氟丙烯和聚氟乙烯的混合物，碳材料為碳納米管、石墨烯和碳纖維的混合物。采用濕法工藝制備速燃材料，再將速燃材料和與刷涂了聚四氟乙烯的輕質材料進行復合并模壓成型，獲得常壓燃速為100～1200mm/s、密度為0.1～1.0g/cm³的輕質速燃材料。該材料在藥柱內填充、多脈沖發動機等領域有重要的應用潛力。

技術領域

本發明屬于含能材料技術領域，涉及一種輕質速燃材料的制備方法。

背景技術

隨著現代武器性能的提高和發展，提出了如高速動能彈、火炮隨行裝藥和高速攔截導彈等武器系統，這些武器都要求能瞬間產生大推力，具有高初速，因此對推進劑提出了遠遠超出常規推進劑燃速的要求，要求其燃速達到1000mm/s以上。另外，對于某些大長細比較大的藥柱和燃面結構較復雜的藥柱，為保證其結構的完整性和穩定性，需在其內部填充輕質速燃材料進行點火，保持一定結構完整性的同時實現速燃。

一般固體推進劑在其燃燒波傳播過程中，都以熱傳導為其能量反饋的基礎，因而燃燒速度都很低，即使加上燃燒催化劑、金屬絲、超細顆粒等，線燃速也只能提高到200mm/s～300mm/s，無法達到瞬間燃燒的目的。陽世清等公開了一種高能、高燃速復合材料及其制備方法[陽世清，李義和，一種米級超高燃速高能致密復合材料及其制備方法，CN106518583A]。該材料燃速高達1000mm/s以上，但其密度較高達～2g/cm³，在某些對于輕質化要求較高的應用領域受到限制。

發明內容

本發明目的是制備一種輕質速燃材料，可應用在藥柱內填充、多脈沖發動機等領域。

本發明提供的輕質速燃材料，其特征是：以質量分數為20～80％的輕質材料和20％～80％的速燃材料為主要基體，以厚度為1～2μm的聚四氟乙烯為界面層復合而成；

本發明提供上述輕質材料及界面層的制備方法如下：

輕質材料為碳纖維復合聚甲基丙烯酰亞胺泡沫，表面刷涂1～2μm聚四氟乙烯層，干燥后備用；

本發明提供上述速燃材料的制備方法如下：

速燃材料原料為質量分數分別為50～60％、30～70％和5～20％的金屬粉、氟聚混合物和碳材料。制備方法是將聚四氟乙烯、六氟丙烯和聚氟乙烯的混合物溶解至乙酸乙酯溶劑中，待氟聚混合物充分溶解后移至反應釜中，在100～500r/min的條件下充分攪拌1～2h，逐次加入Al、Ti、B和Mg的混合粉末和碳納米管、石墨烯和碳纖維的混合物，繼續攪拌1～2h至均勻，增加水浴溫度至80℃除去部分乙酸乙酯溶劑，降低水浴溫度至室溫并攪拌1-4h停止加熱，獲得速燃材料漿料，放置待用；

本發明提供上述輕質速燃材料的制備方法如下：

將速燃材料漿料與干燥后的輕質材料及界面層復合物，在100℃～200℃的條件下復合并模壓成型，獲得輕質速燃材料。

目前，獲得常壓燃速為100～1200mm/s、密度為0.1～1.0g/cm³的輕質速燃材料未見報道。

具體實施方式

1.在碳纖維復合聚甲基丙烯酰亞胺泡沫表面刷涂1.0±0.2μm聚四氟乙烯層，干燥后備用；