[發明專利]一種連續流動的鋯粉鈍化處理方法

在審

• 申請號: 202210395838.X
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114749671A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 朱朋;費翼鵬;沈瑞祺;楊斌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B22F9/02
• 分類號: B22F9/02;B22F1/102
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明為一種連續流動的鋯粉鈍化處理方法。采用連續流動系統，系統包括依次設置的流體驅動單元、微混合單元和鋯粉鈍化主體單元；包括如下步驟：(1)將鋯粉懸浮液和聚合物溶液分別與流體驅動單元的一個入口連接；(2)設置流體流速與混合溫度，鋯粉懸浮液和聚合物溶液向微混合器流動并在微通道內混合；(3)將從微混合器流出的懸浮液連接至鋯粉鈍化主體單元，通過鋯粉鈍化主體單元形成噴霧狀液滴，同時液滴進行干燥，使懸浮液滴中的聚合物包覆在鋯顆粒表面，獲得聚合物包覆的鋯復合顆粒。本申請采用微流體與噴霧干燥結合的方法實現鋯粉連續化鈍化，結構簡單、能夠有效降低鋯粉敏感性且實驗條件容易調節，適用于鋯粉應用前的安全性處理。

技術領域

本發明屬于含能材料領域，具體涉及一種連續流動的鋯粉鈍化處理方法。

背景技術

鋯粉由于其優異的點火、燃燒性能在含能材料中有著廣泛的應用。然而，鋯粉靜電感度較高，細鋯粉在空氣中的發火點僅為85℃，能量為1.25×10^-4J時即發火，在實際應用中面臨較大的安全隱患問題。另外，未經處理的鋯粉會因緩慢氧化而在其表面產生一層薄氧化層，影響反應時鋯的活性，對應用存在一定的影響。因此，需要對鋯粉進行一定的表面處理鈍化。

通常，對粉體的表面包覆改性常采用的方法包括機械化學法、非均相凝固法、氣相沉積法、原位聚合法、分子自組裝法、置換還原法等。然而，這些方法雖然能一定程度上降低鋯粉的感度，但仍存在包覆層厚度均一性不好，顆粒包覆度不高，安全性差等缺點。因此，有必要尋找一種安全的、可實現高度包覆以保持鋯粉活性的處理方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種連續流動的鋯粉鈍化處理方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種連續流動的鋯粉鈍化處理方法，采用連續流動系統，系統包括依次設置的流體驅動單元、微混合器和溫度控制裝置組成的混合單元、以及鋯粉鈍化主體單元；包括如下步驟：

步驟(1)：將鋯粉懸浮液和聚合物溶液分別與流體驅動單元的一個入口連接；

步驟(2)：設置流體流速與混合溫度，鋯粉懸浮液和聚合物溶液向微混合器流動并在微通道內混合；

步驟(3)：將從微混合器流出的懸浮液連接至鋯粉鈍化主體單元，通過鋯粉鈍化主體單元形成噴霧狀液滴，同時液滴進行干燥，使懸浮液滴中的聚合物包覆在鋯顆粒外周，獲得聚合物包覆的鋯復合顆粒。

進一步的，所述流體驅動單元包括超聲波發生器和蠕動泵；

通過超聲波發生器使鋯粉懸浮在載液中。

進一步的，所述鋯粉粒徑范圍為1微米～20微米，所述載液為無水乙醇，鋯粉懸浮于載液的含固量為0.03g/mL～0.1g/mL。

進一步的，所述聚合物溶液通過將聚合物溶解于溶劑配制而成，聚合物溶解于溶劑的濃度為0.05g/L～3.5g/L。

進一步的，聚合物為硝化纖維素(NC)、氟橡膠(F2604)、聚疊氮縮水甘油醚(GAP)或聚乙烯醇(PVA)，溶劑為乙酸乙酯。

進一步的，步驟(2)中的鋯粉懸浮液與聚合物溶液的流速比為1：1，流速范圍為1～10mL/min。

進一步的，所述步驟(2)中的混合溫度為25～60℃。

進一步的，微混合器的功能結構是二維結構“Y”型或渦流型。

進一步的，所述鋯粉鈍化主體單元采用噴霧干燥的方式，干燥溫度為40℃～80℃。

一種聚合物包覆的鋯復合顆粒，采用上述的方法制備。

本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：