CN101759508A - 一种提高硼粉燃烧效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高硼粉燃烧效率的方法。首先按照氟橡胶∶丙酮＝1∶1～200份质量比量取，然后将氟橡胶溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，接着，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.01～0.5质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在20～70℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后，将所得产物经20～100℃干燥1～20h，得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。本发明工艺简单，操作方便，用本发明的方法制得的固体燃料硼粉的质量稳定、性能可靠，可有效提高硼粉的燃烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高硼粉燃烧效率的方法。具体是一种提高导弹使用的固体燃料硼粉燃烧效率的方法。
背景技术
战术导弹是现代国防所必需的重要武器，其射程、机动性能和超声速行进等性能取决于导弹发动机和推进剂的固体燃料能量。硼由于其较高的质量与体积能量密度，长期以来一直作为导弹使用的固体燃料之首选。然而，硼燃烧产生的氧化硼具有熔点低、沸点高的特点，氧化硼生成后会包裹在硼表面，阻止空气与硼进一步反应，因而大大降低了硼的燃烧效率。
目前，研究者们主要用无机物和有机物对硼粉进行包覆以提高其燃烧效率，如：王英红等报道了通过加入高氯酸铵(AP)来提高硼燃烧效率的方法(请参见“AP粒度和包覆层对硼燃烧的影响”，固体火箭技术，2004，27(1)：50-68)。AP包覆硼粒子有利于提高燃料的燃烧速度，但由于燃料整体缺氧严重，从而导致通过加入AP来提高硼燃烧效率的方法受到一定的限制。张琼方等报道了氟化锂对硼粉进行包覆的方法(见“超细硼粉的氟化锂包覆”，火炸药学报，2005，28(3)：8-11)，氟化锂具有除膜作用，可以去除硼燃烧后包覆在其表面的氧化硼，然而，由于无机物氟化锂本身不能燃烧，因此，氟化锂的加入增加了燃料的“死重量”，从而导致推进剂中硼含量的降低，降低了燃料整体的燃烧效率。
发明内容
本发明的目的在于公开一种工艺简单、操作方便、能有效提高硼粉燃烧效率的方法。
为了达到上述目的，本发明采用氟橡胶作为包覆材料，对硼粉表面进行了包覆。本发明利用氟橡胶对超细硼粉进行包覆后，在燃烧过程中，氟元素可将氧化硼转化为气态氟氧化硼，有效地避免了氧化硼对硼粉燃烧的阻碍作用，氟橡胶在将氧化硼转化为气态氟氧化硼而去除氧化硼的同时，本身也可以作为燃料进行燃烧供能，从而能够有效提高硼粉的燃烧效率。
具体的包覆方法是按如下步骤进行的：
选取市售工业级的氟橡胶23(偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物)、氟橡胶26(偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物)、氟橡胶246(偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物)、氟橡胶TP(四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物)、偏氟醚橡胶和全氟醚橡胶中的一种氟橡胶，按照氟橡胶∶丙酮＝1∶1～200份质量比量取，然后将氟橡胶溶解于丙酮中，得到氟橡胶溶液；接着，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.01～0.5份质量比量取硼粉并将硼粉加入氟橡胶溶液中，在20～70℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经20～100℃干燥1～20h，得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
本发明有如下优点：
1.由于本发明的氟橡胶中的氟元素可以与硼燃烧后产生的氧化硼反应生成气态的氟氧化硼，可有效地避免氧化硼对硼粉燃烧的阻碍作用，因此，提高了硼粉的燃烧效率。
2.氟橡胶本身是有机物，可作为燃料燃烧，从而提供能量，进一步提高了硼粉的燃烧效率。
3.本发明工艺简单、操作方便，用本发明制备的氟橡胶包覆的硼粉的质量稳定、且性能可靠。
具体实施方式
实施例1：
首先将1份质量的氟橡胶23溶解于1份质量的丙酮中，获得氟橡胶溶液。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.01质量比的比例量取硼粉并将硼粉加入氟橡胶溶液中，在20℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经20℃干燥20h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
实施例2：
首先将氟橡胶26溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，氟橡胶与丙酮的质量比为1∶50。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.05质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在40℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经30℃干燥15h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
实施例3：
首先将氟橡胶246溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，氟橡胶与丙酮的质量比为1∶100。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.1质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在50℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经50℃干燥10h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
实施例4：
首先将氟橡胶TP溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，氟橡胶与丙酮的质量比为1∶150。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.3质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在60℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经80℃干燥5h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
实施例5：
首先将偏氟醚橡胶溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，氟橡胶与丙酮的质量比为1∶200。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.5质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在70℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经100℃干燥1h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
实施例6：
首先将全氟醚橡胶溶解于丙酮中获得氟橡胶溶液，氟橡胶与丙酮的质量比为1∶200。然后，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.5质量比的比例将硼粉加入氟橡胶溶液中，在70℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后经100℃干燥1h后得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
Claims (4)
1.一种提高硼粉燃烧效率的方法，其特征在于：
先按照氟橡胶∶丙酮＝1∶1～200份质量比量取，然后将氟橡胶溶解于丙酮中，得到氟橡胶溶液；接着，按照硼粉∶氟橡胶＝1∶0.01～0.5份质量比量取硼粉并将硼粉加入氟橡胶溶液中，在20～70℃下搅拌，待丙酮全部蒸发后，将所得产物经20～100℃干燥1～20h，得到表面包覆有氟橡胶的硼粉。
2.根据权利要求书1所述的一种提高硼粉燃烧效率的方法，其特征在于：所述氟橡胶选自市售工业级的氟橡胶23、氟橡胶26、氟橡胶246、氟橡胶TP、偏氟醚橡胶和全氟醚橡胶中的一种。
3.根据权利要求书1所述的一种提高硼粉燃烧效率的方法，其特征在于：所述的氟橡胶23是偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物；氟橡胶26是偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物；氟橡胶246是偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物；氟橡胶TP是四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物。
4.根据权利要求书1所述的一种提高硼粉燃烧效率的方法，其特征在于：所述硼粉为市售工业级硼粉。
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