CN104944423B

CN104944423B - 一种高能点火药及制备方法

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Publication number: CN104944423B
Application number: CN201510316549.6A
Authority: CN
Inventors: 刘吉平; 毕晓露; 韩钊武; 刘晓波; 韩开晋; 王晶
Original assignee: Guizhou Run Jin Carbon Materials Co Ltd; Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Guizhou Run Jin Carbon Materials Co Ltd; Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2018-03-02
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: CN104944423A

Abstract

本发明涉及一种高能点火药及制备方法，属于含能材料领域。一种高能点火药包括秸秆15～35％；氧化剂35～50％；氢化物15～25％；过氧化物10～20％；粘结剂2～8％；该点火药的制备工艺如下：按照按上述比例称取各组分；然后将粘结剂通过无水溶剂制成液体胶，分别包覆氢化物、氧化物、过氧化物，然后将包覆后的物质和秸秆混合均匀，再滴加液体胶在混合物上，搅拌均匀，过筛、干燥、再过筛得到高能点火药。本发明的安全性高，在氧化物、氢化物和过氧化物的表面包覆一层性能良好的保护膜，降低感度，提高运输和使用的安全性；点火药中应用高能量的氢化物和高氧化性的过氧化物，在反应过程中释放大量的能量和气体，形成稳定的压力，发火可靠性高。

Description

一种高能点火药及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高能点火药及制备方法，属于含能材料领域。

背景技术

含能材料的点火过程是指当其承受外部激励后温度升高而引起一系列点火反应发生并使含能材料自行持续燃烧的过程。点火系统中点火药燃烧产生的气相和固相产物的物理、化学等方面特性是决定点火过程优劣的重要因素。为了达到迅速有效的点燃效果，点火药燃烧时应能够产生大量高温气体和一定比例的灼热固体颗粒，提高足够的能量和温度，同时具有较高的燃速以提高能量传输效率，缩短点火延迟期，以满足不同炸药、推进剂等对点火药在热量、气体、灼热粒子等方面的要求。

目前，黑火药和奔奈药是武器系统中使用最广泛的点火药，然而它们在使用过程中存在不可避免的缺点，例如黑火药的吸湿性较高，生成的固体粒子少，不能产生稳定的压力，同时黑火药燃烧后产生大量残渣，特别是残渣中可溶性硫酸盐的存在对武器系统造成了严重的烧蚀和腐蚀。奔耐药存在点火一致性较差和点火强度不足的缺点。除了黑火药和奔耐药之外，将金属粉和高氯酸钾或硝酸钾混合物可以作为点火器中的点火药，但是存在一定的安全隐患。使用鳞片形状的金属粉代替金属粉末可以降低感度，但加工过程中需要将金属粉末制成特殊的形状，增加了成本。B/HNO₃点火药，具有良好的性能，但由于原料硼的价格昂贵，其使用范围受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种高能点火药及制备方法，该点火药具有能量高、反应迅速稳定、点火能力强、成本低、无污染等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高能点火药，其配方中分组分的质量分数如下：

所述秸秆为玉米秸秆、高粱秸秆、棉花秸秆、谷子秸杆，粒径≤0.01mm。

所述氧化剂为硝酸钾、高氯酸钾，粒径为40～100μm。

所述氢化物为氢化铝、氢化铈、氢化镧，粒径≤0.05mm。

所述过氧化物为过氧化钾、过氧化钙，粒径≤0.07mm

所述粘结剂为乙酸乙酯、聚缩水甘油醚硝酸酯、硝化聚丁二烯。

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、按照配方比例称取秸秆、氧化剂、氢化物、过氧化物、粘结剂；

步骤二、将步骤一称量的粘结剂分为四份，第一份的质量为氢化物的0.1～0.5％，第二份质量为氧化物质量的0.1～0.5％，第三份质量为过氧化物的0.1～0.5％，第四份为剩余的粘结剂；

步骤三、将步骤二中的第一、第二、第三份粘结剂分别滴加到步骤一称取的氢化物、氧化物和过氧化物中，捏合均匀后干燥，研磨、过筛，分别得到包覆后的氢化物、包覆后的氧化物、包覆后的过氧化物；

步骤四、将步骤三得到的包覆后的氢化物、包覆后的氧化物、包覆后的过氧化物和步骤一称量的秸秆混合均匀，然后滴加步骤二中第四份粘结剂，捏合均匀后过筛，形成颗粒状点火药；

步骤五、将步骤四得到的颗粒状点火药干燥、过筛，得到高能点火药。

有益效果

1、本发明的一种高能点火药，能量高，点火药中应用高能量的氢化物和高氧化性的过氧化物，在反应过程中释放大量的能量和气体，形成稳定的压力，发火可靠性高。

2、本发明的一种高能点火药及其制备方法，安全性高。在氧化物、氢化物和过氧化物的表面包覆一层性能良好的保护膜，降低感度，提高运输和使用的安全性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：20g玉米秸秆、43g硝酸钾、20g氢化铈、15g过氧化钙、2g乙酸乙酯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取20g玉米秸秆、43g硝酸钾、20g氢化铈、15g过氧化钙、2g乙酸乙酯；

2)将粘结剂分为四份，第一份0.04g，第二份为0.086g，第三份为0.03g，第四份为1.844g；

3)第一、第二、第三分粘结剂分别滴加到称取的氢化物、氧化物和过氧化物中，滴加完后捏合20min；在温度为30℃的条件下干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟20滴；

4)将3)得到的包覆物质和秸秆混合均匀，滴加1.866g粘结，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

5)将颗粒状的物质在25℃、真空度位0.04MPa的真空条件下干燥5h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为11.2kJ/g，单位产气量283ml/g，残渣38.7％，质量为0.2g时最大压力为1.8Mpa、燃速为1.81m/s高能点火药。

实施例2：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：35g高粱秸秆、32g高氯酸钾、15g氢化镧、10g过氧化钾、8g聚缩水甘油醚硝酸酯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取35g高粱秸秆、32g高氯酸钾、15g氢化镧、10g过氧化钾、8g聚缩水甘油醚硝酸酯。

2)从粘结剂中分别取出0.015g、0.032g、0.02g，分别滴加到氢化镧、高氯酸钾和过氧化钾上，捏合15min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟20滴；

3)将2)得到的包覆物质和秸秆混合均匀，滴加7.933g粘结，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在40℃、真空度为0.04MPa的真空条件下干燥5h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为10.5kJ/g，单位产气量267ml/g，残渣37％，质量为0.2g时最大压力为1.72Mpa、燃速为1.78m/s高能点火药。

实施例3：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：15g棉花秸秆、50g高氯酸钾、17g氢化铝、15g过氧化钾、3g硝化聚丁二烯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取15g棉花秸秆、50g高氯酸钾、17g氢化铝、15g过氧化钾、3g硝化聚丁二烯。

2)从硝化聚丁二烯中分别取出0.051g、0.05g、0.03g，分别滴加到氢化铝、高氯酸钾和过氧化钾上，捏合25min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟20滴；

3)将2)得到的包覆物质和秸秆混合均匀，滴加2.869g硝化聚丁二烯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在60℃、真空度为0.03MPa的条件下干燥3h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为12.8kJ/g，单位产气量294ml/g，残渣50％，质量为0.2g时最大压力1.98Mpa、燃速为1.85m/s高能点火药。

实施例4：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：30g谷子秸秆、35g硝酸钾、20g氢化镧、10g过氧化钙、5g乙酸乙酯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取30g谷子秸秆、35g硝酸钾、20g氢化镧、10g过氧化钙、5g乙酸乙酯。

2)从乙酸乙酯中分别取出0.1g、0.175g、0.02g，分别滴加到氢化镧、硝酸钾和过氧化钙上，捏合10min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟35滴；

3)将2)得到的包覆物质和谷子秸秆混合均匀，滴加4.705g乙酸乙酯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在60℃、真空度为0.025MPa的真空条件下干燥2.5h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为12.4kJ/g，单位产气量289ml/g，残渣38.7％，质量为0.2g时最大压力为1.67Mpa、燃速为1.66m/s高能点火药。

实施例5：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：18g棉花秸秆、38g硝酸钾、25g氢化铈、13g过氧化钙、6g聚缩水甘油醚硝酸酯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取18g棉花秸秆、38g硝酸钾、25g氢化铈、13g过氧化钙、6g聚缩水甘油醚硝酸酯。

2)从聚缩水甘油醚硝酸酯中分别取出0.075g、0.114g、0.026g，分别滴加到氢化铈、硝酸钾和过氧化钙上，捏合10min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟40滴；

3)将2)得到的包覆物质和棉花秸秆混合均匀，滴加5.785g聚缩水甘油醚硝酸酯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在60℃、真空度为0.025MPa的真空条件下干燥2.5h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为11.9kJ/g，单位产气量267ml/g，残渣37％，质量为0.2g时最大压力为1.78Mpa、燃速为1.65m/s高能点火药。

实施例6：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：22g玉米秸秆、34g高氯酸钾、22g氢化铝、18g过氧化钾、4g硝化聚丁二烯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取22g玉米秸秆、34g高氯酸钾、22g氢化铝、18g过氧化钾、4g硝化聚丁二烯。

2)从硝化聚丁二烯中分别取出0.11g、0.17g、0.018g，分别滴加到氢化铝、高氯酸钾和过氧化钾上，捏合15min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟45滴；

3)将2)得到的包覆物质和玉米秸秆混合均匀，滴加3.702g聚缩水甘油醚硝酸酯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在30℃、真空度为0.03MPa的条件下干燥2.5h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为12.6kJ/g，单位产气量284ml/g，残渣44％，质量为0.2g时最大压力为1.81Mpa、燃速为1.77m/s高能点火药。

实施例7：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：31g谷子秸秆、38g硝酸钾、16g氢化铈、10g过氧化钾、5g硝化聚丁二烯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取31g谷子秸秆、38g硝酸钾、16g氢化铈、10g过氧化钾、5g硝化聚丁二烯。

2)从硝化聚丁二烯中分别取出0.08g、0.19g、0.02g，分别滴加到氢化铈、硝酸钾和过氧化钾上，捏合30min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟32滴；

3)将2)得到的包覆物质和谷子秸秆混合均匀，滴加4.71g硝化聚丁二烯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在30℃、真空度为0.03MPa的条件下干燥3h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为10.8kJ/g，单位产气量314ml/g，残渣46％，质量为0.2g时最大压力为1.85Mpa、燃速为1.80m/s高能点火药。

实施例8：

一种高能点火药，其配方中各组分的质量为：34g高粱秸秆、32.5g高氯酸钾、14g氢化镧、16g过氧化钙、3.5g乙酸乙酯；

一种高能点火药的制备方法，具体步骤如下：

1)称取34g高粱秸秆、32.5g高氯酸钾、14g氢化镧、16g过氧化钙、3.5g乙酸乙酯。

2)从乙酸乙酯分别取出0.042g、0.065g、0.08g，分别滴加到氢化镧、高氯酸钾和过氧化钙上，捏合25min；在温度为30℃的条件下，干燥5h，研磨、过100目筛子，其中滴加速度均为每分钟34滴；

3)将2)得到的包覆物质和高粱秸秆混合均匀，滴加3.313g硝化聚丁二烯，捏合30min，然后过20目的筛子，形成颗粒状；

4)将颗粒状的物质在30℃、真空度为0.03MPa的条件下干燥3h；最后过100目的筛子，得到燃烧热为11.7kJ/g，单位产气量283ml/g，残渣45.6％，质量为0.2g时最大压力为1.87Mpa、燃速为1.81m/s高能点火药。

Claims

1.一种高能点火药，其特征在于:其配方中各组分的质量分数如下：

，

具体步骤如下：

步骤五、将步骤四得到的颗粒状点火药干燥、过筛，得到高能点火药；

所述氢化物为氢化铝、氢化铈、氢化镧，粒径≤0.05mm。

2.如权利要求1所述的一种高能点火药，其特征在于：所述秸秆为玉米秸秆、高粱秸秆、棉花秸秆、谷子秸杆，粒径≤0.01mm。

3.如权利要求1所述的一种高能点火药，其特征在于：所述氧化剂为硝酸钾、高氯酸钾，粒径为40～100μm。

4.如权利要求1或2所述的一种高能点火药，其特征在于：所述过氧化物为过氧化钾、过氧化钙，粒径≤0.07mm。

5.如权利要求1所述的一种高能点火药，其特征在于：所述粘结剂为乙酸乙酯、聚缩水甘油醚硝酸酯、硝化聚丁二烯。