CN106631638A - 一种改善炸药件抗辐照老化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善炸药件抗辐照老化的方法，是将儿茶酚类物质的聚合物添加在炸药件中，添加的儿茶酚类物质的聚合物的含量占炸药件的质量分数0.01％～50％。本发明改善炸药件抗辐照老化的工艺简单，只需在自身的配方中添加一定含量的具有儿茶酚官能团的多巴物质的聚合物即可，添加形式不限，可以直接添加，也可以采用含能材料表面原位聚合的方式将聚合物进行添加。本发明可显著改善炸药件的抗辐照老化的性能，可大规模批量制备，且不会影响材料的晶体形状、密度和机械感度等基本特性。

Description

一种改善炸药件抗辐照老化的方法

技术领域

本发明涉及一种提高炸药件性能的方法，具体涉及一种改善炸药件抗辐照老化的方法，属于含能材料制备处理技术领域。

背景技术

随着现代武器系统和含能材料的发展，各个国家越来越关注弹药和材料的存储研究。含能材料和炸药件在存储过程中会受到外界温度、湿度、辐照等自然和人为因素的影响，使材料和部件的性能逐渐发生变化，导致其在使用时出现不可预期的输出性能。为了保证炸药件和含能材料的功能输出特性，除了研究老化因素对其的影响，而提出如何消除老化因素对材料的影响更迫在眉睫且实用性更为广泛。本发明主要利用多巴系列聚合物的吸波性能，采用直接混合添加或原位包覆的方法，将含有儿茶酚基团的多巴物质的聚合物引入炸药件中，使炸药件具有抗辐照老化的性能，使炸药件和含能材料更适应整装整储。

发明内容

本发明的目的在于以应用广泛的含能材料和炸药部件为目标，通过直接添加或原位聚合的方式将炸药部件改性，改善炸药件抗辐照老化性能，且其机械感度和力学性能不会变差，为满足弹药和含能材料的整装整储提供一种简单方便的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，是将儿茶酚类物质的聚合物添加在炸药件中。

更进一步的方案是：

添加的儿茶酚类物质的聚合物的含量占炸药件的质量分数0.01％～50％。

更进一步的方案是：

将儿茶酚类物质的聚合物添加在炸药件中，采用如下两种方法的任意一种：

A)将儿茶酚类物质先聚合，得到儿茶酚类物质的聚合物，然后将儿茶酚类物质的聚合物直接混合添加至炸药件的含能材料的药浆中固化；

或者

B)在炸药件的含能材料颗粒表面以原位聚合的方式添加儿茶酚类物质的聚合物。

更进一步的方案是：

所述方法A)包括如下步骤：

步骤A1、配置pH为8～11的碱性溶液；

步骤A2、在碱性溶液中溶解儿茶酚类物质，溶解后儿茶酚类物质的浓度为0.1g/L～20g/L，完全溶解后溶液pH值仍大于7，使用搅拌器以100r/min～1000r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.1h～48h；

步骤A3、将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗2～5遍；

步骤A4、将清洗后的材料置于50℃～80℃烘箱中1h～24h，得到儿茶酚类物质的聚合物；

步骤A5、将儿茶酚类物质的聚合物按比例直接混合添加至炸药件的含能材料的药浆中固化。

更进一步的方案是：

所述方法B)包括如下步骤：

步骤B1、配置pH为8～11的碱性溶液；

步骤B2、在碱性溶液中溶解儿茶酚类物质，溶解后儿茶酚类物质的浓度为0.1g/L～20g/L，完全溶解后溶液pH值仍大于7，再添加炸药件的含能材料于溶液中，使用搅拌器以100r/min～1000r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.1h～48h；

步骤B3、将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗2～5遍，分离出原位聚合的含能改性材料；

步骤B4、将清洗后的材料置于50℃～80℃烘箱中1h～24h，得到干燥的原位聚合的含能改性材料；

步骤B5、以干燥的原位聚合的含能改性材料为基础，制备浇注、压装或熔铸炸药，得到抗辐照老化的炸药件。

更进一步的方案是：

所述碱性溶液为三羟甲基氨基甲烷碱性缓冲溶液、碳酸氢钠弱碱性溶液、氨水、氢氧化钠或氢氧化钾溶液中的一种。

更进一步的方案是：

所述炸药件的含能材料为1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯、奥克托今、黑索金或CL-20。

更进一步的方案是：

所述儿茶酚类物质为具有儿茶酚官能团的多巴系列物质或单宁酸。

更进一步的方案是：

所述具有儿茶酚官能团的多巴系列物质为盐酸多巴胺、左旋多巴或多巴黑色素。

更进一步的方案是：

所述儿茶酚类物质为单宁酸时，溶解后单宁酸的浓度为0.1g/L～10g/L，同时需配合加入FeCl₃，加入FeCl₃后FeCl₃的浓度0.01g/L～0.5g/L，且加入单宁酸和FeCl₃后分散液搅拌时间为0.1h～1h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明改善炸药件抗辐照老化的工艺简单，只需在自身的配方中添加一定含量的具有儿茶酚官能团的多巴物质的聚合物即可，添加形式不限，可以直接添加，也可以采用含能材料表面原位聚合的方式将聚合物进行添加。

(2)本发明可显著改善炸药件的抗辐照老化的性能，可大规模批量制备，且不会影响材料的晶体形状、密度和机械感度等基本特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，包括：

步骤一：配置浓度为20mmol/L的Tris溶液200mL；

步骤二：在Tris溶液中溶解浓度为2g/L的盐酸多巴胺，完全溶解后溶液pH值为8.5，使用搅拌器以500r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为12h；

步骤三：将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗3遍，分离出聚合物；

步骤四：将清洗后的材料置于50℃烘箱中5h，得到多巴聚合物材料；

步骤五：以质量分数1％的含量将多巴聚合物直接添加至HMX炸药药浆中，炸药件固化后得到抗辐照老化的HMX基炸药件。

实施例2

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，包括：

步骤一：配置浓度为20mmol/L的Tris溶液200mL；

步骤二：在Tris溶液中溶解浓度为4g/L的盐酸多巴胺，完全溶解后溶液pH值为8.5，使用搅拌器以500r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为12h；

步骤三：将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗3遍，分离出聚合物；

步骤四：将清洗后的材料置于50℃烘箱中5h，得到多巴聚合物材料；

步骤五：以质量分数5％的含量将多巴聚合物直接添加至TATB炸药药浆中，炸药件固化后得到抗辐照老化的TATB炸药件。

实施例3

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，包括：

步骤一：配置浓度为20mmol/L的Tris溶液200mL；

步骤二：在Tris溶液中溶解浓度为2g/L的盐酸多巴胺，完全溶解后溶液pH值为8.5，再添加20g HMX于溶液中，使用搅拌器以500r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为12h；

步骤三：将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗3遍，分离出原位聚合的HMX改性材料；

步骤四：将清洗后的材料置于50℃烘箱中5h，得到原位聚合的HMX改性材料；

步骤五：以原位聚合的HMX改性材料为基，浇注得到改性HMX基炸药件，得到抗辐照老化的炸药件。

实施例4

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，包括：

步骤一：配置浓度为20mmol/L的Tris溶液200mL；

步骤二：在Tris溶液中溶解浓度为1g/L的单宁酸，再加入0.1g/L FeCl3，完全溶解后溶液pH值大于8.5，再添加20g HMX与溶液中，使用搅拌器以500r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.1h；

步骤三：将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗3遍，分离出原位聚合的HMX改性材料；

步骤四：将清洗后的材料置于50℃烘箱中5h，得到原位聚合的HMX改性材料；

步骤五：以原位聚合的HMX改性材料为基，浇注得到改性HMX基炸药件，得到抗辐照老化的炸药件。

实施例5

一种改善炸药件抗辐照老化的方法，包括：

步骤一：配置浓度为10mmol/L的Tris溶液200mL；

步骤二：在Tris溶液中溶解浓度为1g/L的单宁酸，再加入0.1g/L FeCl3，完全溶解后溶液pH值大于8.5；

步骤三：使用搅拌器以800r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.2h；

步骤四：将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗3遍，得到聚单宁酸；

步骤五：将清洗后的材料置于70℃烘箱中5h，得到聚单宁酸；

步骤六：以质量分数5％的含量将聚单宁酸直接添加至TATB炸药药浆中，炸药件固化后得到抗辐照老化的TATB炸药件。

对本发明实施例3制备得到的材料进行分析对比，结果见表1。从表1可以看出，改性前后HMX经过UV光辐照后特性落高变化值分别为12cm和5cm，改性后HMX经UV辐照后特性落高变化值较小，说明UV辐照未对其晶体结构造成改变；改性前后的HMX制备成的炸药件经过UV辐照后其拉伸强度变化值可看出，原始HMX炸药件经过UV辐照后发生老化，力学性能变化值较明显，而改性HMX炸药件经UV辐照后力学性能仍然能保持稳定，说明其抗辐照老化特性显著。

表1原始HMX和改性HMX材料制备的炸药件经UV辐照后特性

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于将儿茶酚类物质的聚合物添加在炸药件中。

2.根据权利要求1所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：添加的儿茶酚类物质的聚合物的含量占炸药件的质量分数0.01％～50％。

3.根据权利要求2所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：将儿茶酚类物质的聚合物添加在炸药件中，采用如下两种方法的任意一种：

A)将儿茶酚类物质先聚合，得到儿茶酚类物质的聚合物，然后将儿茶酚类物质的聚合物直接混合添加至炸药件的含能材料的药浆中固化；

或者

B)在炸药件的含能材料颗粒表面以原位聚合的方式添加儿茶酚类物质的聚合物。

4.根据权利要求3所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述方法A)包括如下步骤：

步骤A1、配置pH为8～11的碱性溶液；

步骤A2、在碱性溶液中溶解儿茶酚类物质，溶解后儿茶酚类物质的浓度为0.1g/L～20g/L，完全溶解后溶液pH值仍大于7，使用搅拌器以100r/min～1000r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.1h～48h；

步骤A3、将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗2～5遍；

步骤A4、将清洗后的材料置于50℃～80℃烘箱中1h～24h，得到儿茶酚类物质的聚合物；

步骤A5、将儿茶酚类物质的聚合物按比例直接混合添加至炸药件的含能材料的药浆中固化。

5.根据权利要求3所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述方法B)包括如下步骤：

步骤B1、配置pH为8～11的碱性溶液；

步骤B2、在碱性溶液中溶解儿茶酚类物质，溶解后儿茶酚类物质的浓度为0.1g/L～20g/L，完全溶解后溶液pH值仍大于7，再添加炸药件的含能材料于溶液中，使用搅拌器以100r/min～1000r/min的转速搅拌混合分散液，搅拌时间为0.1h～48h；

步骤B3、将搅拌完成的分散液进行抽滤清洗，使用蒸馏水清洗2～5遍，分离出原位聚合的含能改性材料；

步骤B4、将清洗后的材料置于50℃～80℃烘箱中1h～24h，得到干燥的原位聚合的含能改性材料；

步骤B5、以干燥的原位聚合的含能改性材料为基础，制备浇注、压装或熔铸炸药，得到抗辐照老化的炸药件。

6.根据权利要求4或5所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述碱性溶液为三羟甲基氨基甲烷碱性缓冲溶液、碳酸氢钠弱碱性溶液、氨水、氢氧化钠或氢氧化钾溶液中的一种。

7.根据权利要求4或5所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述炸药件的含能材料为1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯、奥克托今、黑索金或CL-20。

8.根据权利要求4或5所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述儿茶酚类物质为具有儿茶酚官能团的多巴系列物质或单宁酸。

9.根据权利要求8所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述具有儿茶酚官能团的多巴系列物质为盐酸多巴胺、左旋多巴或多巴黑色素。

10.根据权利要求8所述改善炸药件抗辐照老化的方法，其特征在于：

所述儿茶酚类物质为单宁酸时，溶解后单宁酸的浓度为0.1g/L～10g/L，同时需配合加入FeCl₃，加入FeCl₃后FeCl₃的浓度0.01g/L～0.5g/L，且加入单宁酸和FeCl₃后分散液搅拌时间为0.1h～1h。