CN107986926A - 高固相含量tatb基含铝炸药造型粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，由下述重量份的组分组成：TATB：65～85份；铝粉：10～30份；含能粘结剂：2.5～8份；固化剂0.5～2份。本发明还公开了所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法。本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉可达97％以上的固相含量，造型粉混合均匀，制备工艺性能优良；本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉采用热固性的粘结剂，其在常温下缓慢固化或不固化，相比常规热塑性粘结剂粘结的炸药造型粉压制时需要加热压制成型，其压制时不需要加热，常温下即可压制成型，操作更简单，成型后通过高温交联固化可进一步强化力学性能。

Description

高固相含量TATB基含铝炸药造型粉及其制备方法
技术领域
本发明属于含能材料技术领域，具体涉及一种含能粘结剂粘结的高固相含量1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)基含铝炸药造型粉及其制备方法。
背景技术
含铝炸药具有高密度、高爆热、高威力的特点，广泛用于防空武器、水下武器装药，装药可分为注装和压装。其中压装用的炸药造型粉一般选择热塑性高聚物作为粘结剂，常采用水悬浮法进行制备，但含铝炸药造型粉因为铝粉极易与水反应而难以采用常规的水悬浮法进行造粒，如在铝粉表面预先包覆惰性材料，则会降低铝粉的反应活性，且惰性材料的加入也会导致整个炸药配方体系能量的降低。
TATB基的含铝炸药因TATB优良的钝感特性而在安全性要求高的战斗部装药中具有良好的应用前景。但传统的TATB基含铝炸药一般采用惰性粘结剂进行粘结造粒，存在铝粉反应率较低和能量较低的缺点。
发明内容
本发明提供一种高固相含量TATB基含铝炸药造型粉及其制备方法。采用本发明的方法制备的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉感度低，且铝粉能量利用率高，可以满足武器装备对装药配方兼具高威力和高安全性的需求，在特定战斗部装药中具有较好的应用前景。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，由下述重量份的组分组成：TATB：65～85份；铝粉：10～30份；含能粘结剂：2.5～8份；固化剂0.5～2份。
更进一步的方案是：
铝粉的粒径不超过200微米。
所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉组成中，所述的含能粘结剂为双羟基封端的含能高分子聚合物，选择适宜的固化剂和控制含能粘接剂的添加量可实现常温下缓慢固化或不固化，高温下易固化，以实现造型粉压制前具有可压性且压制后可高温固化。
一般，可用的含能粘接剂包括但不限于：聚3-硝酸醋甲基-3-甲基氧杂环、聚3-硝酸醋甲基-3-甲基氧杂环丁烷、聚3-叠氮甲基-3-硝酸甲基氧丁烷、聚3-叠氮甲基-3-乙基氧杂环丁烷；聚缩水甘油硝酸酯中的一种或几种。
所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉组成中，所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂，常温下与含能粘结剂反应可缓慢固化或不固化，高温下易固化。
常用的固化剂包括：HDI、DDI、TDI或IPDI中的一种。
所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：配料；
步骤二：捏合混料；
步骤三：筛料；
步骤四：干燥。
在所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法中，所述的捏合混料包括下述步骤：
第一段捏合：将铝粉、含能粘结剂、固化剂和稀释剂投入捏合锅内，以10r/min的搅拌速度，捏合5～10min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位；
第二段捏合：将TATB投入捏合锅内，调整搅拌速度至10～30r/min，捏合5～15min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第三段捏合：调整搅拌速度至10～30r/min，，再捏合5～15min，停机，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀。
第四段捏合：调整搅拌速度至10～30r/min，再捏合5～15min，停机，将桨叶上升到位，清理桨叶上的物料到捏合锅内，将捏合好的物料全部收集到料盘中。
在所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法中，所述的干燥包括下述步骤：
铺展：将捏合后的物料铺展成5～30mm厚的薄层；
烘干：将铺展好的物料放入30～40℃的房间或烘箱中干燥24h以上。
使用的稀释剂能够溶解含能粘结剂，但又与体系中其他物质不溶，具有易挥发、无毒或低毒，加热可以除去的特点。一般可用的稀释剂可以包括：乙酸乙酯、乙酸乙烯、四氢呋喃等中的一种。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
1)本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉可达97％以上的固相含量，造型粉混合均匀，制备工艺性能优良；
2)本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉采用热固性的粘结剂，其在常温下缓慢固化或不固化，相比常规热塑性粘结剂粘结的炸药造型粉压制时需要加热压制成型，其压制时不需要加热，常温下即可压制成型，操作更简单，成型后通过高温交联固化可进一步强化力学性能；
3)本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉具有较高的能量，能量比相同固含量的惰性粘结剂配方提高20％以上；
4)本发明所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉保持了高安全性：撞击感度和摩擦感度均为0，5kg落锤条件下的特性落高>112.2cm。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉由下述重量份的组分组成：
TATB：80份；
铝粉：16.5份；
含能粘结剂：2.8份；
固化剂：0.7份。
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法如下：
(1)配料：按照上述的重量份称取。
(2)捏合混料：
第一段捏合：将铝粉、含能粘结剂、固化剂和稀释剂投入捏合锅内，以10r/min的搅拌速度，捏合5min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位；
第二段捏合：将TATB投入捏合锅内，调整搅拌速度至10r/min，捏合15min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第三段捏合：保持搅拌速度不变，再捏合15min，停机，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第四段捏合：保持搅拌速度不变，再捏合15min，停机，将桨叶上升到位，清理桨叶上的物料到捏合锅内，将捏合好的物料全部收集到料盘中。
(3)筛分：将捏合料全部投入12目的筛网内，筛完后收集筛下造型粉；
(4)干燥：将捏合后的物料铺展成25mm厚的薄层；然后将铺展好的物料放入30～40℃的房间或烘箱中干燥24h。
制备所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉安全性数据如下：
机械感度试验：撞击感度为0％，摩擦感度为0％，5kg落锤条件下的特性落高>112.2cm。
实施例2：
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉由下述重量份的组分组成：
TATB：75份；
铝粉：19.5份；
含能粘结剂：4.4份；
固化剂：1.1份。
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法如下：
(1)配料：按照上述的重量份称取。
(2)捏合混料：
第一段捏合：将铝粉、含能粘结剂、固化剂和稀释剂投入捏合锅内，以10r/min的搅拌速度，捏合5min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位；
第二段捏合：将TATB投入捏合锅内，调整搅拌速度至20r/min，捏合10min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第三段捏合：保持搅拌速度不变，再捏合10min，停机，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第四段捏合：保持搅拌速度不变，，再捏合10min，停机，将桨叶上升到位，清理桨叶上的物料到捏合锅内，将捏合好的物料全部收集到料盘中。
(3)筛分：将捏合料全部投入12目的筛网内，筛完后收集筛下造型粉；
(4)干燥：将捏合后的物料铺展成20mm厚的薄层；然后将铺展好的物料
放入30～40℃的房间或烘箱中干燥24h。
制备所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉安全性数据如下：
机械感度试验：撞击感度为0％，摩擦感度为0％，5kg落锤条件下的特性落高>112.2cm。
实施例3：
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉由下述重量份的组分组成：
TATB：70份；
铝粉：22.5份；
含能粘结剂：6份；
固化剂：1.5份。
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法如下：
(1)配料：按照上述的重量份称取。
(2)捏合混料：
第一段捏合：将铝粉、含能粘结剂、固化剂和稀释剂投入捏合锅内，以10r/min的搅拌速度，捏合5min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位；
第二段捏合：将TATB投入捏合锅内，调整搅拌速度至30r/min，捏合5min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第三段捏合：保持搅拌速度不变，再捏合5min，停机，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第四段捏合：保持搅拌速度不变，再捏合5min，停机，将桨叶上升到位，清理桨叶上的物料到捏合锅内，将捏合好的物料全部收集到料盘中。
(3)筛分：将捏合料全部投入12目的筛网内，筛完后收集筛下造型粉；
(4)干燥：将捏合后的物料铺展成15mm厚的薄层；然后将铺展好的物料
放入30～40℃的房间或烘箱中干燥24h。
制备所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉安全性数据如下：
机械感度试验：撞击感度为0％，摩擦感度为0％，5kg落锤条件下的特性落高>112.2cm。
实施例4：
高固相含量TATB基含铝炸药造型粉由下述重量份的组分组成：
TATB：75份；
铝粉：22.5份；
含能粘结剂：2份；
固化剂：0.5份。
本实施例的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法同实施例1。
制备所得高固相含量TATB基含铝炸药造型粉安全性数据如下：
机械感度试验：撞击感度为0％，摩擦感度为0％，5kg落锤条件下的特性落高>112.2cm。
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)

1.一种高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，其特征在于由下述重量份的组分组成：
TATB：65～85份；铝粉：10～30份；含能粘结剂：2.5～8份；固化剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，其特征在于所述的含能粘结剂为双羟基封端的含能高分子聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，其特征在于所述的含能粘结剂包括：聚3-硝酸醋甲基-3-甲基氧杂环、聚3-硝酸醋甲基-3-甲基氧杂环丁烷、聚3-叠氮甲基-3-硝酸甲基氧丁烷、聚3-叠氮甲基-3-乙基氧杂环丁烷；聚缩水甘油硝酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，其特征在于所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂，常温下与含能粘结剂反应缓慢固化或不固化，高温下易固化。
5.根据权利要求1或4所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉，其特征在于所述的固化剂包括：HDI、DDI、TDI或IPDI中的一种。
6.权利要求1至5任意一项权利要求所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：配料；
步骤二：捏合混料，采用分段捏合方式进行物料混合；
步骤三：筛料；
步骤四：干燥。
7.根据权利要求6所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，其特征在于所述的捏合混料包括下述步骤：
第一段捏合：将铝粉、含能粘结剂、固化剂和稀释剂投入捏合锅内，以10r/min的搅拌速度，捏合5～10min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位；
第二段捏合：将TATB投入捏合锅内，调整搅拌速度至10～30r/min，捏合5～15min，完成后停止捏合桨转动，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第三段捏合：调整搅拌速度至10～30r/min，再捏合5～15min，停机，将桨叶上升到位，清理捏合机桨叶及死角处物料以保证组分均匀；
第四段捏合：调整搅拌速度至10～30r/min，再捏合5～15min，停机，将桨叶上升到位，清理桨叶上的物料到捏合锅内，将捏合好的物料全部收集到料盘中。
8.根据权利要求6所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为能够溶解含能粘结剂且易挥发的溶剂。
9.根据权利要求8所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，其特征在于所述的稀释剂为乙酸乙酯、乙酸乙烯或四氢呋喃。
10.根据权利要求6所述的高固相含量TATB基含铝炸药造型粉的制备方法，其特征在于所述的干燥包括下述步骤：
铺展：将捏合后的物料铺展成5～30mm厚的薄层；
烘干：将铺展好的物料放入30～40℃的房间或烘箱中干燥24h以上。
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