CN108178714A

CN108178714A - 一种采用双层钝感结构包覆cl-20炸药的方法

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Publication number: CN108178714A
Application number: CN201810025662.2A
Authority: CN
Inventors: 焦清介; 郭学永; 张静元; 闫石; 张洪垒; 李任然; 吴成成; 赵佳辰
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2018-06-19
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: CN108178714B

Abstract

本发明属于CL‑20炸药的包覆领域，具体提供了一种采用双层钝感结构包覆CL‑20炸药的方法，该方法包括如下步骤：1)采用干混法将第一钝感剂包覆在CL‑20表面，制得一次包覆CL‑20炸药复合物；2)将第二钝感剂溶于溶剂，制成第二钝感剂溶液；3)将所述第二钝感剂溶液与一次包覆CL‑20炸药复合物在捏合机中捏合，抽真空，溶剂挥发后进行干燥，制得双层钝感结构包覆的CL‑20炸药。采用本发明的方法能在CL‑20炸药表面形成均匀的包覆层，显著降低CL‑20炸药的机械感度，操作步骤简单、易于控制，适用于大规模生产。

Description

一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法

技术领域

本发明属于CL-20炸药的包覆领域，具体涉及一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法。

背景技术

CL-20作为一种高能量密度化合物，理论爆速比HMX提高了350m/s、爆压提高了15.1％、能量密度提高了7.5％。此外，含CL-20的推进剂或炸药配方能显著提高燃烧速率、比冲和爆炸能量，在NEPE推进剂中加入CL-20，比冲可提高约54N·s/kg；美国劳伦斯·利物莫尔实验室研制的LX-19(95.8％CL-20/4.2％Estane5703-P)，密度为1.920g/cm3，爆压为41.5GPa，爆速为9104m/s，圆筒试验的能量输出比LX-14(HMX95.5/Estane4.5)高14％；美国陆军坦克机动车辆、武器研究发展工程中心和聚硫橡胶公司推进部合作研制的压装炸药PAX-29(77％CL-20/15％A1/4.8％BDNPA/F/3.2％CAB)，实测最大爆压和冲量都高于LX-14，安全性优于LX-14，而且总能量比LX-14提高42％。因此，CL-20是最具有应用前景的第三代含能材料。但是，原料ε-CL-20晶形多棱角、感度高，限制了其在推进剂、混合炸药等含能材料中的应用，故需要对CL-20进行降感处理，以实现CL-20的工程化应用。

包覆是改善含能材料安全性的有效方法，国内外主要研究了钝感含能材料、高聚物及包覆工艺对CL-20机械感度的影响，采用双层钝感结构包覆CL-20降感的技术尚未发现。另外，炸药的包覆多采用水悬浮法，包覆效果好，但是工艺较复杂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，通过干混法-机械捏合挥发溶剂法将具有层状结构、低摩擦系数的钝感剂和具有高比热容、低熔点的钝感剂依次包覆在CL-20的表面，形成双层钝感包覆结构，能够显著降低CL-20炸药的机械感度。

本发明的目的是提供了一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，该方法包括如下步骤：

1)采用干混法将第一钝感剂包覆在CL-20表面，制得一次包覆CL-20炸药复合物；

2)将第二钝感剂溶于溶剂，制成第二钝感剂溶液；

3)将所述第二钝感剂溶液与一次包覆CL-20炸药复合物在捏合机中捏合，抽真空，溶剂挥发后进行干燥，制得双层钝感结构包覆的CL-20炸药。

采用本发明的方法能在CL-20炸药表面形成均匀的包覆层，显著降低CL-20炸药的机械感度，包覆后的CL-20炸药较原料CL-20的撞击感度特性落高提高10％～35％，摩擦感度爆炸百分数由100％降低为0％～12％。本发明中钝感剂的总含量不高于总体系质量的3.5％，对CL-20炸药的能量影响较小。本发明的方法步骤简单、易于控制，适用于大规模生产。

附图说明

图1为本发明采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法流程图。

图2为本发明实施例或对比例中所用的原料CL-20的扫描电镜图。

具体实施方式

为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，该方法包括如下步骤：

2)将第二钝感剂溶于溶剂，制成第二钝感剂溶液；

本发明中，所述第一钝感剂优选具有层状结构、低摩擦系数的钝感剂，更优选地，所述第一钝感剂为二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨烯和石墨中的一种或几种，进一步优选为二硫化钼。

为了保证降感效果，且不对CL-20炸药的能量造成影响，所述第一钝感剂的用量优选为CL-20质量的0.1％～0.5％，进一步优选为0.2％～0.4％。

本发明中，所述干混法可在混合器中进行，具体包括：将第一钝感剂和CL-20置于混合器中，在4～6r/min的转速下，混合30～50min。

与所述第一钝感剂配合使用的第二钝感剂优选为80号微晶蜡、70号石蜡、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或几种，更优选为70号石蜡。

根据本发明，所述第二钝感剂的用量优选为CL-20质量的1％～3％。

本发明中，所述溶剂可选自本领域的常规溶剂，只要能够使第二钝感剂溶解即可，优选情况下，所述溶剂为石油醚和/或苯。第二钝感剂溶于溶剂时的溶解温度优选为50～60℃。

根据本发明，所述第二钝感剂溶液的质量浓度优选为5％～15％。

本发明中，采用捏合机进行二次包覆处理，捏合条件可包括：捏合机转速为10～15r/min，正反转交替进行，温度为50～60℃，时间为40～70min。

为了加快捏合产物中溶剂的挥发及排气泡等，将捏合机抽真空至真空度为0.01～0.04MPa。

按照本发明的一种优选实施方式，采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法包括：

1)采用干混法将具有层状结构、低摩擦系数的第一钝感剂包覆在CL-20表面，制备得到一次包覆CL-20炸药复合物；

2)将具有高比热容、低熔点的第二钝感剂溶于溶剂中，配制成质量浓度为5％～15％的第二钝感剂溶液；

3)将第二钝感剂溶液加入捏合机中，然后将一次包覆CL-20炸药复合物加入捏合机，设置捏合机的转速为10～15r/min，正反转交替进行，捏合温度为50～60℃，捏合时间为40～70min，捏合后开启抽真空设备，真空度为0.01～0.04MPa，待溶剂挥发完后进行干燥，即制备得到双层钝感结构包覆的CL-20炸药。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

在以下实施例及对比例中：

根据GJB772A-1997方法601.2测试CL-20炸药的撞击感度，测试条件为：落锤质量为2.000±0.002kg；药量为30±1mg；温度为10～35℃；相对湿度不大于80％。

根据GJB772A-1997方法602.1测试CL-20炸药的摩擦感度，测试条件为：药量20±1mg；摆锤质量1.50±0.01kg；压强2.45±0.07MPa；摆角(80±1)°；温度为10～35℃；相对湿度不大于80％。

实施例1

本实施例用于说明本发明的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法。

具体包括以下步骤：

(1)称量1000g的CL-20和3g的二硫化钼置于混合器中，混合器的转速为6r/min，混合时间为40min，混合好后即制备得到一次包覆CL-20炸药复合物。

(2)将20g的70号石蜡溶于300g的石油醚中，溶解温度为50～60℃，制备得到质量浓度为10％的钝感剂溶液，待用。

(3)捏合机夹套温度保持50～60℃，将制备得到的一次包覆CL-20炸药复合物加入捏合机中，然后加入钝感剂溶液，设置捏合机转速为10r/min，正反转交替进行，捏合温度为50～60℃，捏合时间为50min，捏合好后开启抽真空设备，真空度为0.01～0.04MPa，待溶剂挥发完后进行干燥，即制备得到双层钝感结构包覆的CL-20炸药。

机械感度测试结果表明，本实施制得的双层钝感结构包覆的CL-20炸药的撞击感度特性落高较原料提高31.9％，摩擦感度爆炸百分数由原料的100％降低至4％。

实施例2

具体包括以下步骤：

(1)称量1000g的CL-20和3g的二硫化钼置于混合器中，混合器的转速为5r/min，混合时间为40min，混合好后即制备得到一次包覆CL-20炸药复合物。

(2)将20g的硬脂酸钙溶于300g的苯中，溶解温度为50～60℃，制备得到质量浓度为10％的钝感剂溶液，待用。

(3)捏合机夹套温度保持50～60℃，将制备得到的一次包覆CL-20炸药复合物加入捏合机中，然后加入钝感剂溶液，设置捏合机转速为10r/min，正反转交替进行，捏合温度为50～60℃，捏合时间为60min，捏合好后开启抽真空设备，真空度为0.01～0.04MPa，待溶剂挥发完后进行干燥，即制备得到双层钝感结构包覆的CL-20炸药。

机械感度测试结果表明，本实施例制得的双层钝感结构包覆的CL-20炸药的撞击感度特性落高较原料提高15.4％，摩擦感度爆炸百分数由原料的100％降低至12％。

对比例1

称量1000g的CL-20和3g的二硫化钼置于混合器中，混合器的转速为6r/min，混合时间为40min，混合好后，制得钝感包覆CL-20炸药。

测定该钝感包覆CL-20炸药的机械感度，撞击感度特性落高较原料提高33.5％，摩擦感度无降低。

对比例2

将20g的70号石蜡溶于300g的石油醚中，溶解温度为50～60℃，制备得到质量浓度为10％的钝感剂溶液，待用。捏合机夹套温度保持50～60℃，将CL-20加入捏合机中，然后加入钝感剂溶液，设置捏合机转速为10r/min，正反转交替进行，捏合温度为50～60℃，捏合时间为50min，捏合好后开启抽真空设备，真空度为0.01～0.04MPa，待溶剂挥发完后进行干燥，制得钝感包覆CL-20炸药。

测定该钝感包覆CL-20炸药的机械感度，撞击感度特性落高较原料提高5.3％，摩擦感度爆炸百分数由原料的100％降低至4％。

由实施例和对比例可知，采用本发明方法制得的双层钝感结构包覆的CL-20炸药，与原料CL-20相比，机械感度显著降低，撞击感度特性落高提高15％～35％，摩擦感度爆炸百分数由100％降低为0％～12％。另外，与单独采用其中任一种钝感剂包覆CL-20炸药相比，本发明的双层钝感结构包覆CL-20炸药具有更好的降感效果，本发明方法对CL-20的工程化应用有着重要意义，其在高能钝感炸药中具有较好的应用前景。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.一种采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2)将第二钝感剂溶于溶剂，制成第二钝感剂溶液；

2.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述第一钝感剂为二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨烯和石墨中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述第一钝感剂的用量为CL-20质量的0.1％～0.5％。

4.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述干混法包括：将第一钝感剂和CL-20置于混合器中，在4～6r/min的转速下，混合30～50min。

5.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述第二钝感剂为80号微晶蜡、70号石蜡、硬脂酸钙和硬脂酸中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述第二钝感剂的用量为CL-20质量的1％～3％。

7.根据权利要求1或5所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述溶剂为石油醚和/或苯；第二钝感剂的溶解温度为50～60℃。

8.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，所述第二钝感剂溶液的质量浓度为5％～15％。

9.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，捏合条件包括：捏合机转速为10～15r/min，正反转交替进行，温度为50～60℃，时间为40～70min。

10.根据权利要求1所述的采用双层钝感结构包覆CL-20炸药的方法，其中，抽真空至真空度为0.01～0.04MPa。