CN109206282B - 超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一、在一定温度下将硝化棉基含能材料和炸药按一定比例溶解到溶剂中，加入溶剂Ⅱ搅拌分散，加入表面活性剂，继续分散；步骤二、加入大量溶剂Ⅱ，过滤，洗去表面活性剂，干燥得到固体产物；步骤三、将低表面能材料溶于溶剂Ⅲ中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物。同未经超疏水处理的样品相比，该方法使多孔硝化棉基含能材料的吸湿率明显降低，在空气中放置1个月燃速基本没变化；其显著优点：(1)操作简单、效率高且成本低，可以批量化生产；(2)实验条件温和，成本低。

Description

超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法

技术领域

本发明属于超疏水材料制备技术，具体为一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法。

背景技术

随着生活水平提高及环保意识的增强，人们对烟花的无烟、无毒等环保指标及生产安全性的要求也越来越强烈，制备烟雾少、安全性高的环保型烟花产品将成为烟花行业的发展目标，但迄今为止还未寻找到十分完美的黑火药替代品，主要原因是目前采用的无烟药在低压条件下燃速较低、点火性能较差等。硝化棉是含有碳、氢、氧、氮元素的一类含能化合物，在隔绝空气调节下燃烧生成碳氧化合物、氮氧化合物、水和氮气等气体，不会产生烟雾和污染环境，若将硝化棉制备成多孔结构，能大幅度提升其燃速，有潜力替代黑火药而成为新型环保型烟花的发射药。

为了提高无烟药的产气速率，同时便于与效果药混合均匀和在烟花中顺利装填，现有技术中有将大尺寸退役火药经过粉碎进行粒度调节，应用到地面喷花、地面礼花类产品中，取得了一定的效果。现有技术中有将退役火药(主要成分硝化棉)制备成微气孔球扁药，其表面和内部均具有微纳米级的孔洞，这些孔洞极大地增大了药粒的燃烧表面，同时使其燃烧方式由层面燃烧转为对流燃烧，使火焰向孔隙内部渗透预热了燃烧表面之前的含能材料。现有技术中有将敏化剂加入到微气孔球扁药中的多孔结构中，使其常压传火速率提高了10％-200％，同时点火性能也有所增强；由于压力对无烟药燃速影响很大：压力越高，燃烧越快，若礼花类产品弹丸在离开发射筒后发射药还未燃尽，药粒就会由于压力突降而熄灭，因此现有技术中通过在发射筒内设置长度为5-50％药筒高度的收缩段，使弹体或效果药内筒与发射筒内壁在发射过程中产生紧密配合，最大程度地防止无烟发射药燃烧气体的泄漏，从而保证稳定的发射高度并避免发射药燃烧残渣的产生；将敏化后的微气孔药应用在3寸礼花类产品开爆技术上，发现该方法可以显著改善点火性能，但还不能彻底解决亮珠低烧成率问题。敏化后的微气孔球扁药采用上述结构装药，为无烟药在烟花领域中的应用起到了推进作用，但上述方法对礼花类产品发射装药结构的气密性要求很高，增加了成本和工艺难度，同时，为了增大气密性，可能会使弹体和发射筒间的摩擦过大，容易导致筒内压力过大而炸破发射筒出现事故。

要克服礼花类产品发射、开爆过程中的残药问题，有效可行的办法还是进一步提高无烟药的产气速率。周兆宏等人发现采用一定的黏合剂将敏化后的微气孔球扁药粘结成块状，其在常压和低压下能稳定燃烧，该数据比颗粒堆砌状药粒的传火速率高5-10倍。现有技术中通过制备含有机粘合剂、点火增强剂和颗粒状微气孔烟花药颗粒的浆料，然后将亮珠与上述浆料按需要的结构装填到礼花类产品球壳内，形成整体模块结构，按常规方法装药制备礼花类产品。通过采用上述整体模块装药结构和装药方法，基本解决了残药问题，同时还避免了采用散粒装药过程及储运过程中颗粒之间的机械摩擦作用，提高了安全性。但在随后的研究中发现，该药粒在放置一段时间后燃速明显下降，导致礼花弹发射高度过低或偏差较大，分析认为主要是由于该药粒表面和内部有很多微纳米结构的孔洞，同时组成药粒的骨架--硝化棉吸附了空气中的水份，导致燃速下降。

目前，在多孔硝化棉基药粒的防吸湿方面的研究还是一片空白，需要寻求有效的技术来对该结构的药粒进行防吸湿改性，以提高其燃烧性能。超疏水技术是近十多年来模拟荷叶表面结构而发展起来的一种仿生技术，在防水、集水、自清洁、油水分离和轮船减阻等方面有广泛的研究和应用前景，但在含能材料的防吸湿上鲜有报道，通过该技术有改善多孔硝化棉基药粒的吸湿问题。本发明利用超疏水原理实现多孔硝化棉基药粒的防吸湿性能，为硝化棉及含能材料在无烟烟花等领域中的应用提供了一种新思路。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在一定温度下将硝化棉基含能材料和炸药按一定比例溶解到溶剂Ⅰ中，加入溶剂Ⅱ搅拌分散，加入表面活性剂，继续分散；

步骤二、加入大量溶剂Ⅱ，过滤，洗去表面活性剂，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于溶剂Ⅲ中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物。

优选的是，所述硝化棉基含能材料为硝化棉、单基药、双基药或三基药的一种或多种的组合；

所述炸药为三硝基甲苯、三硝基苯、苦味酸、二硝基苯、二硝基甲苯、二硝基苯胺、二硝基苯酚、二硝基氯苯、对硝基苯胺、对硝基氯苯、二硝基奈、六硝基六氮杂异伍兹烷、黑索今、奥克托今、太安中的一种或多种的组合。

优选的是，所述溶剂Ⅰ为乙醇、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、乙酸、丙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、乙醚、石油醚、正丁烷、环己烷中的一种或多种的组合；

所述溶剂Ⅱ为水、甲醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、丙酮、正丁酮、甲基异丁基酮、环己烷、正丁烷、环己酮、甲苯环己酮、甲基丁酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、N,N二甲基甲酰胺、乙醚、石油醚、环氧丙烷、乙二醇醚、乙腈中的一种或多种的组合，且所述溶剂Ⅰ与溶剂Ⅱ应选择不同的溶剂；

所述溶剂Ⅲ为乙醇、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、乙酸、丙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、乙醚、石油醚、正丁烷、环己烷等中的一种或多种的组合。

优选的是，所述硝化棉基含能材料和炸药的质量比为1～10:0～100，优选为1:1～5；所述步骤一中的温度为5～80℃，优选为40～60℃；所述步骤一中，硝化棉基含能材料和炸药溶解到溶剂Ⅰ中后的质量浓度为1～200％，优选为30～60％；所述步骤一中，溶剂Ⅰ与溶剂Ⅱ的体积比为1:1～3；溶剂Ⅰ与所述步骤二中的溶剂Ⅱ的体积比为1:5～20。

优选的是，所述步骤一中，表面活性剂为阿拉伯胶、虫胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、二辛烷琥珀酸磺酸钠、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、二氯甲烷、司班20～80、吐温20～80中的一种或多种的组合；表面活性剂的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0～1％。

优选的是，所述步骤一中，分散的方式为磁力搅拌、机械搅拌、超声分散中的一种；所述步骤二和步骤三中，干燥的方式为常温干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种；所述步骤三中，得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的直径为10nm～3mm。

优选的是，所述步骤三中，低表面能材料为十至二十五八烷酸、十至二十八烷酸钾、十至二十八烷酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、全氟聚醚、全氟羧酸、氟橡胶中的一种或多种的组合；所述低表面能材料溶于溶剂Ⅲ后的质量浓度为0.05～5％；所述低表面能材料的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0.1～2％。

优选的是，所述步骤三与步骤一合并，即将低表面能材料和炸药同时溶解到溶剂Ⅰ中，并且不添加溶剂Ⅲ；所述低表面能材料的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0.1～2％。

优选的是，所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为25～50％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1000～1500r/min的速度下搅拌30～60min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1000℃～1200℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，按重量份，将10～20份活化硅藻土、50～80份水、10～15份重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为100～200kGy/h，辐照剂量为200～1000kGy，搅拌速度为100～150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:10～30；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

优选的是，所述步骤三中，将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理60～90min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为35～70KHz，功率为45～120W，氩气的压强为30～65Pa。

本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，同未经超疏水处理的样品相比，该方法使多孔硝化棉基含能材料的吸湿率明显降低，(采用GJB770A-97测试)，在空气中放置1个月燃速基本没变化；其显著优点：(1)操作简单、效率高且成本低，可以批量化生产；(2)实验条件温和，成本低。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本发明实施例1制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的SEM图；

图2为图1中虚线框内的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的SEM放大图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:1的硝化棉和三硝基甲苯溶解到20mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入吐温-80，机械搅拌分散；吐温-80的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去吐温-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将十六烷酸溶于二氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述十六烷酸溶于二氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述十六烷酸的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的1％；图1和2示出了得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的SEM图，从图中可以看出，制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物具有多孔结构。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.7％。

实施例2：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:3的硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷溶解到10mL乙酸乙酯中，加入10mL水搅拌分散，加入span-80，超声分散；span-80的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去span-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将氟橡胶溶于丙酮中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述氟橡胶溶于丙酮后的质量浓度为0.1％；所述氟橡胶的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷总质量的1％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.5％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.8％。

实施例3：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g硝化棉溶解到10mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入明胶，机械搅拌分散；明胶的用量为硝化棉的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去明胶，干燥得到固体产物；

步骤三、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于二氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、冷冻干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于二氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述乙烯基三甲氧基硅烷的用量为硝化棉和二硝基苯胺总质量的1％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.4％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.8％。

实施例4：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在55℃下将1g质量比为1:2的硝化棉和二硝基苯胺溶解到10mL乙酸乙酯中，加入20mL甲醇搅拌分散，加入聚乙烯吡咯烷酮，超声分散；聚乙烯吡咯烷酮的用量为硝化棉和二硝基苯胺的1％；

步骤二、加入100mL甲醇，继续搅拌，过滤，洗去聚乙烯吡咯烷酮，干燥得到固体产物；

步骤三、将乙烯基三甲氧基硅烷溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述乙烯基三甲氧基硅烷溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.05％；所述乙烯基三甲氧基硅烷的用量为硝化棉和二硝基苯胺总质量的1.5％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.8％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为1％。

实施例5：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在60℃下将1g质量比为1:2的硝化棉和黑索今溶解到10mL乙酸异戊酯中，加入20mL水搅拌分散，加入阿拉伯胶，超声分散；阿拉伯胶的用量为硝化棉和二硝基苯胺的0.2％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，洗去阿拉伯胶，干燥得到固体产物；

步骤三、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于二氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于二氯甲烷后的质量浓度为0.15％；所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为硝化棉和黑索今总质量的2％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.6％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.8％。

实施例6：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将2g质量比为1:3的双基药和苦味酸溶解到10mL乙酸丁酯中，加入20mL丙酮搅拌分散，加入十二烷基苯磺酸钠，超声分散；十二烷基苯磺酸钠的用量为双基药和苦味酸的0.1％；

步骤二、加入100mL丙酮，继续搅拌，过滤，洗去十二烷基苯磺酸钠，干燥得到固体产物；

步骤三、将十八烷酸钠溶于乙醇中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述十八烷酸钠溶于乙醇的质量浓度为0.1％；所述十八烷酸钠的用量为双基药和苦味酸总质量的2％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.5％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.7％。

实施例7：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g硝化棉和0.01g十八烷酸溶解到10mL丙酮中，加入20mL蒸馏水搅拌分散，加入明胶，机械搅拌分散；明胶的用量为硝化棉质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去明胶，干燥得到固体产物，即超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为3％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为1.2％。

实施例8：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:1的硝化棉和三硝基甲苯溶解到20mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入吐温-80，机械搅拌分散；吐温-80的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去吐温-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述低表面能材料溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述低表面能材料的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的1％；

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为30％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1500r/min的速度下搅拌30min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1200℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，将15g活化硅藻土、50g水、10g重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为200kGy/h，辐照剂量为1000kGy，搅拌速度为150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:15；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.2％。

实施例9：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:1的硝化棉和三硝基甲苯溶解到20mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入吐温-80，机械搅拌分散；吐温-80的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去吐温-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述低表面能材料溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述低表面能材料的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的1％；

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为45％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1200r/min的速度下搅拌45min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1100℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，将18g活化硅藻土、80g水、12g重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为100kGy/h，辐照剂量为800kGy，搅拌速度为120r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:20；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.2％。

实施例10：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:3的硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷溶解到10mL乙酸乙酯中，加入10mL水搅拌分散，加入span-80，超声分散；span-80的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去span-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；所述低表面能材料溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述低表面能材料的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷总质量的1％。

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为40％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1200r/min的速度下搅拌60min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1000℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，将20g活化硅藻土、80g水、15g重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为200kGy/h，辐照剂量为800kGy，搅拌速度为150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:30；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.5％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.2％。

实施例11：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:1的硝化棉和三硝基甲苯溶解到20mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入吐温-80，机械搅拌分散；吐温-80的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去吐温-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将十六烷酸溶于二氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物，将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理90min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为70KHz，功率为120W，氩气的压强为55Pa；所述十六烷酸溶于二氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述十六烷酸的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的1％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.3％。

实施例12：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:3的硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷溶解到10mL乙酸乙酯中，加入10mL水搅拌分散，加入span-80，超声分散；span-80的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去span-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将氟橡胶溶于丙酮中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理60min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为65KHz，功率为85W，氩气的压强为45Pa；所述氟橡胶溶于丙酮后的质量浓度为0.1％；所述氟橡胶的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷总质量的1％。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.5％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.3％。

实施例13：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:1的硝化棉和三硝基甲苯溶解到20mL丙酮中，加入20mL水搅拌分散，加入吐温-80，机械搅拌分散；吐温-80的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去吐温-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理60min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为65KHz，功率为85W，氩气的压强为45Pa；所述低表面能材料溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述低表面能材料的用量为硝化棉和三硝基甲苯总质量的1％；

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为30％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1500r/min的速度下搅拌30min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1200℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，将15g活化硅藻土、50g水、10g重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为200kGy/h，辐照剂量为1000kGy，搅拌速度为150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:15；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.08％。

实施例14：

一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在50℃下将1g质量比为1:3的硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷溶解到10mL乙酸乙酯中，加入10mL水搅拌分散，加入span-80，超声分散；span-80的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷的0.1％；

步骤二、加入100mL水，继续搅拌，过滤，用水洗去span-80，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于三氯甲烷中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理90min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为70KHz，功率为120W，氩气的压强为55Pa；所述低表面能材料溶于三氯甲烷后的质量浓度为0.1％；所述低表面能材料的用量为硝化棉和六硝基六氮杂异伍兹烷总质量的1％；

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为40％的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1200r/min的速度下搅拌60min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1000℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土，将20g活化硅藻土、80g水、15g重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为200kGy/h，辐照剂量为800kGy，搅拌速度为150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:30；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

对步骤二中得到的固体产物和步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物进行吸湿性测试(采用GJB770A-97标准)，步骤二中得到的固体产物的吸湿率为2.5％；步骤三制备的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的吸湿率为0.1％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在一定温度下将硝化棉基含能材料和炸药按一定比例溶解到溶剂Ⅰ中，加入溶剂Ⅱ搅拌分散，加入表面活性剂，继续分散；

步骤二、加入大量溶剂Ⅱ，过滤，洗去表面活性剂，干燥得到固体产物；

步骤三、将低表面能材料溶于溶剂Ⅲ中，加入步骤二的固体产物，过滤、干燥，得到超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物；

所述硝化棉基含能材料为硝化棉、单基药、双基药或三基药的一种或多种的组合；

所述炸药为三硝基甲苯、三硝基苯、苦味酸、二硝基苯、二硝基甲苯、二硝基苯胺、二硝基苯酚、二硝基氯苯、对硝基苯胺、对硝基氯苯、二硝基奈、六硝基六氮杂异伍兹烷、黑索今、奥克托今、太安中的一种或多种的组合；

所述溶剂Ⅰ为乙醇、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、乙酸、丙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、乙醚、石油醚、正丁烷、环己烷中的一种或多种的组合；

所述溶剂Ⅱ为水、甲醇、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、丙酮、正丁酮、甲基异丁基酮、环己烷、正丁烷、环己酮、甲苯环己酮、甲基丁酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亚砜、N,N二甲基甲酰胺、乙醚、石油醚、环氧丙烷、乙二醇醚、乙腈中的一种或多种的组合，且所述溶剂Ⅰ与溶剂Ⅱ选择不同的溶剂；

所述溶剂Ⅲ为乙醇、正丁醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、乙酸、丙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、乙醚、石油醚、正丁烷、环己烷等中的一种或多种的组合；

所述硝化棉基含能材料和炸药的质量比为1~10:0~100；所述步骤一中的温度为5~80℃；所述步骤一中，硝化棉基含能材料和炸药溶解到溶剂Ⅰ中后的质量浓度为1~200%；所述步骤一中，溶剂Ⅰ与溶剂Ⅱ的体积比为1:1~3；溶剂Ⅰ与所述步骤二中的溶剂Ⅱ的体积比为1:5~20；

所述步骤一中，表面活性剂为阿拉伯胶、虫胶、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、二辛烷琥珀酸磺酸钠、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、二氯甲烷、司班20~80、吐温20~80中的一种或多种的组合；表面活性剂的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0~1%；

所述步骤一中，分散的方式为磁力搅拌、机械搅拌、超声分散中的一种；所述步骤二和步骤三中，干燥的方式为常温干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种；所述步骤三中，得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的直径为10 nm~3 mm；

所述低表面能材料溶于溶剂Ⅲ后的质量浓度为0.05~5%；所述低表面能材料的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0.1~2%；

所述低表面能材料的制备方法为：将硅藻土加入质量分数为25~50%的碳酸钠和尿素的混合溶液中，1000~1500r/min的速度下搅拌30~60min，然后直接烘干，并将烘干的产物在1000℃~1200℃的高温下活化，破碎，得到活化硅藻土， 按重量份，将10~20份活化硅藻土、50~80份水、10~15份重量比为3:2:1乙烯基三乙氧基硅烷、全氟羧酸和十八烷酸钠加入密封容器中，密封，置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，过滤，烘干，粉碎，得到低表面能材料；所述辐照的辐照剂量率为100~200kGy/h，辐照剂量为200~1000kGy，搅拌速度为100~150r/min；所述碳酸钠与硅藻土的质量比为1:10~30；所述碳酸钠和尿素的质量比3:1。

2.如权利要求1所述的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三与步骤一合并，即将低表面能材料和炸药同时溶解到溶剂Ⅰ中，并且不添加溶剂Ⅲ；所述低表面能材料的用量为硝化棉基含能材料和炸药总质量的0.1~2%。

3.如权利要求1所述的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将得到的超疏水多孔球形硝化棉基炸药复合物置于低温等离子体处理仪中处理60~90min，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为35~70KHz，功率为45~120W，氩气的压强为30~65Pa。

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