CN110343026A - 一种低成本高安全性pbx及其制备方法 - Google Patents

一种低成本高安全性pbx及其制备方法 Download PDF

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史远通
汤滢
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Abstract

本发明公开了一种低成本高安全性PBX，涉及含能材料技术领域。包括以下重量份的原材料：主炸药40份、钝感炸药6～10份、高能金属46.5～50.5份、粘结剂2.5份、第一钝感剂0.5份、第二钝感剂0.5份。采用本发明获得的DNAN为基高安全PBX具有较好的安全性能和力学强度，同时起爆感度较低。

Description

一种低成本高安全性PBX及其制备方法
技术领域
本发明涉及含能材料技术领域，更具体的说是涉及一种低成本高安全性PBX及其制备方法。
背景技术
PBX是一类由单质炸药和粘结体系组成的混合炸药，目前常见类型包括压制、热固和熔铸等成型方式，在国内外各类战斗部装药和工业爆破中广泛应用。PBX作为战斗部和工业爆破装置的毁伤能力释放来源，直接影响整个毁伤系统安全性能，提高PBX安全性能，是降低安全事故最有效手段之一。
常见安全性好且较为成熟的单质炸药有TNT、TATB，但TNT多用于熔铸成型方式，装药存在缩孔、裂纹等疵病，不能满足高性能战斗部和工业爆破装置对装药质量的要求。TATB因其成本较高，无法大规模应用，因此，低成本高安全性复合PBX设计及其制备方法是一项具有重要意义的新技术。
DNAN是近些年国内应用较快且广泛使用的一种低熔点安全性好的单质炸药，广泛应用于熔铸PBX液相载体，但采用熔铸成型方式，装药内部质量较差，无法满足高性能战斗部和民用爆破装置的装药指标要求。本发明提供了DNAN、Al、NQ为基低成本高安全性PBX设计及捏合造粒制备方法，其安全性能、力学强度明显高于DNAN为基熔铸型PBX。
发明内容
为了获得安全性和力学性能较好的DNAN为基PBX，满足特殊军用和工业领域炸药高安全性的要求，本发明提供了一种低成本高安全性PBX及其制备方法。采用本发明获得的DNAN为基高安全PBX具有较好的安全性能和力学强度，同时起爆感度较低。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低成本高安全性PBX，包括以下重量份的原材料：主炸药40份、钝感炸药6～10份、高能金属46.5～50.5份、粘结剂2.5份、第一钝感剂0.5份、第二钝感剂0.5份。
进一步的，所述的主炸药为DNAN。
进一步的，所述的钝感炸药为NQ。
进一步的，所述的高能金属为Al粉。
进一步的，所述的粘结剂为PVB。
进一步的，所述的第一钝感剂为石蜡。
进一步的，所述的第二钝感剂为石墨。
本发明还提供了上述的低成本高安全性PBX的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将0.5份石蜡、40份DANA、8份NQ、2.5份PVB、0.5份石墨和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将48.5份Al粉和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
将步骤1中预混合后的第一段料：0.5份石蜡、40份DANA、8份NQ、2.5份PVB、0.5份石墨和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料48.5份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在常温下混合；
步骤3：筛料
用筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为40℃～55℃，烘料时间不低于6h。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度不超过18r/min，第二段料的混合搅拌速度为19r/min～30r/min。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料和第二段料均在0～50kPa的真空度下进行混合。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明通过新型捏合造粒技术，与传统水悬浮方式相比，安全性显著提高。采用本发明获得的PBX造型粉粒度分布均匀，成型性好，具有较低的机械感度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种低成本高安全性PBX，包括以下重量份的原材料：DNAN40份、NQ6份、Al粉46.5份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份。
本发明还提供了上述的低成本高安全性PBX的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将DNAN40份、NQ6份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将Al粉46.5份和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
将步骤1中预混合后的第一段料：将DNAN40份、NQ6份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料46.5份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在20℃常温下混合；
步骤3：筛料
用12目的筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为40℃，烘料时间6h。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度为18r/min，第二段料的混合搅拌速度为19r/min。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料和第二段料均在50kPa的真空度下进行混合。
实施例2
一种低成本高安全性PBX，包括以下重量份的原材料：DNAN40份、NQ10份、Al粉50.5份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份。
本发明还提供了上述的低成本高安全性PBX的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将DNAN40份、NQ10份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将Al粉50.5份和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
将步骤1中预混合后的第一段料：将DNAN40份、NQ10份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料50.5份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在21℃常温下混合；
步骤3：筛料
用12目的筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为55℃，烘料时间7h。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度为16r/min，第二段料的混合搅拌速度为30r/min。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料和第二段料均在30kPa的真空度下进行混合。
实施例3
一种低成本高安全性PBX，包括以下重量份的原材料：DNAN40份、NQ9份、Al粉48份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份。
本发明还提供了上述的低成本高安全性PBX的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将DNAN40份、NQ9份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将Al粉48份和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
采取5L容积的捏合机，将步骤1中预混合后的第一段料：将DNAN40份、NQ9份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料48份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在18℃的室温下混合；
步骤3：筛料
用11目的筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为50℃，烘料时间7.3h。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度为16r/min，第二段料的混合搅拌速度为26r/min。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料和第二段料均在0kPa的真空度下进行混合。
实施例4
一种低成本高安全性PBX，包括以下重量份的原材料：DNAN40份、NQ8份、Al粉48.5份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份。
本发明还提供了上述的低成本高安全性PBX的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将DNAN40份、NQ8份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将Al粉48.5份和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
采取5L容积的捏合机，将步骤1中预混合后的第一段料：将DNAN40份、NQ8份、PVB2.5份、石蜡0.5份、石墨0.5份和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料48.5份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在20℃的室温下混合；
步骤3：筛料
用12目的筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为50℃，烘料时间6h。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度为12r/min，第二段料的混合搅拌速度为25r/min。
更为优选的实施方案是：在所述步骤2中，第二段料在后5min进行抽真空，真空度为20kPa。
由上述实施例所得低成本高安全性复合PBX的各项指标如下：
(1)密度
采用GJB772A-97方法401.2药柱(块)密度液体静力称量法，测试结果为1.800g/cm3；
(2)力学性能
采用GJB772A-97方法418.1压缩应力-应变曲线电子引伸法，实测压缩强度为35.54MPa，压缩模量为7.16MPa，压缩应变为0.5％；
(3)机械感度
采用GJB772A-97方法601.1撞击感度爆炸概率法，实测撞击感度为0；
采用GJB772A-97方法602.1摩擦感度爆炸概率法，实测摩擦感度为0。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低成本高安全性PBX，其特征在于：包括以下重量份的原材料：主炸药40份、钝感炸药6～10份、高能金属46.5～50.5份、粘结剂2.5份、第一钝感剂0.5份、第二钝感剂0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的主炸药为DNAN。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的钝感炸药为NQ。
4.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的高能金属为Al粉。
5.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的粘结剂为PVB。
6.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的第一钝感剂为石蜡。
7.根据权利要求1所述的一种低成本高安全性PBX，其特征在于：所述的第二钝感剂为石墨。
8.权利要求1～7任一权利要求所述的一种低成本高安全性PBX的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：原材料配制
第一段料预混合：将0.5份石蜡、40份DANA、8份NQ、2.5份PVB、0.5份石墨和4份无水乙醇进行预混合，备用；
第二段料预混合：将48.5份Al粉和12份无水乙醇预混合，备用；
步骤2：混合
将步骤1中预混合后的第一段料：0.5份石蜡、40份DANA、8份NQ、2.5份PVB、0.5份石墨和4份无水乙醇放入捏合机中,进行混合；混合后加入预混合后的第二段料48.5份Al粉和12份无水乙醇再进行混合，第一段料和第二段料均在常温下混合；
步骤3：筛料
用筛网对步骤2中得到的最终混合后的混合物进行筛分；
步骤4：烘料
采用烘房或防爆烘箱对步骤3中筛分后的混合物进行烘干，烘料温度为40℃～55℃，烘料时间不低于6h。
9.根据权利要求8所述的一种低成本高安全性PBX的制备方法，其特征在于：在所述步骤2中，第一段料的混合时间为10min，第二段料的混合时间为15min；第一段料的混合搅拌速度不超过18r/min，第二段料的混合搅拌速度为19r/min～30r/min。
10.根据权利要求8所述的一种低成本高安全性PBX的制备方法，其特征在于：在所述步骤2中，第一段料和第二段料均在0～50kPa的真空度下进行混合。
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