CN110470521B - 一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料 - Google Patents

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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q

Abstract

本发明公开了一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，各组分及质量百分比组成如下：59％～61％硫酸钠、1.39％～1.43％聚氯乙烯、24.61～25.50％铝粉、12％～15％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。其物料工艺粘度与成型后密度与聚合物基熔铸炸药接近，能够模拟真实聚合物基熔铸炸药工艺状态。本发明主要应用于聚合物基熔铸炸药工艺试验，以及相关设备和工装的调试运行。

Description

一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料
技术领域
本发明涉及一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，主要适用于聚合物基熔铸炸药工艺试验。
背景技术
近年来随着现代武器的迅速发展以及社会的不断进步，对炸药的研究也提出了越来越高的要求：一方面要求炸药高能、钝感、低易损性；另一方面又要求炸药在制造和存贮过程中具有经济和环保等特点。而聚合物基熔铸炸药以热塑性弹性体(TPE)做粘合剂，TPE在室温时凝固成固体，当温度大于熔点时，TPE转变为液态，可用于炸药的加工制作。TPE材料的特性使炸药聚合物基熔铸炸药具备循环制造的工艺特点，即在加热下熔融态可浇注进弹体，经冷却成型；省去了固化交联工序，节省了加工时间和投资；加工过程中的零星废料可重新使用；过期炸药便于处理；缩短生产周期，降低生产成本，具备绿色回收的特性。
其中热塑性弹性体的最大特点是熔化后粘度较大，制备的聚合物基炸药呈现高粘态，现有炸药的熔铸制备工艺采用立式捏合机混合高分子预聚物、采用间歇式浇注成型，此过程中的药浆粘度较小(≤200Pa.s)，但热塑性弹性体即使在熔融状态下，依然具有较高粘度(≥1000Pa.s)，很难直接利用传统的浇注工艺混合成型。而加入大量溶剂、增塑剂或工艺助剂，虽然有助于解决工艺问题，但同时会降低炸药产品能量水平、恶化力学性能，并造成渗油等严重影响产品质量的问题。
目前，还没有针对聚合物基炸药的专用熔铸成型工艺，现有的工艺很难保证聚合物基体和炸药工艺的匹配性，难以确保工艺过程的安全性、可靠性，难以在无溶剂和低增塑剂条件下实现聚合物在药浆中的均匀分散。
因此，在保持配方设计性能不变的前提下，必须在制造工艺上进行深入研究与创新，才能推动聚合物基炸药的发展及应用。因聚合物基熔铸炸药整体粘度较大，在工艺研究初始阶段，直接使用炸药配方进行工艺相较危险性较大，为此需设计一种与聚合物基熔铸炸药粘度与密度相当的模拟材料，先使用模拟材料进行工艺试验，确定基本工艺参数，最后使用聚合物基熔铸炸药进行工艺验证。
目前文献公开报道的炸药用模拟材料一般为造型粉或者粘度较低的模拟材料，与熔铸聚合物基炸药性能不相匹配，无法采用现有模拟材料进行工艺试验。
发明内容
本发明提供一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，解决了现有技术不足，模拟材料工艺粘度、成型后密度与聚合物基熔铸炸药相当。
本发明提供的一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，质量百分组成为：59％～61％硫酸钠、1.39％～1.43％聚氯乙烯、24.61～25.50％铝粉、12％～15％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。
本发明的优选方案，质量百分组成为：59％硫酸钠、1.39％聚氯乙烯、24.61％铝粉、15％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。
本发明的有益效果：
(1)本发明的模拟材料工艺粘度与成型后密度与聚合物基熔铸炸药相当；
(2)本发明的模拟材料安全可靠，可用于前期工艺试验。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所述密度测量按照GJB772A-1997方法401.2测试直径为20mm、高度为20mm的药柱密度。粘度采用HAKE流变仪，转子型号P20/Ti-02190137。
实施例1
本实施例按照如下质量百分组成实施：61.07％硫酸钠、1.43％聚氯乙烯、25.5％铝粉、12％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。
制备方法：75℃条件下将粘结剂加入捏合机内，加入铝粉捏合10min；加入硫酸钠和聚氯乙烯，捏合10min，在真空度不高于-0.90MPa条件下捏合2小时，取出药浆，待用。
性能数据与聚合物基熔铸炸药性能对比，工艺粘度和成型后密度性能相当。
表1性能数据对比
项目 实施例1 聚合物基熔铸炸药 测试标准
成型后密度，g/cm<sup>3</sup> 1.75 1.75 GJB772A-97 401.2
工艺粘度，Pa.S 1010 1020
实施例2
本实施例按照如下质量百分组成实施：61％硫酸钠、1.43％聚氯乙烯、24.61％铝粉、15％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。
制备方法：75℃条件下将粘结剂加入捏合机内，加入铝粉捏合10min；加入硫酸钠和聚氯乙烯，捏合10min，在真空度不高于-0.90MPa条件下捏合2小时，取出药浆，待用。
性能数据与聚合物基熔铸炸药性能对比，工艺粘度和成型后密度性能相当。
表2性能数据对比
项目 实施例1 聚合物基熔铸炸药 测试标准
成型后密度，g/cm<sup>3</sup> 1.76 1.76 GJB772A-97 401.2
工艺粘度，Pa.S 1050 1045
实施例3
本实施例按照如下质量百分组成实施：60％硫酸钠、1.40％聚氯乙烯、25％铝粉、13.6％粘结剂，其中粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸精的混合物，两者质量比为1:1。
制备方法：75℃条件下将粘结剂加入捏合机内，加入铝粉捏合10min；加入硫酸钠和聚氯乙烯，捏合10min，在真空度不高于-0.90MPa条件下捏合2小时，取出药浆，待用。
性能数据与聚合物基熔铸炸药性能对比，工艺粘度和成型后密度性能相当。
表3性能数据对比
项目 实施例1 聚合物基熔铸炸药 测试标准
成型后密度，g/cm<sup>3</sup> 1.755 1.755 GJB772A-97 401.2
工艺粘度，Pa.S 1030 1028

Claims (2)

1.一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于,各组分及质量百分比组成如下：59%～61%硫酸钠、1.39%～1.43%聚氯乙烯、24.61～25.50%铝粉、12%～15%粘结剂，所有组分质量百分比之和为100%质量百分比；
其中所述的粘结剂为热塑性聚氨酯弹性体和三醋酸甘油酯的混合物，两者质量比为1:1。
2.根据权利要求1所述的聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于质量百分组成为：59%硫酸钠、1.39%聚氯乙烯、24.61%铝粉、15%粘结剂。
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