CN111018634B - 一种hmx-tnt基熔铸炸药降粘剂配方 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HMX‑TNT基熔铸炸药降粘剂配方，所述配方包括以1:2:0.5~2的质量比例混合的萘、硬脂酸、十八醇，该降粘剂配方应用于5微米超细HMX/TNT熔铸炸药体系中，其中降粘剂的质量比为2%，当体系中HMX质量比为50%时，可使体系粘度降低21%；当体系中HMX质量比为55%时，可使体系粘度降低27%；当体系中HMX质量比为60%时，可使体系粘度降低33%；当体系中HMX质量比为65%时，可使体系粘度降低37%；当体系中HMX质量比为70%时，可使体系粘度降低42%。该降粘剂配制操作简单，安全可靠，毒性小，成本低廉，可有效的降低高HMX质量比的HMX‑TNT基熔铸炸药的粘度，提高流动性。

Description

一种HMX-TNT基熔铸炸药降粘剂配方

技术领域

本发明涉及一种用于HMX-TNT基熔铸炸药降粘剂配方，属于含能材料制备技术领域。

背景技术

熔铸炸药是指向熔融炸药介质中添加高能组分炸药，从而形成流动态的一类混合炸药。其中流变特性作为熔铸炸药重要物理特性之一，得到了诸多学者的关注。流变特性是指物质受外力作用变形和流动的性质，包括流动性和流平性。熔铸炸药制造涉及混合、浇铸等成型工艺，其中药浆的流动性对药柱成型、浇铸质量会产生重大影响。药浆的流动性可用表观粘度来表征，药浆粘度越大，流动性越差。对于高HMX质量比熔铸炸药来说，流动性差的料浆各组份之间不易混合均匀、浇注速度缓慢，甚至浇注后药条堆积形成空洞、裂纹或底隙等缺陷。

高HMX质量比的HMX/TNT基熔铸炸药由于其高粘度难以充分混合的劣势，已不能满足新时期武器装备的要求，由于其高粘度带来的负面影响主要表现在以下几个方面：①总体能量水平偏低，特别是国内熔铸装药中的高能炸药含量一般在65%以下，密度低，爆轰性能不理想；②浇铸产品容易出现质量缺陷，密度不均匀，高精度控制难度大，存在缩孔、气孔和底隙等瑕疵弊病，不仅影响爆轰性能，还影响武器的安全使用性能；③力学性能不理想，弹性、韧性差，强度低，易脆，在受到机械应力、热应力的作用时，很容易发生损伤、裂纹、脆裂等现象；④安全性能差，感度高，容易殉爆，易被碎片和射流引爆，燃烧易转为爆轰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HMX/TNT基熔铸炸药降粘剂配方，该配方制备工艺简单、安全可靠、成本较低、稳定性较好，使得炸药的流动性能性能得到了明显提高。

实现本发明的技术解决方案为：一种HMX/TNT基熔铸炸药降粘剂配方，所述配方包括以1:2:0.5~2的质量比例混合的萘、硬脂酸、十八醇。

较佳的，所述配方包括以1:2:1.5的质量比例混合的萘、硬脂酸、十八醇。

上述降粘剂配方的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将硬脂酸与丙酮混合后置于70℃的恒温水浴中充分熔融；

步骤2，加入萘，搅拌均匀，超声并水浴加热至90℃，使药品完全溶解；

步骤3，于70℃烘箱中干燥，去除丙酮，加入十八醇，超声混合均匀后即可得到降粘剂。

将上述降粘剂配方应用于固含量50%-70%（HMX质量含量）的HMX/TNT基熔铸炸药中，HMX/TNT基熔铸炸药中降粘剂质量比为2%。

与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明选用萘、硬脂酸、十八醇质量比为1:2: 0.5~2，作为降粘剂组分配制高效降粘剂，其中，质量比为1:2: 1.5的降粘剂配方具有较佳的降粘效果，可有效降低高HMX质量比TNT基熔铸炸药的表观粘度，提高浆料的流动性。

（2）采用选用萘、硬脂酸、十八醇毒性小，成本低廉，便于广泛推广。

（3）为熔铸炸药的流变特性研究提供数据支持，同时为混合型降粘剂在混合炸药中规模化应用奠定基础。

附图说明

图1为不同的降粘剂配方对固含量65%的HMX /TNT 悬浮液剪切应力的影响。

图2为配比为1:2:1.5的降粘剂对固含量为65%、60%的HMX /TNT悬浮液切力变稀效应的影响。

图3为配比为1:2:1.5的降粘剂对固含量为50%~70%HMX /TNT熔融浆料表观粘度的影响。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述。

本发明的原理是：十八醇可与TNT形成低熔点共熔物，使其熔点降低，相当于增加了温度差，粘度降低；加入硬脂酸后，HMX颗粒间的范德华力减弱，增加了颗粒间的流动性，粘度降低；萘可与HMX分子形成氢键，这种电性作用，可以使萘大量吸附于HMX 颗粒表面，形成对 HMX 的包覆，一方面阻止 HMX形成团聚，弱化了固相颗粒间的摩擦和滚动，另一方面由于润湿性的降低，HMX 颗粒包覆更少的TNT 熔液，这样就造成游离态的 TNT 液体增多，同时弱化了固相颗粒间的摩擦和滚动，其流变行为更接近于牛顿流体，提升颗粒的流动性，使悬浮液粘度降低。

实施例1：

称取一定质量的萘、硬脂酸和十八醇，分别配制出1:1:0、1:1:1、1:2:0、1:1.5:1.5、1:2:1、1:2:2、1:2:1.5的降粘剂，按照混合炸药重量百分比的配方为HMX∶TNT∶降粘剂=70∶28∶2进行熔融超声使其充分混合均匀，具体操作步骤为：将TNT并加入反应釜中95℃水浴加热至熔融，加入降粘剂并加以超声使其充分混合均匀；将最后加入HMX，长时间搅拌，使其充分混合，保温一段时间，即可得到HMX/TNT的熔融混合物。使用转子流变仪测量其表观粘度，并通过Modified Bingham模型计算其剪切应力并绘制成图1。

由图1 可知，质量比为65%HMX /TNT 悬浮液是具有触变性的假塑性流体，且 HMX的质量比极大的影响着物料的流变性能。当使用的降粘剂配比为1:2:1.5时可最大限度的降低质量比为70%的熔融料浆在不同剪切速率下的剪切应力。

实施例2

称取一定质量的萘、硬脂酸和十八醇，配制出1:2:1.5的降粘剂，按照混合炸药重量百分比的配方为HMX∶TNT∶降粘剂=65∶33∶2进行熔融混合，具体操作步骤为：将TNT并加入反应釜中95℃水浴加热至熔融，加入降粘剂并超声使其充分混合均匀；将最后加入HMX，长时间搅拌，使其充分混合，保温一段时间，即可得到HMX/TNT的熔融混合物。使用转子流变仪测量其表观粘度，并绘制成图2。

实施例3

称取一定质量的萘、硬脂酸和十八醇，配制出1:2:1.5的降粘剂，按照混合炸药重量百分比的配方为HMX∶TNT∶降粘剂=60∶38∶2进行熔融混合，具体操作步骤为：将TNT并加入反应釜中95℃水浴加热至熔融，加入降粘剂并超声使其充分混合均匀；将最后加入HMX，长时间搅拌，使其充分混合，保温一段时间，即可得到HMX/TNT的熔融混合物。使用转子流变仪测量其表观粘度，并绘制成图2。

由图2可知，对于HMX质量比为60%和65%的熔融浆料，加入2%的降粘剂不仅可以有效降低其表观粘度，还可有效抑制其切力变稀效应，使浆料流动状态更加稳定。

实施例4

称取一定质量的萘、硬脂酸和十八醇，配制出1:2:1.5的降粘剂，按照混合炸药重量百分比的配方为HMX∶TNT∶降粘剂=50~70∶48~28∶2进行熔融混，具体操作步骤为：将将TNT并加入反应釜中95℃水浴加热至熔融，加入降粘剂并超声使其充分混合均匀；将最后加入HMX，长时间搅拌，使其充分混合，保温一段时间，即可得到HMX/TNT的熔融混合物。使用转子流变仪测量其表观粘度，并绘制成图3。

由图3可知，对于HMX质量比为50%至70%的熔融浆料，加入2%的配比为1:2:1.5的降粘剂均可以有效降低其表观粘度，有效提高其流变性能

经上述粘度测试可证明，由质量比为1:2:1.5的萘、硬脂酸和十八醇配比而成的降粘剂具有最佳降粘效果，该降粘剂配方应用于5微米超细HMX/TNT熔铸炸药体系中，其中降粘剂的质量比为2%。当体系中HMX质量比为50%时，可使体系粘度降低21%；当体系中HMX质量比为55%时，可使体系粘度降低27%；当体系中HMX质量比为60%时，可使体系粘度降低33%；当体系中HMX质量比为65%时，可使体系粘度降低37%；当体系中HMX质量比为70%时，可使体系粘度降低42%。

Claims (6)

1.一种HMX/TNT基熔铸炸药降粘剂，其特征在于，所述降粘剂包括以1:2:1.5的质量比例混合的萘、硬脂酸、十八醇。

2.如权利要求1所述的降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将硬脂酸与丙酮混合后置于70℃的恒温水浴中充分熔融；

步骤2，加入萘，搅拌均匀，超声并水浴加热至药品完全溶解；

步骤3，干燥，去除丙酮，加入十八醇，超声混合均匀后即可得到降粘剂。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，超声并水浴加热至90℃至药品完全溶解。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，于70℃下干燥，去除丙酮。

5.如权利要求1所述的降粘剂在固含量50%-70%的HMX/TNT基熔铸炸药中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，HMX/TNT基熔铸炸药中降粘剂质量比为2%。

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