CN111023917A

CN111023917A - 一种pbx炸药用模拟材料及其制备工艺

Info

Publication number: CN111023917A
Application number: CN201911200299.4A
Authority: CN
Inventors: 郭昕; 陈春燕; 李巍; 高立龙; 牛余雷
Original assignee: Xian Modern Chemistry Research Institute
Current assignee: Xian Modern Chemistry Research Institute
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本发明公开了一种PBX炸药模拟材料，由2％～8％热塑性聚合物、3％～19％液体石蜡、0.5％～3.5％聚乙烯蜡、2％～10％氟油、20％～45％无水硫酸钠、1％～18％聚氯乙烯、15％～43％硫酸钾、0.1％～0.3％颜色指示剂组成，热塑性聚合物为乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或丁二酸丁二醇酯‑己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)，本发明模拟材料流变特性与真实材料基本一致，可以反映物料混合及装药过程中流场的分布状态，为PBX炸药数字化工艺设计提供较为真实合理的模型参数；该模拟材料成型周期短，可重复利用，提高工作效率，降低材料成本；同时增加了指示剂，回收处理时易于区分真实材料和模拟材料，减少了安全隐患。

Description

一种PBX炸药用模拟材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种PBX炸药用模拟材料，适用于各型战斗部的模拟装药试验、样弹飞行试验、训练弹装药以及PBX炸药模拟材料工艺设备代料试验和工艺仿真模型参数获取等。

背景技术

在PBX炸药混合、装药、固化等工艺数字化设计及先进工艺设备代料试验过程中，需要一种流变特性等参数与真实炸药基本一致的模拟材料进行工艺试验，验证工艺设计的可行性。在样弹初步飞行试验中，装填密度、质量等各项参数与真实炸药装药类似的模拟材料，可以增加样弹飞行试验的安全性，便于回收样弹采集数据，提高试验效率等。传统的PBX炸药模拟材料装填弹体，其混合和装填一般需要50～60℃的工艺条件，且在60℃下固化5～7天，工艺周期长，能耗高，且试验结束传统模拟材料无法从弹体取出，给数据采集带来困难，无法重复使用，与真实PBX炸药难于区分，增加了回收处理难度，降低了工作效率，增加了安全隐患。

由于PBX炸药具有低易损性好，工艺适用性广，能够适应异形装药等，已广泛应用于各类武器的战斗部装药，工艺设计、制造及武器研发等领域，验证试验前均需要进行代料试验，因此亟需开发一种PBX炸药模拟材料，能够模拟PBX炸药的混合、装药、固化过程以及装备武器等，可以重复使用，易于回收处理，降低成本，提高工作效率，减少安全隐患。

发明内容

为了克服背景技术的不足和缺陷，本发明提供一种PBX炸药模拟材料。

发明构思：在PBX炸药用模拟药配方设计中，选择与真实炸药组分密度相近的原材料，根据材料流变性能数据设计与真实炸药流场分布相近的模拟材料；为了便于模拟样弹数据采集，提高工作效率且降低成本，设计模拟材料以热塑型聚合物为基体的模拟材料，可以回收利用，方便数据采集；为提高回收、利用及处置的安全性能，配方设计中使用与金属粉密度相近的无安全隐患的白色粉末，同时加入区分于真实炸药的颜色指示剂，为模拟材料处置降低安全隐患。

为了解决上述技术问题，本发明提供的PBX炸药模拟材料，质量百分组成为：2％～8％热塑性聚合物、3％～19％液体石蜡、0.5％～3.5％聚乙烯蜡、2％～10％氟油、20％～45％无水硫酸钠、1％～18％聚氯乙烯、15％～43％硫酸钾、0.1％～0.3％颜色指示剂组成，热塑性聚合物为乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)，其中EVA选择熔点温度为55℃～90℃，PBSA选择熔点温度为90℃～100℃，聚乙烯蜡为70℃～80℃，聚氯乙烯为粉状。

本发明优选方案，质量百分组成为：3％乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、17％液体石蜡、1.5％聚乙烯蜡、2％氟油、42％无水硫酸钠、4.4％聚氯乙烯、30％硫酸钾、0.1％颜色指示剂组成，其中乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)选择熔点温度为55℃～90℃，聚乙烯蜡为70℃～80℃，聚氯乙烯为粉状。

本发明的有益效果：

本发明模拟材料流变特性与真实材料基本一致，可以反映物料混合及装药过程中流场的分布状态，为PBX炸药数字化工艺设计提供较为真实合理的模型参数；该模拟材料成型周期短，可重复利用，提高工作效率，降低材料成本；成分中不含易燃原材料，同时增加了指示剂，回收处理时易于区分真实材料和模拟材料，降低了安全隐患。

具体实施方式

本发明所用乙烯－醋酸乙烯酯共聚物熔点温度为55℃～90℃，由佛山市骏益橡塑科技有限公司顺德分公司生产；丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物熔点温度为90℃～100℃，由东莞市展阳高分子材料有限公司生产。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例参照如下质量百分组成实施：3％乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、17％液体石蜡、1.5％聚乙烯蜡、2％氟油、42％无水硫酸钠、4.4％聚氯乙烯、30％硫酸钾、0.1％颜色指示剂组成，其中乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)选择熔点温度为55℃～90℃，聚乙烯蜡为70℃～80℃，聚氯乙烯为粉状。

1.1制备工艺

在高速旋转混合器内加入乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、液体石蜡、聚乙烯蜡和氟油，在120℃、800±5r/min条件下，进行熔化分散，混合60min；继续加入无水硫酸钠、硫酸钾，在120℃、300±5r/min条件下，继续混合120min；最后加入聚氯乙烯、颜色指示剂加入高速旋转混合器，在120℃、300±5r/min条件下，混合30min，形成PBX炸药模拟材料，收集、待用。

1.2性能参数

样品	粘度(120℃)，Pa.s	密度，g/cm<sup>3</sup>
			PBX-1炸药	1042	1.857
实施例1	1173	1.852

实施例2

本实施例参照如下质量百分组成实施：3.5％丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、18.4％液体石蜡、1.5％聚乙烯蜡、6.5％氟油、35％无水硫酸钠、15％聚氯乙烯、20％硫酸钾、0.1％颜色指示剂组成，其中PBSA选择熔点温度为90℃～100℃，聚乙烯蜡为70℃～80℃，聚氯乙烯为粉状。

2.1制备工艺

在高速旋转混合器内加入丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、液体石蜡、聚乙烯蜡和氟油，在120℃、800±5r/min条件下，进行熔化分散，混合60min；继续加入无水硫酸钠、硫酸钾，在120℃、300±5r/min条件下，继续混合120min；最后加入聚氯乙烯、颜色指示剂加入高速旋转混合器，在120℃、300±5r/min条件下，混合30min，形成PBX炸药模拟材料，收集、待用。

2.2性能参数

样品	粘度(120℃)，Pa.s	密度，g/cm<sup>3</sup>
			PBX-2炸药	876	1.679
实施例2	910	1.670

Claims

1.一种PBX炸药用模拟材料，其特征在于，各组分质量百分组成为：

2％～8％热塑性聚合物、3％～19％液体石蜡、0.5％～3.5％聚乙烯蜡、2％～10％氟油、

20％～45％无水硫酸钠、15％～43％硫酸钾、

1％～18％聚氯乙烯、0.1％～0.3％颜色指示剂；

所述的热塑性聚合物为乙烯－醋酸乙烯酯共聚物EVA或丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物PBSA，其中EVA的熔点温度为55℃～90℃，PBSA的熔点温度为90℃～100℃，所述的聚乙烯蜡为70℃～80℃，所述的聚氯乙烯为粉状。

2.根据权利要求1所述的PBX炸药用模拟材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将热塑性聚合物、液体石蜡、聚乙烯蜡、氟油加入高速旋转混合器，在120℃、800±5r/min条件下，进行熔化分散，混合60min，形成分散均匀的混合物；

(2)将无水硫酸钠、硫酸钾加入高速旋转混合器，在120℃、300±5r/min条件下，与步骤(1)形成的分散均匀的混合物继续混合120min；

(3)将聚氯乙烯、颜色指示剂加入高速旋转混合器，在120℃、300±5r/min条件下，与步骤(2)形成的混合均匀物料继续混合30min，形成PBX炸药用模拟材料。