CN112048188B - 一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其组成成分包括微晶蜡、端羟基聚醚、滑石粉、聚氯乙烯和颜色指示剂。本发明的优选方案是，质量百分组成为：8％80#微晶蜡、3.08％端羟基聚醚、86.6％滑石粉、2.17％聚氯乙烯、0.15％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500‑2000。本发明模拟材料流变特性、力学性能与真实材料基本一致，可以真实反映物料混合和装药过程中流场的分布状态，并且为药面修整工艺设备参数设计提供有效参考数据，为熔铸炸药数字化工艺设计提供较为真实合理的模型参数。

Description

一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料
技术领域
本发明涉及一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，适用于各型战斗部的模拟装药试验、样弹飞行试验、训练弹装药以及熔铸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
在熔铸炸药混合、装药、固化、修整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、物理特性等参数与真实熔铸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。2018年，“一种浇注PBX炸药工艺试验用模拟材料”(ZL 201518001944.6)公开了一种PBX炸药模拟材料，其流变特性及物理特性只适合于PBX炸药，与熔铸炸药特性参数相差较大，无法真实提供熔铸炸药制备过程工艺参数，不可回收重复利用，且腐蚀性强。
由于熔铸炸药工艺适用性广，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，因此亟需开发一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，能够模拟熔铸炸药的混合、装药、固化、修整过程，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，本发明提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，解决目前的炸药工艺试验用模拟材料适用范围窄，存在的安全隐患大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其组成成分包括微晶蜡、端羟基聚醚、滑石粉、聚氯乙烯和颜色指示剂。
进一步，质量百分组成为：3％～25％80#微晶蜡、2％～7％端羟基聚醚、70％～90％滑石粉、1％～12％聚氯乙烯、0.1％～0.3％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
本发明优选方案，质量百分组成为：8％80#微晶蜡、3.08％端羟基聚醚、86.6％滑石粉、2.17％聚氯乙烯、0.15％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
本发明模拟材料的制备工艺为：在高速旋转混合器内加入微晶蜡、端羟基聚醚、颜色指示剂，在100℃、1000±5r/min条件下，进行熔化分散，混合15min，形成分散均匀的混合物后，继续将滑石粉、聚氯乙烯加入高速旋转混合器，在 100℃、300±5r/min条件下，混合60min，形成熔铸炸药模拟材料。
本发明优点在于：
本发明模拟材料流变特性、力学性能与真实材料基本一致，可以真实反映物料混合和装药过程中流场的分布状态，并且为药面修整工艺设备参数设计提供有效参考数据，为熔铸炸药数字化工艺设计提供较为真实合理的模型参数；
本发明的模拟材料成分简单，制备过程简单。
本发明的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，材料组成中增加了颜色指示剂，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。
具体实施方式
本发明的构思在于：在熔铸炸药用模拟药配方设计中，选择与真实炸药组分密度等物理特性相近的原材料，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，设计模拟材料以微晶蜡为基体的模拟材料，可以回收利用，方便数据采集；
同时，为解决模拟药腐蚀壳体的问题，配方设计中使用滑石粉替代硫酸钠；同时组分中添加端羟基聚醚缓解微晶蜡收缩问题。
本发明的颜色指示剂的选用，参见前期的专利(申请号2019112002994)中公开的材料，或者采用石墨。
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
本实施例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：8％80#微晶蜡、3.08％端羟基聚醚、86.6％滑石粉、2.17％聚氯乙烯、0.15％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
制备工艺为：在高速旋转混合器内加入80#微晶蜡、端羟基聚醚、颜色指示剂，在100℃、1000±5r/min条件下，进行熔化分散，混合15min，形成分散均匀的混合物；继续将滑石粉、聚氯乙烯加入高速旋转混合器，在100℃、300± 5r/min条件下，混合60min，形成熔铸炸药模拟材料，收集、待用。
实施例2
本实施例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：9％80#微晶蜡、5.08％端羟基聚醚、82.1％滑石粉、3.67％聚氯乙烯、0.15％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
制备工艺与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：8％58#微晶蜡、3.08％端羟基聚丁二烯、86.6％硫酸钠、2.17％聚氯乙烯、 0.15％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚丁二烯分子量为 2500-3000。
制备工艺为：在高速旋转混合器内加入58#微晶蜡、端羟基聚丁二烯、颜色指示剂，在100℃、1000±5r/min条件下，进行熔化分散，混合15min，形成分散均匀的混合物；继续将硫酸钠、聚氯乙烯加入高速旋转混合器，在100℃、300 ±5r/min条件下，混合60min，形成熔铸炸药模拟材料，收集、待用。
性能参数如下表所示：
Figure BDA0002636110760000041
根据以上数据可知，实施例1、2与熔铸炸药-1(真实熔铸炸药)的性能数据相似，与对比例1技术的性能参数差距较大，说明本发明的熔铸炸药模拟材料可以完全模拟熔铸炸药的混合、装药、固化、修整过程。
实施例3
本实施例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：10.7％80#微晶蜡、7％端羟基聚醚、70％滑石粉、12％聚氯乙烯、0.3％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
制备工艺与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：3％80#微晶蜡、2％端羟基聚醚、90％滑石粉、4.9％聚氯乙烯、0.1％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
制备工艺与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，参照如下质量百分组成实施：25％80#微晶蜡、2％端羟基聚醚、70.9％滑石粉、2％聚氯乙烯、0.1％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
制备工艺与实施例1相同。
实施例3-5制备的模拟材料，其性能与熔铸炸药-1相似。
对比例2
本对比例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，以热塑性聚合物EVA为基体，参照如下质量百分组成实施：8％EVA、2％端羟基聚醚、80％滑石粉、9.7％聚氯乙烯、0.3％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为 1500-2000。
制备工艺为同对比例1。
对比例3
本对比例提供一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，以PTFE树脂材料为基体，参照如下质量百分组成实施：8％PTFE、2％端羟基聚醚、80％滑石粉、9.7％聚氯乙烯、0.3％颜色指示剂组成，其中聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为 1500-2000。
制备工艺基本参照201610395308X中公开的方案。
对比例2制备的以热塑性聚合物EVA为基体的模拟材料，其性能与熔铸炸药-1相差甚远，且不适用于本发明的熔铸炸药-1的模拟。对比例3制备的以PTFE 树脂材料为基体的模拟材料，其性能与熔铸炸药-1相差甚远，且不适用于本发明的熔铸炸药-1的模拟。

Claims (4)

1.一种熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于，其组成成分包括：微晶蜡、端羟基聚醚、滑石粉和聚氯乙烯；
其组成成分还包括颜色指示剂；
按照质量百分比，其组成成分包括：3％～25％微晶蜡、2％～7％端羟基聚醚、70％～90％滑石粉、1％～12％聚氯乙烯和0.1％～0.3％颜色指示剂。
2.如权利要求1所述熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于，按照质量百分比，其组成成分包括：8％微晶蜡、3.08％端羟基聚醚、86.6％滑石粉、2.17％聚氯乙烯和0.15％颜色指示剂。
3.如权利要求1或2所述熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于，聚氯乙烯为粉状，端羟基聚醚分子量为1500-2000。
4.如权利要求1或2所述熔铸炸药工艺试验用模拟材料，其特征在于，制备工艺为：在高速旋转混合器内加入微晶蜡、端羟基聚醚、颜色指示剂，在100℃、1000±5r/min条件下，进行熔化分散，混合15min，形成分散均匀的混合物后，继续将滑石粉、聚氯乙烯加入高速旋转混合器，在100℃、300±5r/min条件下，混合60min，形成熔铸炸药模拟材料。
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