CN112374954B - 具有导热网络的高聚物粘结炸药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有导热网络的高聚物粘结炸药及其制备方法,包括:将炸药和高聚物粘结剂加到有机溶剂中,加水和阴(阳)离子表面活性剂,高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;选择阳(阴)离子表面活性剂对导热填料进行处理,将表面带正(负)电荷的导热填料分散液加入带相反电荷的炸药/高聚物粘结剂乳液中,在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂‑导热填料乳液;对炸药/高聚物粘结剂‑导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂‑导热填料核壳结构;导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在PBX炸药中构建形成导热网络。本方法成本低、效率高、易于工业化,应用前景广阔。

Description

具有导热网络的高聚物粘结炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于含能化工技术领域,具体涉及一种具有导热网络的高聚物粘结炸药及其制备方法。
背景技术
在炸药的存储和运输过程中,炸药都在进行自身的热分解,热量的累积会使炸药的安全性降低,甚至会引发重大事故。为了提高炸药的安全性,降低热量累积,提高炸药的散热能力是很有必要性的。通常来说,炸药的热导率比较低,限制了炸药在热积累过程中的散热能力。为了克服这个问题,在炸药中掺杂高热导率填料以提高其导热性是一种行之有效的方法。高聚物粘结炸药(PBX)由炸药晶体、高聚物粘结剂和功能填料组成,在长期存储、运输和使用过程中,由于物理环境的变化,炸药晶体和高聚物粘结剂性能差异会产生明显的非均匀温度,导致产生严重的热应力变化,引起PBX开裂或损坏。通过高导热填料的置换和填充,可以增加PBX热导率,实现对含能复合材料的热性能优化,提高PBX的环境适应力。由于PBX是一种填料高度填充的聚合物基复合材料,为保持PBX的高能量水平,要求功能填料的质量分数尽量小。因此如何在低含量下选择高效能的导热填料、解决导热填料的高分散性与炸药表面包覆的问题,并通过微结构设计在PBX炸药中构建导热网络,是当前该研究领域的一大技术瓶颈。
由于PBX中要求导热填料的含量尽量小(≤1wt%),因此研究者选用密度低、导热率高的石墨纳米片(GNPs)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯等作为导热填料,研究了填料种类、含量、分布状态、温度等对PBX炸药导热性能的影响。鉴于石墨烯在PBX体系中分散难、片层易卷曲而导致导热网络失效的问题,何冠松等(Composites Science and Technology,2016,131:22-31)采用一种二维片状的GNPs对PBX炸药进行改性,发现改性后PBX炸药的导热性能提升明显。在GNPs质量分数为1%时,PBX炸药导热系数增加80%以上,综合环境适应性大幅增强。GNPs与单质炸药之间的高接触面积提供了一种二维声子传递通路,最大化基体与导热填料之间的热流传递;而且GNPs分布在网络状的高聚物粘结剂中,可在PBX炸药中搭建成三维导热网络,从而大幅提高导热性能。为进一步构筑高通量三维导热网络,何冠松等(Polymer Composites,2018,39,1452-1462)将一维CNTs和二维GNPs相结合,通过“线-面杂化”复合设计,充分利用一维CNTs和二维GNPs的导热特性和优势,将二种导热填料杂化填充到PBX体系中,形成三维网状结构,通过二者之间的协同效应,表现出比任意一种填料更优异的导热性能。在GNPs与CNTs比例为9∶1的最优化杂化体系中,导热系数比单一GNPs填充提升50%。该研究成功解决了PBX炸药中存在的本征结构缺陷和高界面热阻问题,为PBX炸药中填料含量受限状态下提供了一种优异的导热增强方案,使得PBX炸药部件在热应力条件下的抗断裂能力显著提升。从PBX炸药中导热填料对炸药的包覆方式研究来看,林聪妹等(含能材料,2015,23:1119-1123)分别采用内包和外包两种不同包覆方式制备了石墨填充TATB基PBX改性配方,考察了石墨包覆方式对PBX导热性能的影响,发现与内包方式相比,采用外包方式将石墨加入TATB基PBX中,可以明显提高PBX的导热性能。
从目前PBX炸药的制备方法和工艺来看,炸药晶体都是以固体颗粒形式存在,在制备过程中其形貌、尺寸和结构不发生改变,聚合物粘结剂和导热填料只是在其表面改性或包覆,并且由于二者的含量少,因此对炸药晶体的改性效果不明显。本发明将炸药和高聚物粘结剂加入到有机溶剂中,形成炸药/高聚物粘结剂混合溶液;然后加入去离子水、阴(阳)离子表面活性剂,使用乳化机高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;选择阳(阴)离子表面活性剂对导热填料进行表面改性处理,得到表面带正(负)电荷的导热填料分散液;将导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,导热填料和炸药/高聚物粘结剂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液;对炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构;将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构进行压制,导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在PBX炸药中构建形成导热网络。本方法易于调节导热填料与炸药和高聚物粘结剂之间的界面结构,能调控炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构的形貌和尺寸。PBX炸药中导热网络的微观结构与炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构的形貌、尺寸及尺寸分布有直接关系,因此通过PBX炸药制备工艺可以调控炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构,进而设计和构建PBX炸药中的导热网络。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药70~98份、高聚物粘结剂2~30份、阴离子表面活性剂2.5~10份、阳离子表面活性剂0.5~5份、有机溶剂500~2000份、去离子水450~1900份、导热填料0.5~5份。
优选的是,所述炸药为六硝基六氮杂异伍兹烷、环四亚甲基四硝胺、环三亚甲基三硝铵中的一种或几种的组合;所述高聚物粘结剂为氟橡胶、氟树脂、聚氨酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的组合;所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种的组合;所述阳离子表面活性剂为溴化十六烷基三甲铵、十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种或几种的组合;所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲亚砜、丙酮、二甲基甲酰胺中的一种或几种的组合;所述导热填料为石墨纳米片、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、氮化硼纳米片、氮化铝纳米片中的一种或几种的组合。
本发明还提供一种如上述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、按重量份,将炸药和高聚物粘结剂加入到有机溶剂中,形成炸药/高聚物粘结剂混合溶液,然后加入部分去离子水、阴离子表面活性剂,使用乳化机高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;
步骤二、将阳离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,超声分散20~26h,得到表面带正电荷的导热填料分散液;将表面带正电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,导热填料和炸药/高聚物粘结剂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液;所述超声分散的功率为300W、频率为60~70KHz;
步骤三、对炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构;将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构进行压制,导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在高聚物粘结炸药中构建形成导热网络。
优选的是,所述步骤一中,高速剪切乳化的剪切速度为5~20m/s,乳化时间为0.5~10min;所述步骤二中,破乳的方法为加热或加盐;所述加热的温度为60~80℃,所述加盐为添加无机盐;所述步骤三中,压制的过程为:在材料试验机上,将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构加入模具,在30~120KN的压力下循环复压制成直径为10~20mm的圆片,循环复压的次数为2次。
优选的是,所述步骤二中,将阳离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,加压超声分散10~12h;加压超声分散的工艺参数为:每超声反应20~30min后间隔停止超声5~10min,压力0.1~0.5MPa,频率60~70KHz。
优选的是,所述步骤二中,将表面带正电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液后,利用紫外辐照进行辐照;所述紫外辐照的紫外波长为280~380nm,辐照强度为150~250μW/cm2,辐照距离为8~18cm。
本发明还提供一种如上述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、按重量份,将炸药和高聚物粘结剂加入到有机溶剂中,形成炸药/高聚物粘结剂混合溶液,然后加入去离子水、阳离子表面活性剂,使用乳化机高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;
步骤B、选择阴离子表面活性剂对导热填料进行表面改性处理,得到表面带负电荷的导热填料分散液;将表面带负电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,导热填料和炸药/高聚物粘结剂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液;
步骤C、对炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构;将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构进行压制,导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在高聚物粘结炸药中构建形成导热网络。
优选的是,所述步骤A中,高速剪切乳化的剪切速度为5~20m/s,乳化时间为0.5~10min;所述步骤B中,破乳的方法为加热或加盐;所述加热的温度为60~80℃,所述加盐为添加无机盐;所述步骤C中,压制的过程为:在材料试验机上,将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构加入模具,在30~120KN的压力下循环复压制成直径为10~20mm的圆片,循环复压的次数为2次。
优选的是,所述步骤B中,将阳离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,加压超声分散10~12h;加压超声分散的工艺参数为:每超声反应20~30min后间隔停止超声5~10min,压力0.1~0.5MPa,频率60~70KHz。
优选的是,所述步骤B中,将表面带正电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液后,利用紫外辐照进行辐照;所述紫外辐照的紫外波长为280~380nm,辐照强度为150~250μW/cm2,辐照距离为8~18cm。
本发明至少包括以下有益效果:从目前PBX炸药的制备方法和工艺来看,本方法制备具有导热网络的高聚物粘结炸药,改变了传统制备过程中炸药晶体形貌、尺寸和结构不发生改变,且都是以固体颗粒存在的形式;同时可以通过静电自组装作用调节导热填料和炸药晶体之间的界面相互作用。并且其工艺步骤简单、质量稳定、生产效率高、生产成本低、具有大规模生产的潜力,该制备方法为提高PBX炸药的导热性能提供了一个有效的途径,扩展了其应用领域。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明:
图1为本发明实施例1和对比例1破乳干燥后的粉末的扫面电镜图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明中热导率的测试方法为:采用C-Therm Tci型热导率测试仪,以瞬态平面源法原理对样品的热导率进行测试。测试PBX炸药的热导率时,取直径超过1.5cm,厚度超过2mm的样品(各3份)进行测试,接触介质为蒸馏水,热导率均在20℃下进行测试,测试结果取3份的平均值。
实施例1:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)70g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)30g、十二烷基硫酸钠2.5g、溴化十六烷基三甲铵0.5g、导热填料(石墨烯)0.5g、乙酸乙酯1400g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和氟橡胶置于1400g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带负电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入50g水中,然后将石墨烯加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;
步骤三、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.774W/(m·K)。
对比例1:
一种高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)70g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)30g、十二烷基硫酸钠2.5g、乙酸乙酯1400g、去离子水700g。
所述的高聚物粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和氟橡胶置于1400g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到CL-20/氟橡胶乳液;对CL-20/氟橡胶乳液进行破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理;将CL-20/氟橡胶颗粒进行压制,形成PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将CL-20/氟橡胶颗粒加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药进行导热性能测试,其热导率为0.352W/(m·K)。
对比例1(图1,a)和实施例1(图1,b)破乳干燥后的粉末进行扫面电镜测试,可以看到导热填料成功包覆在炸药/高聚物粘结剂表面。
实施例2:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(RDX)98g、高聚物粘结剂(氟树脂F2314)2g、十二烷基苯磺酸钠3g、十八烷基二甲基苄基季铵氯化物2g、导热填料(石墨纳米片+碳纳米管,质量比1:1)1g、丙酮500g、去离子水500g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将RDX和氟树脂置于500g丙酮中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入500g去离子水,加入十二烷基苯磺酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带负电荷的RDX/氟树脂乳液;
步骤二、将十八烷基二甲基苄基季铵氯化物加入100g水中,然后将(石墨纳米片+碳纳米管)加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的(石墨纳米片+碳纳米管)分散液;将(石墨纳米片+碳纳米管)分散液加入RDX/氟树脂乳液中,搅拌1h,(石墨纳米片+碳纳米管)和RDX/氟树脂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成(石墨纳米片+碳纳米管)-RDX/氟树脂乳液;
步骤三、将得到的(石墨纳米片+碳纳米管)-RDX/氟树脂乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到(石墨纳米片+碳纳米管)-RDX/氟树脂核壳结构;将(石墨纳米片+碳纳米管)-RDX/氟树脂核壳结构进行压制,(石墨纳米片+碳纳米管)填料聚集在RDX/氟树脂乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将(石墨纳米片+碳纳米管)-RDX/氟树脂核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.854W/(m·K)。
实施例3:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(HMX)70g、高分子粘结剂(苯乙烯-丙烯腈共聚物)30g、十二烷基磺酸钠10g、溴化十六烷基三甲铵2g、导热填料(富勒烯+氮化硼纳米片,质量比1:1)2g、(二甲亚砜+二甲基甲酰胺,质量比1:1)2000g、去离子水1400g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将HMX和苯乙烯-丙烯腈共聚物置于2000g(二甲亚砜+二甲基甲酰胺)混合溶剂中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入1400g去离子水,加入十二烷基磺酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入200g水中,然后将(富勒烯+氮化硼纳米片)加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的(富勒烯+氮化硼纳米片)分散液;将(富勒烯+氮化硼纳米片)分散液加入HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液中,搅拌1h,(富勒烯+氮化硼纳米片)和HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成(富勒烯+氮化硼纳米片)-HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液;
步骤三、将得到的(富勒烯+氮化硼纳米片)-HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥,得到(富勒烯+氮化硼纳米片)-HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物核壳结构;将得到的(富勒烯+氮化硼纳米片)-HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物核壳结构压制,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将(富勒烯+氮化硼纳米片)-HMX/苯乙烯-丙烯腈共聚物核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.968W/(m·K)。
实施例4:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)80g、高分子粘结剂(氟树脂F2314+聚氨酯,质量比1:1)20g、十二烷基硫酸钠4份、(溴化十六烷基三甲铵+十八烷基二甲基苄基季铵氯化物,质量比1:1)5g、导热填料(氮化铝纳米片)5g、(乙酸丁酯+丙酮,质量比1:1)1200g、去离子水600g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和(氟树脂+聚氨酯)置于1200g(乙酸丁酯+丙酮)中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入600g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的CL-20/(氟树脂+聚氨酯)乳液;
步骤二、将(溴化十六烷基三甲铵+十八烷基二甲基苄基季铵氯化物)加入500g水中,然后将氮化铝纳米片加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的氮化铝纳米片分散液;将氮化铝纳米片分散液加入CL-20/(氟树脂+聚氨酯)乳液中,搅拌1h,氮化铝纳米片和CL-20/(氟树脂+聚氨酯)乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成氮化铝纳米片-CL-20/(氟树脂+聚氨酯)乳液;
步骤三、将得到的氮化铝纳米片-CL-20/(氟树脂+聚氨酯)乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥,得到氮化铝纳米片-CL-20/(氟树脂+聚氨酯)核壳结构;将得到的氮化铝纳米片-CL-20/(氟树脂+聚氨酯)核壳结构压制成型,制备具有导热网络的PBX炸药。压制的过程为:在材料试验机上,将氮化铝纳米片-CL-20/(氟树脂+聚氨酯)核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为1.213W/(m·K)。
实施例5
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(RDX)90g、高分子粘结剂(乙烯-醋酸乙烯共聚物)10g、十二烷基硫酸钠4g、溴化十六烷基三甲铵1g、导热填料(石墨烯)1g、(二甲基甲酰胺+丙酮,质量比1:1)1000g、去离子水500g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将RDX和乙烯-醋酸乙烯共聚物置于1000g(二甲基甲酰胺+丙酮)中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入500g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入100g水中,然后将石墨烯加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液中,搅拌1h,石墨烯和RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液;
步骤三、将得到的石墨烯-RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥,得到石墨烯-RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物核壳结构,将得到的石墨烯-RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物核壳结构压制成型,制备具有导热网络的PBX炸药。压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-RDX/乙烯-醋酸乙烯共聚物核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.798W/(m·K)。
实施例6:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(HMX)95g、高分子粘结剂(氟树脂F2314)5g、十二烷基磺酸钠5g、(溴化十六烷基三甲铵+十八烷基二甲基苄基季铵氯化物,质量比1:1)2g、导热填料(氮化硼纳米片)2g、(二甲亚砜+丙酮,质量比1:1)800g、去离子水400g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将HMX和氟树脂置于800g(二甲亚砜+丙酮)中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入400g去离子水,加入十二烷基磺酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的HMX/氟树脂乳液;
步骤二、将(溴化十六烷基三甲铵+十八烷基二甲基苄基季铵氯化物)加入200g水中,然后将氮化硼纳米片加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的氮化硼纳米片分散液;将氮化硼纳米片分散液加入HMX/氟树脂粘结剂乳液中,搅拌1h,氮化硼纳米片和HMX/氟树脂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成氮化硼@HMX/氟树脂乳液;
步骤三、将氮化硼@HMX/氟树脂乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥,得到氮化硼-HMX/氟树脂核壳结构,将得到的氮化硼-HMX/氟树脂核壳结构模压成型,制备具有导热网络的PBX炸药。压制的过程为:在材料试验机上,将氮化硼-HMX/氟树脂核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.945W/(m·K)。
实施例7:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20+RDX,质量比1:1)80g、高分子粘结剂(氟橡胶F2311)20g、十二烷基硫酸钠4g、溴化十六烷基三甲铵1g、导热填料(石墨纳米片)1g、(乙酸乙酯+二甲基甲酰胺,质量比1:1)1200g、去离子水600g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将(CL-20+RDX)和氟橡胶置于1200g(乙酸乙酯+二甲基甲酰胺)中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入600g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的(CL-20+RDX)/氟橡胶乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入100g水中,然后将石墨纳米片加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的石墨纳米片分散液;将石墨纳米片分散液加入(CL-20+RDX)/氟橡胶乳液中,搅拌1h,石墨纳米片和(CL-20+RDX)/氟橡胶在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨纳米片-(CL-20+RDX)/氟橡胶乳液;
步骤三、将石墨纳米片-(CL-20+RDX)/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥,得到石墨纳米片-(CL-20+RDX)/氟橡胶核壳结构;将得到的石墨纳米片-(CL-20+RDX)/氟橡胶核壳结构压制成型,制备具有导热网络的PBX炸药。压制的过程为:在材料试验机上,将石墨纳米片-(CL-20+RDX)/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.782W/(m·K)。
实施例8:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20+HMX)80g、高分子粘结剂(氟橡胶F2311)20g、十二烷基硫酸钠5g、十八烷基二甲基苄基季铵氯化物1g、导热填料(碳纳米管)1g、(乙酸乙酯+二甲亚砜)1600g、去离子水800g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将(CL-20+HMX)和氟橡胶置于1000g(乙酸乙酯+二甲亚砜)中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入500g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min);得到表面带负电的(CL-20+HMX)/氟橡胶乳液;
步骤二、将十八烷基二甲基苄基季铵氯化物加入200g水中,然后将碳纳米管加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的碳纳米管分散液;将碳纳米管分散液加入(CL-20+HMX)/氟橡胶乳液中,搅拌1h,碳纳米管和炸药/(CL-20+HMX)/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成碳纳米管-(CL-20+HMX)/氟橡胶乳液;
步骤三、将碳纳米管-(CL-20+HMX)/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥;得到碳纳米管-(CL-20+HMX)/氟橡胶核壳结构,将得到的碳纳米管-(CL-20+HMX))/氟橡胶核壳结构压制成型,制备具有导热网络的PBX炸药。压制的过程为:在材料试验机上,将碳纳米管-(CL-20+HMX))/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.809W/(m·K)。
实施例9:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)85g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)28g、十二烷基硫酸钠3g、溴化十六烷基三甲铵2.5g、导热填料(石墨烯)1.5g、乙酸乙酯1200g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤A、将CL-20和氟橡胶置于1200g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入溴化十六烷基三甲铵,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带正电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤B、将十二烷基硫酸钠加入150g水中,然后将石墨烯加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带负电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;
步骤C、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.785W/(m·K)。
实施例10:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)70g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)30g、十二烷基硫酸钠2.5g、溴化十六烷基三甲铵0.5g、导热填料(石墨烯)0.5g、乙酸乙酯1400g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和氟橡胶置于1400g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带负电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入50g水中,然后将石墨烯加入,加压超声分散12h(每超声反应30min后间隔停止超声10min,压力0.2MPa,频率65KHz),得到表面带正电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;
步骤三、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.887W/(m·K)。
实施例11:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)70g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)30g、十二烷基硫酸钠2.5g、溴化十六烷基三甲铵0.5g、导热填料(石墨烯)0.5g、乙酸乙酯1400g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和氟橡胶置于1400g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带负电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入50g水中,然后将石墨烯加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带正电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,利用紫外辐照进行辐照,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;所述紫外辐照的紫外波长为365nm,辐照强度为200μW/cm2,辐照距离为10cm;
步骤三、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.910W/(m·K)。
实施例12:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)70g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)30g、十二烷基硫酸钠2.5g、溴化十六烷基三甲铵0.5g、导热填料(石墨烯)0.5g、乙酸乙酯1400g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤一、将CL-20和氟橡胶置于1400g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入十二烷基硫酸钠,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带负电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤二、将溴化十六烷基三甲铵加入50g水中,然后将石墨烯加入,加压超声分散12h(每超声反应30min后间隔停止超声10min,压力0.2MPa,频率65KHz),得到表面带正电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,利用紫外辐照进行辐照,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;所述紫外辐照的紫外波长为365nm,辐照强度为200μW/cm2,辐照距离为10cm;
步骤三、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.988W/(m·K)。
实施例13:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)85g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)28g、十二烷基硫酸钠3g、溴化十六烷基三甲铵2.5g、导热填料(石墨烯)1.5g、乙酸乙酯1200g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤A、将CL-20和氟橡胶置于1200g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入溴化十六烷基三甲铵,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带正电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤B、将十二烷基硫酸钠加入150g水中,然后将石墨烯加入,超声分散12h(每超声反应25min后间隔停止超声10min,压力0.4MPa,频率65KHz),得到表面带负电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;
步骤C、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.895W/(m·K)。
实施例14:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)85g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)28g、十二烷基硫酸钠3g、溴化十六烷基三甲铵2.5g、导热填料(石墨烯)1.5g、乙酸乙酯1200g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤A、将CL-20和氟橡胶置于1200g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入溴化十六烷基三甲铵,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带正电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤B、将十二烷基硫酸钠加入150g水中,然后将石墨烯加入,超声分散24h(超声分散的功率为300W、频率为65KHz),得到表面带负电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,利用紫外辐照进行辐照搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;所述紫外辐照的紫外波长为365nm,辐照强度为250μW/cm2,辐照距离为8cm;
步骤C、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为0.923W/(m·K)。
实施例15:
一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,包括以下重量份的原料组成:炸药(CL-20)85g、高聚物粘结剂(氟橡胶F2311)28g、十二烷基硫酸钠3g、溴化十六烷基三甲铵2.5g、导热填料(石墨烯)1.5g、乙酸乙酯1200g、去离子水700g;
所述的具有导热网络的高分子粘结炸药的制备方法为:
步骤A、将CL-20和氟橡胶置于1200g乙酸乙酯中搅拌8h使其成为均匀稳定的溶液,加入700g去离子水,加入溴化十六烷基三甲铵,并用乳化机高速剪切乳化(剪切速度为10m/s,乳化时间为5min),得到表面带正电荷的CL-20/氟橡胶微乳液;
步骤B、将十二烷基硫酸钠加入150g水中,然后将石墨烯加入,超声分散12h(每超声反应25min后间隔停止超声10min,压力0.4MPa,频率65KHz),得到表面带负电荷的石墨烯分散液;将石墨烯分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,利用紫外辐照进行辐照,搅拌1h,石墨烯和CL-20/氟橡胶乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液;所述紫外辐照的紫外波长为365nm,辐照强度为250μW/cm2,辐照距离为8cm;
步骤C、将得到的石墨烯-CL-20/氟橡胶乳液破乳(破乳的方法为加热,加热的温度为70℃)和干燥处理,得到石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构;将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构进行压制,石墨烯填料聚集在CL-20/氟橡胶乳胶粒表面,制备具有导热网络的PBX炸药;压制的过程为:在材料试验机上,将石墨烯-CL-20/氟橡胶核壳结构加入模具,在100KN的压力下循环复压制成直径为10mm的圆片,循环复压的次数为2次;
对形成的PBX炸药导热性能测试,其热导率为1.102W/(m·K)。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,其特征在于,包括以下重量份的原料组成:炸药70~98份、高聚物粘结剂2~30份、阴离子表面活性剂2.5~10份、阳离子表面活性剂0.5~5份、有机溶剂500~2000份、去离子水450~1900份、导热填料0.5~5份;
所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、按重量份,将炸药和高聚物粘结剂加入到有机溶剂中,形成炸药/高聚物粘结剂混合溶液,然后加入部分去离子水、阴离子表面活性剂,使用乳化机高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;
步骤二、将阳离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,超声分散20~26h,得到表面带正电荷的导热填料分散液;将表面带正电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,导热填料和炸药/高聚物粘结剂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液;所述超声分散的功率为300W、频率为60~70KHz;
步骤三、对炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构;将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构进行压制,导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在高聚物粘结炸药中构建形成导热网络;
所述炸药为六硝基六氮杂异伍兹烷、环四亚甲基四硝胺、环三亚甲基三硝铵中的一种或几种的组合;所述高聚物粘结剂为氟橡胶、氟树脂、聚氨酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的组合;所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种的组合;所述阳离子表面活性剂为溴化十六烷基三甲铵、十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种或几种的组合;所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲亚砜、丙酮、二甲基甲酰胺中的一种或几种的组合;所述导热填料为石墨纳米片、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、氮化硼纳米片、氮化铝纳米片中的一种或几种的组合。
2.如权利要求1所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药,其特征在于,所述步骤一中,高速剪切乳化的剪切速度为5~20m/s,乳化时间为0.5~10min;所述步骤二中,破乳的方法为加热或加盐;所述加热的温度为60~80℃,所述加盐为添加无机盐;所述步骤三中,压制的过程为:在材料试验机上,将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构加入模具,在30~120KN的压力下循环复压制成直径为10~20mm的圆片,循环复压的次数为2次。
3.如权利要求1所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药,其特征在于,所述步骤二中,将阳离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,加压超声分散10~12h;加压超声分散的工艺参数为:每超声反应20~30min后间隔停止超声5~10min,压力0.1~0.5MPa,频率60~70KHz。
4.如权利要求1所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药,其特征在于,所述步骤二中,将表面带正电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液后,利用紫外辐照进行辐照;所述紫外辐照的紫外波长为280~380nm,辐照强度为150~250μW/cm2,辐照距离为8~18cm。
5.一种具有导热网络的高聚物粘结炸药,其特征在于,包括以下重量份的原料组成:炸药70~98份、高聚物粘结剂2~30份、阴离子表面活性剂2.5~10份、阳离子表面活性剂0.5~5份、有机溶剂500~2000份、去离子水450~1900份、导热填料0.5~5份;
所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,包括以下步骤:
步骤A、按重量份,将炸药和高聚物粘结剂加入到有机溶剂中,形成炸药/高聚物粘结剂混合溶液,然后加入去离子水、阳离子表面活性剂,使用乳化机高速剪切乳化,得到炸药/高聚物粘结剂乳液;
步骤B、选择阴离子表面活性剂对导热填料进行表面改性处理,得到表面带负电荷的导热填料分散液;将表面带负电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液中,导热填料和炸药/高聚物粘结剂乳胶粒在正、负电荷的静电相互作用下自组装形成炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液;
步骤C、对炸药/高聚物粘结剂-导热填料乳液进行破乳和干燥处理,得到炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构;将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构进行压制,导热填料聚集在炸药/高聚物粘结剂乳胶粒表面,在高聚物粘结炸药中构建形成导热网络;
所述炸药为六硝基六氮杂异伍兹烷、环四亚甲基四硝胺、环三亚甲基三硝铵中的一种或几种的组合;所述高聚物粘结剂为氟橡胶、氟树脂、聚氨酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种的组合;所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或几种的组合;所述阳离子表面活性剂为溴化十六烷基三甲铵、十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种或几种的组合;所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲亚砜、丙酮、二甲基甲酰胺中的一种或几种的组合;所述导热填料为石墨纳米片、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、氮化硼纳米片、氮化铝纳米片中的一种或几种的组合。
6.如权利要求5所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,其特征在于,所述步骤A中,高速剪切乳化的剪切速度为5~20m/s,乳化时间为0.5~10min;所述步骤B中,破乳的方法为加热或加盐;所述加热的温度为60~80℃,所述加盐为添加无机盐;所述步骤C中,压制的过程为:在材料试验机上,将炸药/高聚物粘结剂-导热填料核壳结构加入模具,在30~120KN的压力下循环复压制成直径为10~20mm的圆片,循环复压的次数为2次。
7.如权利要求5所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,其特征在于,所述步骤B中,将阴离子表面活性剂加入另一部分去离子水中,然后将导热填料加入,加压超声分散10~12h;加压超声分散的工艺参数为:每超声反应20~30min后间隔停止超声5~10min,压力0.1~0.5MPa,频率60~70KHz。
8.如权利要求5所述的具有导热网络的高聚物粘结炸药的制备方法,其特征在于,所述步骤B中,将表面带负电荷的导热填料分散液加入炸药/高聚物粘结剂乳液后,利用紫外辐照进行辐照;所述紫外辐照的紫外波长为280~380nm,辐照强度为150~250μW/cm2,辐照距离为8~18cm。
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