CN112409112B - 一种催化型高热值粘结剂、制备方法及相关炸药 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化型高热值粘结剂、制备方法及相关炸药，是为了解决现有技术导致炸药感度较高、能量较低的问题。本发明的粘结剂包括按质量百分计，92％～96％端羟基聚醚、1％～6％乙酰基三乙基柠檬酸盐和2％～9％纳米氧化铁。本发明制备方法是将粘结剂原料在合理条件下混合。本发明的炸药是包含所述粘结剂的炸药。本发明有效提高了粘结剂放出的热量，在降低炸药配方机械感度的同时，提高了炸药配方的爆热和爆速值；并且本发明制备工艺过程简单，适合大批量推广应用。

Description

一种催化型高热值粘结剂、制备方法及相关炸药
技术领域
本发明属于火炸药领域，具体涉及一种催化型高热值粘结剂、制备方法及相关炸药。
背景技术
随着高能毁伤炸药及不敏感弹药的发展，军用炸药未来发展的主要趋势是高能量和高安全性。当前炸药粘结剂主要采用的还是惰性粘结剂，不含能，放热少，对炸药能量释放没有促进作用。
与惰性粘结剂相比，在配方体系中添加含能粘结剂，可有效提高爆温，增加能量释放效率，提高炸药威力，最终增强炸药的毁伤效果。但由于含能粘结剂的加入，会导致炸药配方机械感度增加，给其储存、加工、运输、应用均带来许多不安全隐患，影响武器系统作战效能和生存能力，有时甚至会带来灾难性后果。
2018年7月公布了一种催化型高热值粘结剂(ZL 201518000930.2)，由90％～98％端羟基聚丁二烯和2％～10％催化剂组成，有效提高了粘结剂放出的热量，近几年武器对毁伤能力的要求不断提高，在确保安全性能的基础上，同时需要提高炸药爆炸性能，增强毁伤效果，因此迫切需要研制一种安全性能好、热值较高的粘结剂。
发明内容
为了克服背景技术的不足和缺陷，本发明提供一种催化型高热值粘结剂。
为此，本发明提供的催化型高热值粘结剂包括：按质量百分计，92％～96％的端羟基聚醚、1％～6％的乙酰基三乙基柠檬酸盐和2％～9％的纳米氧化铁。
可选的，所述端羟基聚醚分子量为2800～3500。
可选的，所述纳米氧化铁粒度范围是300nm-800nm。
进一步，本发明提供了上述催化型高热值粘结剂的制备方法。为此，所提供的方法包括：将配方量的端羟基聚醚、乙酰基三乙基柠檬酸盐和纳米氧化铁在适宜温度、真空度条件下，采用适宜的搅拌速度搅拌混合。
进一步，所述方法包括：将端羟基聚醚、乙酰基三乙基柠檬酸盐和纳米氧化铁在物料温度60±2℃、真空度20±5kPa、1000±5r/min的条件下混合。
同时，本发明提供了包含上述粘结剂的炸药。
进一步，所述炸药为浇筑型混合炸药。
可选的，所述炸药的含能材料为黑索金和铝粉。
可选的，所述黑索金、铝粉和催化型高热值粘结剂的质量比为(63-65):(19-21):(16-17)。
本发明有效提高了粘结剂放出的热量，在降低炸药配方机械感度的同时，提高了炸药配方的爆热和爆速值。并且本发明制备工艺过程简单，适合大批量推广应用。
具体实施方式
除非另有说明，本文中的术语根据本领域常规认识理解。
本发明所述的适宜温度、适宜真空度和适宜搅拌速度可根据实际条件，在确保安全和有效前提下进行选择。例如，以下实施例的相应条件是发明人根据实际试验、生产条件进行选择确定的。
本发明的乙酰基三乙基柠檬酸盐在本发明的粘结剂中至少发挥钝感增塑剂的作用，其分子量是进一步优化本发明效果可考量的一个因素，例如，本发明提供了一合理的分子量范围：2800～3500。
本发明的纳米氧化铁在本发明的粘结剂中至少发挥催化剂的作用，其粒度范围进一步优化本发明效果的考量因素，示例，其粒度范围为300nm-800nm。
本发明的催化型高热值粘结剂尤其适用于浇注型混合炸药，例如含能材料为黑索金和铝粉的浇筑型混合炸药。
以下实施例所用物料均为市售产品。
实施例1：
本实施例的粘结剂制备原理是由质量百分比为93.7％的端羟基聚醚、1.1％乙酰基三乙基柠檬酸盐和5.2％纳米氧化铁组成，其中端羟基聚醚分子量为2800～3500，纳米氧化铁粒度范围为300nm-800nm；
制备方法：将端羟基聚醚、乙酰基三乙基柠檬酸盐、纳米氧化铁加入混合釜内，在物料温度60℃±2℃、搅拌速度1000±5r/min、真空度20±5kPa的条件下，混合20min左右后出料。
实施例2：
与实施例1不同的是：
制备原料由94.5％端羟基聚醚、1.9％乙酰基三乙基柠檬酸盐和3.6％纳米氧化铁组成。
实施例3：
与实施例1不同的是：
制备原料由92％端羟基聚醚、1％乙酰基三乙基柠檬酸盐和2％纳米氧化铁组成。
实施例4：
与实施例1不同的是：
制备原料由96％端羟基聚醚、6％乙酰基三乙基柠檬酸盐和9％纳米氧化铁组成。
对比例1：
本对比例参照如下质量百分组成实施：95％端羟基聚丁二烯、5％催化剂，其中端羟基聚丁二烯为Ⅳ型，催化剂为铂氧化铝。
制备方法：将端羟基聚丁二烯和催化剂加入混合釜内，在物料温度60℃、搅拌速度500r/min、真空度50kPa的条件下，混合30min左右后出料。
对比例2：
本对比例参照如下质量百分组成实施：97％端羟基聚丁二烯、3％催化剂，其中端羟基聚丁二烯为Ⅳ型，催化剂为铂氧化铝。
制备方法及测试方法与对比例1相同。
性能测试结果：将实施例1和实施例2与对比例1、对比例2进行DSC试验对比，升温速率为10℃/min，本发明放出的热值明显高于现有技术粘结剂，如下表1所示。
表1热性能数据 mW/mg
温度，℃ 50 100 150 200 250 300 350
实施例1 1.013 2.593 6.571 18.041 20.107 9.536 12.425
实施例2 0.977 2.436 6.388 17.227 19.541 8.331 11.563
对比例1 0.797 1.584 2.162 15.574 6.132 7.159 10.431
对比例2 0.790 1.484 2.162 14.574 6.132 7.159 10.431
实施例5：
将黑索金、铝粉、实施例1(实施例2、对比例1或对比例2)粘结剂，按照64:20:16质量比混合，进行配方性能测试：
摩擦感度的测试方法为GJB772A-1997方法602.1；
特性落高的测试方法为GJB772A-1997方法601.2；
爆热的测试方法为GJB772A-97方法701.1；
爆速的测试方法为GJB772A-97方法702.1结果如表2所示。
表2配方性能数据
Figure BDA0002775302370000041
从表2可以看出，含本发明的炸药机械感度降低，爆热、爆速值均高于含对比例粘结剂的炸药。
但本发明的相应制备条件不限于上述示例性内容，在不违背本发明目的和精神的前提下，本领域技术人员采用常规知识进行合理选择确定的方案均在本发明的保护范围之内。下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

Claims (8)

1.一种催化型高热值粘结剂，其特征在于，包括：按质量百分计，92％～96％的端羟基聚醚、1％～6％的乙酰基三乙基柠檬酸盐和2％～9％的纳米氧化铁。
2.如权利要求1所述的催化型高热值粘结剂，其特征在于，所述端羟基聚醚分子量为2800～3500。
3.如权利要求1所述的催化型高热值粘结剂，其特征在于，所述纳米氧化铁粒度范围是300nm-800nm。
4.权利要求1所述催化型高热值粘结剂的制备方法，其特征在于，方法包括：将配方量的端羟基聚醚、乙酰基三乙基柠檬酸盐和纳米氧化铁在物料温度60±2℃、真空度20±5kPa、1000±5r/min的条件下混合。
5.一种炸药，包括含能材料，其特征在于，还含有权利要求1所述的催化型高热值粘结剂。
6.如权利要求5所述的炸药，其特征在于，所述炸药为浇筑型混合炸药。
7.如权利要求5或6所述的炸药，其特征在于，所述含能材料为黑索金和铝粉。
8.如权利要求7所述的炸药，其特征在于，所述黑索金、铝粉和催化型高热值粘结剂的质量比为(63-65):(19-21):(16-17)。
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