CN112592246A - 一种不敏感炸药 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种不敏感炸药，是为了解决炸药高能量与不敏感难以兼得的问题。本申请由25％～35％纳米黑索今、30％～45％1,1‑二氨基‑2,2‑二硝基乙烯、25％～30％铝粉、4％～6％粘结剂组成；纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间，粘结剂采用68#石蜡和乙烯‑醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本申请装药密度和爆热与现有高能炸药相当，同时满足不敏感要求，安全性高，综合性能更优。本申请主要用于有不敏感要求的杀爆弹、攻坚弹等战斗部装药。
Description
技术领域
本申请涉及一种不敏感炸药，主要用于有不敏感要求的杀爆弹、攻坚弹等战斗部装药。
背景技术
在炸药的发展历程中，提高炸药能量、增加对目标毁伤能力一直是炸药研究工作者追求的目标，然而在提高炸药能量的同时却带来了更高的感度和爆炸危害，增加了在生产、运输、贮存和使用过程中危险性。不敏感弹药(Insensitive Munitions，IM)概念是在20世纪末由美国提出的，是指能满足一定能量性能指标的基础上，提高炸药在实际使用状态下的安全性，即在经受热、冲击等意外刺激时，能将反应的剧烈程度和它产生的破坏程度减至最小。
黑索今(RDX)基含铝炸药在武器系统中应用最十分广泛，但由于RDX自身性能的约束，虽然通过加入钝感剂可以有效减低炸药感度，但难以通过不敏感试验的考核。随着含能材料技术的发展，由瑞典国防研究院FOI研制开发的一种新型高能低感炸药—1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯，简称FOX-7，是一种具有优良热稳定性的高密度炸药。FOX-7摩擦撞击感度明显低于RDX，FOX-7在冲击波感度试验、快慢烤燃试验中都表现出优越的安定性，有望成为RDX系列混合炸药不敏感化的主炸药替代品。虽然FOX-7的元素组成及配比与RDX完全相同，但由于其分子内外的氢键作用产生的共轭和超共轭效应，FOX-7的爆热实测值只有4310J/g，而RDX的爆热实测值在5300J/g以上，同时在使用过程中FOX-7表现出对铝粉氧化能力比RDX弱。目前有报道采用FOX-7直接替换含铝炸药中的RDX来实现不敏感，FOX-7在主炸药(RDX和FOX-7总量)中的占比超过70％以上才能达到较好的不敏感效果，但同时会导致炸药的爆热等能量性能大幅度下降，高能量与不敏感无法兼得。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺陷，本申请提供一种装药密度和爆热与现有高能炸药相当、同时满足不敏感要求的炸药。
本申请针对目前RDX基含铝炸药在保证能量的前提下无法满足不敏感要求的问题，一方面，利用FOX-7和纳米RDX本身具有低感度的特点，基于非均值炸药点火增长理论，通过微结构分析设计了合理的配比，满足慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击等3项不敏感要求；另一方面，利用纳米RDX比表面积和表面能大的特点，一定程度削弱FOX-7的共轭和超共轭效应，改善其自身的反应释能，同时纳米RDX与其它微米级组分的级配改善了铝粉颗粒的微观氧环境，保证了爆炸过程中铝粉的反应完全性，兼顾了高能量和不敏感的要求。
本申请提供的不敏感炸药，质量百分比组成为：25％～35％纳米黑索今、30％～45％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％～30％铝粉、4％～6％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
本申请的优选方案，质量百分组成为：30％纳米黑索今、35％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、5％粘结剂；纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
本申请优点：本申请装药密度和爆热与现有高能炸药基本相当，同时可通过快速烤燃、慢速烤燃等不敏感实验考核，工艺简单，安全性高，综合性能更优。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进一步详细说明，但本申请不受下列实施例的限制。实施例中68#石蜡购自中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，乙烯-醋酸乙烯共聚物购自上海化工研究院有限公司。炸药的爆热按GJB772A-1997方法701.1进行测试；真空热安定性按GJB772A-97方法501.2进行测试。冲击波感度大隔板试验、慢速烤燃试验、快速烤燃试验和12.7mm子弹撞击试验均采用企标进行评价。
实施例1
本实施例参照如下质量百分组成实施：30％纳米黑索今、35％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
本实例的制备：以1000g炸药制备为例，分别称取68#石蜡30g和乙烯-醋酸乙烯共聚物20g投入捏合机中，捏合机升温至65℃～70℃，加如500mL石油醚后捏合15min～20min至粘合剂完全溶解；将纳米黑索今300g和1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯350g加入捏合机中，添加适量石油醚使固固相完全浸没，在65℃～70℃条件下捏合20min～30min；加入铝粉300g，补充溶剂进行分散(浸没固相)，在65℃～70℃条件下捏合40min～50min；通过捏合机抽真空挥发溶剂，待物料呈半干状态，过10目筛网造粒，将得到的炸药颗粒放入温度为60℃～65℃的烘箱中5小时，出料即得到炸药造型粉。在一定比压下压制成尺寸符合试验要求的药柱试样。
实施例2
本实施例参照如下质量百分组成实施：25％纳米黑索今、40％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本实施例的制备方法参照实施例1。
实施例3
本实施例参照如下质量百分组成实施：35％纳米黑索今、35％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本实施例的制备方法参照实施例1。
实施例4
本实施例参照如下质量百分组成实施：25％纳米黑索今、45％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本实施例的制备方法参照实施例1。
实施例5
本实施例参照如下质量百分组成实施：30％纳米黑索今、34％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、6％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本实施例的制备方法参照实施例1。
实施例6
本实施例参照如下质量百分组成实施：30％纳米黑索今、36％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、4％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。本实施例的制备方法参照实施例1。
对比例为现有黑索今基高能炸药，质量百分组成：65％黑索今、30％铝粉、5％粘结剂，制备方法参照实施例1。
表1实施例的性能数据
目前爆热的测试误差为3％，以对比例的爆热值7218J/g为基准，通过计算可知若爆热测试值不小于7001J/g即可认为爆热无显著性差异，配方的爆炸能量水平相当。因此从上表可以看出，与现有高能炸药对比，本申请的装药密度有所提高，爆热相当，冲击波感度较低，同时可通过慢速烤燃、快速烤燃、12.7mm子弹撞击等不敏感实验考核，具备更高的安全性和不敏感性，综合性能更优。
Claims (7)
1.一种不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：25％～35％纳米黑索今、30％～45％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％～30％铝粉、4％～6％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
2.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：30％纳米黑索今、35％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
3.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：25％纳米黑索今、40％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
4.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：35％纳米黑索今、35％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
5.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：25％纳米黑索今、45％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、25％铝粉、5％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
6.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：30％纳米黑索今、34％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、6％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
7.根据权利要求1所述的不敏感炸药，其特征在于质量百分组成为：30％纳米黑索今、36％1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯、30％铝粉、4％粘结剂，纳米黑索今的粒径在400nm～600nm之间，铝粉是粒径处于4.5μm～5.5μm之间；粘结剂采用68#石蜡和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，质量组成比例为3:2。
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