CN113480386A - 一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法 - Google Patents

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Beijing Institute of Technology BIT
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Abstract

本发明涉及一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法，以高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、高爆速添加剂、粘结剂制备而成。本发明均为普通化学品试剂，来源广泛易得，采用简单的混粉、搅拌、造粒和干燥工艺即可制备，适宜工业化批量生产，过程安全可控。制备炸药，可用于替代传统黑火药、铵油炸药、硝胺炸药、硝化甘油炸药等，具有无硫无氮、对环境友好、机械和静电感度低、安全性高等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。在高分子富氟氧化剂反应材料的基础上添加了高爆速添加剂，显著提高了炸药的爆速，有利于提升产品的猛度和做功能力。

Description

一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法，属于民爆技术领域。
背景技术
高分子富氟氧化剂与活性金属以一定比例混合、造粒后可形成自维持的活性反应材料，且与工业炸药常用的可燃剂、添加剂、乳化剂、发泡剂等物质具有较好的相容性，有优良的长贮性能，是一类具有较好应用前景的新型钝感含能材料。然而，美中不足的是，由于体系中不含硝基、亚硝基等爆炸性基团，反应体系的爆容和爆速均比硝基类炸药相对较弱，表现出猛度和做功能力有限。开发一种反应产物不含氮氧化物、硫氧化物的高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药，在保证其优异环保特性的前提下提升炸药的爆炸威力，将显著提升炸药的综合性能和应用潜能。
发明内容
本发明公开的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法，其目的是解决当前工业炸药污染大、感度高、生产和运输过程中安全性低以及高分子富氟氧化剂基反应材料爆速较低的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现。
本发明公开的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药，以高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、高爆速添加剂、粘结剂为主要组成成分，原料感度低、安全性好，产物无毒无害、微烟，可广泛应用于工业炸药生产中。
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，由高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、高爆速添加剂和粘结剂组成。
其中，高分子富氟氧化剂为全氟聚醚、多氟聚烯、多氟聚酯中一种或多种；
活性金属还原剂为铝粉、镁粉、锌粉、钛粉中一种或多种；
粘结剂为氟橡胶、硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂中一种或多种；
高爆速添加剂为四唑、双四唑、四唑盐、双四唑盐类含能化合物中一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式，各原料按质量份包括：所述高分子富氟氧化剂30-75份、所述活性金属还原剂10-50份、所述高爆速添加剂3-20份、所述粘结剂0.5-5份。
根据本发明的一些优选实施方式，所述活性金属还原剂的粒径为10-75μm。
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混
如果活性金属还原剂为多种混合，在惰性气氛保护下，将活性金属还原剂在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；
(2)造粒
将粘结剂加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将活性金属还原剂、高爆速添加剂、高分子富氟氧化剂分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液；
将上述得到的分散液通过造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
四唑类化合物具有较高的热稳定性和较高的氮含量，在受热或一定能量激发下，通过环张力的释放以及化学键的断裂，释放巨大的能量。值得一提的是，环上的氮均以氮气形式释放，不生成氮氧化物，是一类高能钝感、安全环保的新型高能量密度含能化合物。其中，1,1’-二羟基-5,5’-联四唑(简称BTO)是近年来关注的热点之一，具有高爆速、高产气量，在气囊发生器、推进剂、炸药、发射药等领域具有广阔的应用前景。
有益效果：
1、本发明提供的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法，采用高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、高爆速添加剂和粘结剂为原料，均为普通化学品试剂，来源广泛易得，采用简单的混粉、搅拌、造粒和干燥工艺即可制备，适宜工业化批量生产，过程安全可控。
2、本发明制备的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药，可用于替代传统黑火药、铵油炸药、硝胺炸药、硝化甘油炸药等，具有无硫无氮、对环境友好、机械和静电感度低、安全性高等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。
3、本发明提供的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药及其制备方法，在高分子富氟氧化剂反应材料的基础上添加了高爆速添加剂，显著提高了炸药的爆速，有利于提升产品的猛度和做功能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将22份球形镁粉和8份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述30份活性金属粉的混合物、8份BTO、60份聚偏氟乙烯粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，BTO的粒径30μm、聚偏氟乙烯粉粒径160μm。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例2
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将20份球形镁粉、10份锌粉和10份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，锌粉和铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将3份酚醛树脂(分子量500～2000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述40份活性金属粉的混合物、15份BTO钾盐、22份聚四氟乙烯粉和20份全氟聚醚(分子量500～2000)分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，BTO钾盐的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例3
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将15份球形镁粉、17份钛粉和11份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，钛粉和铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述43份活性金属粉的混合物、10份BTO铅盐、25份聚四氟乙烯粉和20份全氟聚醚甲酯分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，BTO铅盐的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm，全氟聚醚甲酯的分子量为500～2000。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例4
一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将10份球形镁粉、15份锌粉和18份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，钛粉和铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份环氧树脂(分子量500～2000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述43份活性金属粉的混合物、10份5,5’-偶氮联四唑、25份聚四氟乙烯粉和20份全氟聚醚甲酯分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，BTO铅盐的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm，全氟聚醚甲酯的分子量为500～2000。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
依据GJB 772A-1997机械感度的测试方法，采用10Kg落锤25cm落高，从多个批次制备的工业炸药样品中进行抽样检测。测得本发明制得产品的撞击感度为6％～2％、摩擦感度为4％～0％，较传统的工业炸药(机械感度30％以上)，安全性能跨越提升。
依据GJB 772A-1997爆速的测试方法，采用电测法从多个批次制备的工业炸药样品中进行抽样检测。测得添加高爆速添加剂后富氟氧化剂基反应材料的爆速从未添加前的2270m/s提升至3050m/s，爆速提高了34％。
此外，反应产物杜绝了氮氧化物、硫氧化物的产生，根本上解决了工业炸药对空气的污染难题。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，由高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、高爆速添加剂、粘结剂制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的高分子富氟氧化剂为全氟聚醚、多氟聚烯烃、多氟聚酯中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的活性金属还原剂为铝粉、镁粉、锌粉、钛粉中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂为氟橡胶、硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的高爆速添加剂为四唑、双四唑、四唑盐、双四唑盐类含能化合物中一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，各原料按质量份：所述高分子富氟氧化剂30-75份、所述活性金属还原剂10-50份、所述高爆速添加剂3-20份、所述粘结剂0.5-5份。
7.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，所述活性金属还原剂的粒径为10-75μm。
8.根据权利要求1所述的一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预混
如果活性金属还原剂为多种混合，在惰性气氛保护下，将活性金属还原剂在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；
(2)造粒
将粘结剂加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将活性金属还原剂、高爆速添加剂、高分子富氟氧化剂分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液；
将上述得到的分散液通过造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
9.一种高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药，其特征在于，根据权利要求1到8任一项所述的制备方法所得。
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