CN113582791A - 一种敏化富氟氧化剂基工业炸药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种敏化富氟氧化剂基工业炸药及其制备方法，属于民爆技术领域，主要由富氟氧化剂、活性金属还原剂、敏化剂、粘结剂组成。该产品取缔了传统的工业炸药组分中广泛使用硝酸盐、黑火药以及低爆速猛炸药等对环境极其有害且感度较高的物质。所得产品具有无硫无氮、微烟、感度低等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。在富氟氧化剂反应材料的基础上添加了敏化剂，改善了材料的反应稳定性，有利于提升产品的起爆可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种敏化富氟氧化剂基工业炸药及其制备方法，属于民爆技术领域。
背景技术
富氟氧化剂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，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，是一类具有较好应用前景的新型钝感含能材料。然而，富氟氧化剂和活性金属形成的复合含能材料，其反应的活化能较高，且反应经历从引发、聚集、爆燃、类爆轰的复杂过程，只有经历了足够的热量累积后才能达到预期的剧烈爆燃爆轰现象。可见，反应的起始阶段非常钝感，对反应的热量累积起到十分关键的作用。因此，发明一种可以对富氟氧化剂基反应材料的敏化配方，对发展新型安全环保工业炸药十分重要。
发明内容
本发明公开的一种敏化富氟氧化剂基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富氟氧化剂基反应材料对热过于钝感的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现。
本发明公开的一种敏化富氟氧化剂基工业炸药，以富氟氧化剂、活性金属还原剂、敏化剂、粘结剂为主要组成成分，具有无硫无氮、微烟、感度低等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，由氟聚物氧化剂、活性金属还原剂、敏化剂和粘结剂组成。
其中，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；
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。
敏化剂为改性硼粉、改性镁粉、改性硅粉中一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式，各原料按质量份包括：所述富氟氧化剂30-75份、所述活性金属还原剂10-50份、所述敏化剂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。
根据本发明的一些优选实施方式，所述敏化剂的粒径为10-50μm。
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)敏化
选取硼粉、镁粉、硅粉中一种或多种，与硅烷偶联剂KH550加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到敏化剂；
(2)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；
(3)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、敏化剂、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。
有益效果：
1、本发明采用富氟氧化剂、活性金属还原剂、敏化剂和粘结剂为原料，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、本发明的制备方法，在富氟氧化剂反应材料的基础上添加了敏化剂，改善了材料的反应稳定性，有利于提升产品的起爆可靠性。
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
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)敏化
将硅烷偶联剂KH550和硼粉按照质量比2:98加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到改性硼粉；其中，硼粉粒径10μm；
(2)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。
(3)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、5份改性硼粉、63份全氟聚醚油分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，全氟聚醚油分子量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2
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)敏化
将硅烷偶联剂KH550和镁粉按照质量比2:98加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到改性镁粉；其中，镁粉粒径10μm；
(2)预混
在惰性气氛保护下，将35份球形镁粉和12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。
(3)造粒
将3份酚醛树脂(分子量1000～3000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述47份活性金属粉的混合物、5份改性镁粉、45份聚四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，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
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)敏化
将硅烷偶联剂KH550和硼粉按照质量比2:98加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到改性硼粉；其中，硼粉粒径10μm；
(2)预混
在惰性气氛保护下，将32份球形镁粉和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，铝粉粒径为40μm。
(3)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份改性硼粉、45份聚四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，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4
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)敏化
将硅烷偶联剂KH550和镁粉按照质量比2:98加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到改性镁粉；其中，镁粉粒径10μm；
(2)预混
在惰性气氛保护下，将35份球形镁粉和12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。
(3)造粒
将3份酚醛树脂(分子量1000～3000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述47份活性金属粉的混合物、5份改性镁粉、45份全氟聚醚分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，全氟聚醚分子量为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5
一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)敏化
将硅烷偶联剂KH550和硅粉按照质量比2:98加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到改性硅粉；其中，硅粉粒径10μm；
(2)预混
在惰性气氛保护下，将35份球形镁粉和12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。
(3)造粒
将3份酚醛树脂(分子量1000～3000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述47份活性金属粉的混合物、5份改性硅粉、15份聚四氟乙烯和30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，聚四氟乙烯粒径为180μm，全氟聚醚甲酯分子量为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均为0％、摩擦感度均为0％，较传统的工业炸药(机械感度30％以上)，安全性能跨越提升。
通过激光点火测试，与未添加敏化剂的反应体系相比，测得敏化后的产品起始反应温度从原来的581℃降低至416℃，显著降低了体系的反应温度阈值。此外，配方组成不含硫、氮等元素，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)
1.一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，其特征在于，由富氟氧化剂、活性金属还原剂、敏化剂、粘结剂制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的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所述的一种敏化富氟氧化剂基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所述的一种敏化富氟氧化剂基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所述的一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，其特征在于，所述的敏化剂为改性硼粉、改性镁粉、改性硅粉中一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，其特征在于，各原料按质量份：所述富氟氧化剂30-75份、所述活性金属还原剂10-50份、所述敏化剂3-20份、所述粘结剂0.5-5份。
7.根据权利要求1所述的一种敏化富氟氧化剂基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；所述敏化剂的粒径为10-50μm。
8.根据权利要求1所述的一种敏化富氟氧化剂基工业炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)敏化
选取硼粉、镁粉、硅粉中一种或多种，与硅烷偶联剂KH550加入到乙酸乙酯中，搅拌1h，过滤干燥，得到敏化剂；
(2)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；
(3)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、敏化剂、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。
9.一种敏化富氟氧化剂基工业炸药，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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-
2021
- 2021-08-20 CN CN202110959609.1A patent/CN113582791A/zh active Pending
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