CN113913106B - 一种抗静电包覆液、涂覆工艺及含能药柱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗静电包覆液、涂覆工艺及含能药柱。所公开的抗静电包覆液包括A涂覆液和B涂覆液，A组分各种材料含量为：按质量百分比计，A涂覆液配方为：石蜡20％～25％、石墨24％～28％、聚乙烯吡咯烷酮1％～2％，丙酮50％；B涂覆液配方为：聚苯胺30％～35％、石墨10％～20％、DOA含量0～5％，丁醇50％。所公开的工艺包括：在含能药柱表面先均匀涂覆A涂覆液，之后再均匀涂覆B涂覆液。所公开的涂覆液主要用于含CL‑20、α‑AlH3等对静电敏感材料抗静电处理，以改善其静电敏感性。

Description

一种抗静电包覆液、涂覆工艺及含能药柱
技术领域
本发明涉及含能材料抗静电包覆液，具体涉及一种含能材料用的抗静电包覆液、涂覆工艺和相关含能药柱。
背景技术
Cl-20，又简称为HNIW，化学名称为六硝基六氮杂异伍兹烷，是一种多环笼状硝胺化合物。α-三氢化铝(α-AlH3 )作为高能固体推进剂、固液推进剂和液体推进剂的燃料产品,可广泛应用于车载动力燃料电池系统、航空航天燃料助推燃料、军工特能材料、医药、农药等行业,且市场前景广泛。
行业内一直致力于改善CL-20、α-AlH3 等含能材料的静电感度，主要手段是表面改性和表面包覆、共晶处理等，但是效果并不显著。而且新材料的加入会降低CL-20、α-AlH3的能量优势。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明一方面提供一种抗静电包覆液。
为此，本发明所提供的抗静电包覆液包括A涂覆液和B涂覆液；按质量百分比计，A涂覆液配方为：石蜡20％～25％、石墨24％～28％、聚乙烯吡咯烷酮1％～2％，丙酮50％；B涂覆液配方为：聚苯胺30％～35％、石墨10％～20％、 DOA含量大于0小于等于5％，丁醇50％。
另一方面，本发明提供了一种含能药柱表面抗静电层涂覆工艺。为此，本发明提供的涂覆工艺包括：在含能药柱表面先均匀涂覆A涂覆液，之后再均匀涂覆B涂覆液。
进一步，所述A涂覆液和B涂覆液的总涂覆厚度为0.5-3mm。更进一步，所述A涂覆液的厚度为0.1-0.3mm。
进一步，按次在含能药柱表面涂覆A涂覆液或B涂覆液，每次涂覆含能药柱整个表面，通过采取不同涂覆次数控制A涂覆液和B涂覆液的总涂覆厚度。
具体的，所述涂覆工艺包括：
(1)在通风且环境温度为20℃～40℃条件下将A涂覆液均匀涂覆到含能药柱表面，涂覆次数为两次，且两次的涂覆方向垂直；
(2)之后将B涂覆液涂覆到步骤(1)所得样品表面，涂覆次数为两次，且两次的涂覆方向垂直。
本发明还提供了一种含能药柱制备工艺。为此，本发明所述提供的含能药柱制备工艺包括制备含能药柱，还包括：采用上述涂覆工艺在含能药柱表面进行抗静电层涂覆。
进一步，所述含能药柱由CL-20含能材料或α-AlH3 含能材料制备而成。
本发明的包覆液不与炸药发生化学反应，固化后能够提高炸药耐受静电刺激能力。
具体实施方式
除非有特殊说明，本文中的术语或方法根据相关领域普通技术人员的认识理解或采用已知方法实现。
本发明不改变含能材料颗粒感度，转而降低成型药柱的或者装药的整体静电感度。使其虽然敏感但是在装备到武器后不发生静电起爆的风险。具体构思是对成型药柱的表面进行包覆，在静电作用时保护敏感炸药药柱。所提的的涂覆液包括两种单独涂覆液，即A涂覆液和B涂覆液其中，A涂覆液主要成分是石蜡、石墨、聚乙烯吡咯烷酮，溶剂是丙酮；B涂覆液主要成分是聚苯胺、石墨、DOA(己二酸二辛酯)，溶剂是丁醇。
本发明的涂覆液功效包括利用聚苯胺和石墨的导电性实现抗静电的目的，其中石墨不是连续相，在涂膜过程中抗静电性能不稳定，采用聚苯胺作为连续相基体在自身导电的同时，可以与石墨组成联合导电体。但是聚苯胺的氧化还原性较强，不仅可以与炸药中的氧化剂反应，还可以与炸药中的还原剂反应，进而失去抗静电性能。除此之外，本发明设计的A涂覆液就是通过石蜡的涂膜和石墨对材料表面空隙的填充，隔绝聚苯胺与炸药各组分的直接接触；DOA是一种增塑剂，能够降低聚苯胺的强度，增加其柔韧性；聚乙烯吡咯烷酮是一种表面活性剂，能够提高各组分的附着力。
结合实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例中使用的材料均为市售产品。
实施例1：
(1)调配A组分：称量石蜡20g、石墨28g、聚乙烯吡咯烷酮2g，丙酮50g，旋转混合成悬浊液；
(2)调配B组分：称量聚苯胺30g、石墨20g、丁醇50g，旋转混合成悬浊液；
(3)制备Cl-20药柱，直径40mm，高度20mm，表面用丙酮处理干净；
(4)A组分涂覆：将A组分摇匀，形成悬浊液；在通风且环境温度20℃～ 40℃条件下将A组分按照一个方向均匀涂覆到样品表面，静置10分钟后再涂覆第二遍，涂覆方向为第一次的垂直方向；该层的涂覆厚度约为0.1mm；
(5)B组分涂覆：将B组分摇匀，形成悬浊液，如果有沉淀析出，可以外加丁醇并搅拌直至沉淀溶解，将B组分按照一个方向均匀涂覆到样品表面，静置10分钟后再涂覆第二遍，涂覆方向为第一次的垂直方向。
1.2性能测试及实施效果
测量涂覆前后药柱高度，测量10个点位取平均值，测量前后的高度差值为包覆层厚度。
用高绝缘电阻测试仪在相对湿度40％、温度25℃环境下测试硬涂层的表面电阻，在空白样上进行不同厚度的电阻测试，结果如下表1所示：
表1 不同厚度包覆层的电阻值
涂覆厚度(mm) 0 0.4 0.6 1.2 2.1 2.8 3.0
电阻值(Ω) 1.2×10<sup>13</sup> 5.0×10<sup>11</sup> 6.2×10<sup>9</sup> 4.5×10<sup>7</sup> 1.7×10<sup>7</sup> 9.8×10<sup>6</sup> 8.6×10<sup>6</sup>
根据行业标准，每厘米电阻值＜1.0×109Ω则满足抗静电要求，且电阻值越低越好。
对比例1：
该对比例与实施例1不同的是，只有A组分，没有B组分，总厚度3mm，测试电阻值为3.7×1010Ω。
对比例2：
该对比例与实施例1不同的是，其中的A组分石墨含量30％，无聚乙烯吡咯烷酮，总厚度3mm，测试电阻值为6.4×109Ω。
对比例3：
该对比例与实施例1不同的是，其中的A组分聚乙烯吡咯烷酮替换为同类型的大豆卵磷脂，总厚度3mm，测试电阻值为5.7×109Ω。
实施例2：
2.1实施过程：
(1)调配A组分：称量石蜡25g、石墨24g、聚乙烯吡咯烷酮1g，丙酮50g，旋转混合成悬浊液；
(2)调配B组分：称量聚苯胺35g、石墨10g、DOA含量5g、丁醇50g，旋转混合成悬浊液；
(3)制备α-AlH3 药柱，直径40mm，高度20mm，表面用丙酮处理干净；
(4)A组分涂覆：将A组分摇匀，形成悬浊液；在通风且环境温度20℃～ 40℃条件下将A组分按照一个方向均匀涂覆到样品表面，静置10分钟后再涂覆第二遍，涂覆方向为第一次的垂直方向；该层的涂覆厚度约为0.3mm；
(5)B组分涂覆：将B组分摇匀，形成悬浊液，如果有沉淀析出，可以外加丁醇并搅拌直至沉淀溶解，将B组分按照一个方向均匀涂覆到样品表面，静置10分钟后再涂覆第二遍，涂覆方向为第一次的垂直方向。
2.2性能测试及实施效果
测量涂覆前后药柱高度，测量10个点位取平均值，测量前后的高度差值为包覆层厚度，涂覆厚度为1.7mm，测试电阻值为3.7×1010Ω。
参考GJB5891.27方法进行静电刺激，刺激量为30000V，未涂覆样品发生燃烧反应，涂覆样品保持安定。

Claims (9)

1.一种抗静电包覆液，其特征在于，包括A涂覆液和B涂覆液；按质量百分比计，A涂覆液配方为：石蜡20％～25％、石墨24％～28％、聚乙烯吡咯烷酮1％～2％，丙酮50％；B涂覆液配方为：聚苯胺30％～35％、石墨10％～20％、DOA含量大于0小于等于5％，丁醇50％。
2.一种含能药柱表面抗静电层涂覆工艺，其特征在于，包括：在含能药柱表面先均匀涂覆A涂覆液，之后再均匀涂覆B涂覆液；按质量百分比计，所述A涂覆液配方为：石蜡20％～25％、石墨24％～28％、聚乙烯吡咯烷酮1％～2％，丙酮50％；所述B涂覆液配方为：聚苯胺30％～35％、石墨10％～20％、DOA含量大于0小于等于5％，丁醇50％。
3.如权利要求2所述的涂覆工艺，其特征在于，所述A涂覆液和B涂覆液的总涂覆厚度为0.5-3mm。
4.如权利要求3所述的涂覆工艺，其特征在于，所述A涂覆液的厚度为0.1-0.3mm。
5.如权利要求2所述的涂覆工艺，其特征在于，按次在含能药柱表面涂覆A涂覆液或B涂覆液，每次涂覆含能药柱整个表面，通过采取不同涂覆次数控制A涂覆液和B涂覆液的总涂覆厚度。
6.如权利要求5所述的涂覆工艺，其特征在于，包括：
(1)在通风且环境温度为20℃～40℃条件下将A涂覆液均匀涂覆到含能药柱表面，涂覆次数为两次，且两次的涂覆方向垂直；
(2)之后将B涂覆液涂覆到步骤(1)所得样品表面，涂覆次数为两次，且两次的涂覆方向垂直。
7.一种含能药柱制备工艺，制备含能药柱，其特征在于，还包括：采用权利要求2-6任一权利要求所述的涂覆工艺在含能药柱表面进行抗静电层涂覆。
8.如权利要求7所述的制备工艺，其特征在于，所述含能药柱由CL-20含能材料或α-AlH3含能材料制备而成。
9.权利要求7或8制备的含能药柱。
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