CN115322063A - 一种高聚物粘结炸药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高聚物粘结炸药及其制备方法，按质量百分比包括炸药：30％～35％；金属燃料：30％～35％；氧化剂：30％～35％；粘结剂：3％；工艺助剂：0.5％～1％；降感剂：0.5％～1％；该高聚物粘结炸药引入了高能炸药以及高热值的金属燃料，在提高炸药配方爆速的同时，可显著提高炸药配方的爆热，同时具有较好的低易损性能，该炸药配方的密度不小于2.0g/cm3(Φ40mm的药柱)，爆速不低于6500m/s，实测爆热不低于9600J/g；使其同时具备密度、能量较高，且安全性能与低易损性能较好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及火炸药技术领域，具体涉及一种高聚物粘结炸药及其制备方法。
背景技术
火炸药是武器装备实现远程投送、精确打击、高效毁伤的核心，也是决定其使用过程中安全性的关键因素；自上世纪80年代初提出发展低易损性炸药以来，其相关研究受到世界各国的高度重视，并推出了许多新的低易损炸药配配方，例如AFX-757炸药因为具有较高的爆炸能量和潜在的不敏感特性已成为美国军方广泛使用的不敏感弹药，AFX-757通过了美军标MIL-STD-1751(USAF)所要求的所有试验，AFX-757密度1.84g/cm3、爆速6080m/s、计算总能量为17.778kJ/cm3，可用于硬目标侵彻战斗部装药；随着我国新型战斗机、轰炸机、航空母舰以及战略核潜艇等武器系统平台逐步投入使用，对炸药配方的毁伤效能以及低易损性提出了更高的要求，但是目前还没有同时具备密度、能量较高，且安全性能与低易损性能较好优点的高聚物粘结炸药。
发明内容
针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种高聚物粘结炸药，该高聚物粘结炸药引入了高能炸药以及高热值的金属燃料，在提高炸药配方爆速的同时，可显著提高炸药配方的爆热，同时具有较好的低易损性能，该炸药配方的爆速不低于6500m/s，实测爆热不低于9600J/g；使其同时具备密度、能量较高，且安全性能与低易损性能较好的优点。
本发明的第二个目的是提供上述一种高聚物粘结炸药的制备方法。
本发明所采用的第一个技术方案是：一种高聚物粘结炸药，按质量百分比包括以下组分：
炸药：30％～35％；
金属燃料：30％～35％；
氧化剂：30％～35％；
粘结剂：3％；
工艺助剂：0.5％～1％；
降感剂：0.5％～1％。
优选地，所述炸药包括六硝基六氮杂异伍兹烷和环四亚甲基四硝胺中的一种或多种。
优选地，所述六硝基六氮杂异伍兹烷的粒度为10μm～20μm，所述环四亚甲基四硝胺的粒度为40μm～60μm。
优选地，所述金属燃料为Al粉、Al-Li合金粉和Al-Mg-B复合燃料的组合。
优选地，所述氧化剂为高氯酸铵与高氯酸钾的组合。
优选地，所述粘结剂为氟橡胶。
优选地，所述工艺助剂为石墨和氧-乙酰基柠檬酸三乙酯中的一种或多种。
优选地，所述降感剂为石蜡、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
本发明所采用的第二个技术方案是：一种高聚物粘结炸药的制备方法，包括以下步骤：
S1：将粘结剂溶解配置成粘结剂溶液；
S2：向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料进行预混，声共振混合；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，混合得到料浆；
S3：将料浆进行造粒，过目筛，干燥得到高聚物粘结炸药。
优选地，所述粘结剂溶液的质量浓度为15％。
上述技术方案的有益效果：
(1)本发明公开的一种高聚物粘结炸药引入了高能炸药以及高热值的金属燃料，使其同时具备密度、能量较高，且安全性能与低易损性能较好的优点。
(2)本发明的高聚物粘结炸药具有较高的密度，炸药的实测密度(Φ40mm×40mm药柱)不低于2.10g/cm3。
(3)本发明的高聚物粘结炸药具有良好的安全性能；撞击感度不高于20％，摩擦感度低不高于20％；其中摩擦感度的测试条件为3.92MPa，90°，撞击感度的测试条件为10kg锤，25cm落高。
(4)本发明的高聚物粘结炸药具有良好的能量性能，炸药的实测爆速不低于6500m/s，炸药的实测爆热(Φ40mm×40mm药柱)大于9600J/g。
(5)本发明的高聚物粘结炸药具有良好的低易损性能，快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验的响应等级均为燃烧，即能通过快速烤燃、慢速烤燃、子弹撞击等低易损试验项目的考核。
附图说明
图1为本发明一种高聚物粘结炸药的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
本发明公开了一种高聚物粘结炸药，按质量百分比包括以下组分：炸药：30％～35％；金属燃料：30％～35％；氧化剂：30％～35％；粘结剂：3％；工艺助剂：0.5％～1％；降感剂：0.5％～1％；高聚物粘结炸药各原料的质量百分比之和为100％。
所述炸药包括CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)和HMX(奥克托今，即环四亚甲基四硝胺)中的一种或多种；其中，CL-20的粒度为10μm～20μm，HMX的粒度为40μm～60μm。
所述金属燃料为Al粉、Al-Li合金粉和Al-Mg-B复合燃料的组合，所述金属燃料的粒度为20μm～30μm，其中，Al粉的含量不超过金属燃料总质量的40％；Al-Li合金粉中的Li含量(质量百分比)为5.0％～6.0％；Al-Mg-B复合燃料中B的含量(质量百分比)为40％，Mg的含量(质量百分比)为20％。
所述氧化剂为高氯酸铵(AP)与高氯酸钾(KP)的组合，高氯酸铵的含量为氧化剂总量的30％～40％，粒度为280μm～320μm；高氯酸钾的粒度为30μm～50μm。
所述粘结剂为氟橡胶，所述粘结剂为F2311氟橡胶、F246氟橡胶、F26氟橡胶中的一种或多种。
所述工艺助剂为G(石墨)和ATC(氧-乙酰基柠檬酸三乙酯)中的一种或多种；其中，G(石墨)的粒度小于5μm。
所述降感剂为石蜡、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种，所述石蜡的熔点为70℃，所述聚乙烯的数均分子量不高于500，聚丙烯的数均分子量不高于600。
如图1所示，通过以下步骤制备高聚物粘结炸药：
S1：采用乙酸乙酯将粘结剂溶解，将其配置成质量浓度为15％的粘结剂溶液；
S2：向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料预混均匀，然后开始声共振混合5分钟；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，并于50℃下混合15分钟得到料浆；
S3：将料浆进行造粒，过18目筛，干燥得到高聚物粘结炸药。
将制得的种高聚物粘结炸药进行以下表征：
能量性能：密度、爆速及爆热，爆速测试标准依据GJB772A，方法702；爆热测试标准依据GJB772A，方法701；
安全性能：摩擦感度、撞击感度，摩擦感度的测试条件为3.92MPa，90°，撞击感度的测试条件为10kg锤，25cm落高；摩擦感度与撞击感度的测试标准依据GJB772A，方法601与602；
低易损性能：快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验。
实施例1
按以下配方(按质量百分比计算)分别称取各物料：
炸药：CL-20，30％；
金属燃料：Al粉，10％；Al-Li合金粉，10％；Al-Mg-B，10％；
氧化剂：AP，14％；KP，21％；
粘结剂：F246氟橡胶，1.5％；F2311氟橡胶，1.5％；
工艺助剂：石墨G，0.5％；ATC，0.5％；
降感剂：石蜡，0.5％；聚乙烯(分子量500)，0.5％；
将F246氟橡胶和F2311氟橡胶采用乙酸乙酯溶解，将其配制成浓度为15％的粘结剂溶液；向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料预混均匀，然后开始声共振混合5分钟；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，并于50℃下混合15分钟得到料浆；将料浆进行造粒，过18目筛，干燥得到高聚物粘结炸药；
将制得的高聚物粘结炸药进行各性能的测定，经测定，制得的高聚物粘结炸药的能量性能：密度为2.111g/cm3(Φ40mm×40mm药柱)，爆速为6526m/s，爆热为9612.52J/g；安全性能：摩擦感度为18％，撞击感度为18％；低易损性能：快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验的响应等级均为燃烧。
实施例2
按以下配方(按质量百分比计算)分别称取各物料：
炸药：CL-20，35％；
金属燃料：Al粉，10％；Al-Li合金粉，10％；Al-Mg-B，10％；
氧化剂：AP，10％；KP，20％；
粘结剂：F246氟橡胶，1.5％；F2311氟橡胶，1.5％；
工艺助剂：石墨G，0.6％；ATC，0.4％；
降感剂：石蜡，0.5％；聚丙烯(分子量600)，0.5％；
将F246氟橡胶和F2311氟橡胶采用乙酸乙酯溶解，将其配制成浓度为15％的粘结剂溶液；向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料预混均匀，然后开始声共振混合5分钟；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，并于50℃下混合15分钟得到料浆；将料浆进行造粒，过18目筛，干燥得到高聚物粘结炸药；
将制得的高聚物粘结炸药进行各性能的测定，经测定，制得的高聚物粘结炸药的能量性能：密度为2.111g/cm3，爆速为6645m/s，爆热为9637.23J/g；安全性能：摩擦感度为20％，撞击感度为20％；低易损性能：快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验的响应等级均为燃烧。
实施例3
按以下配方(按质量百分比计算)分别称取各物料：
炸药：CL-20，30％；
金属燃料：Al粉，12％；Al-Li合金粉，13％；Al-Mg-B，10％；
氧化剂：AP，10％；KP，20％；
粘结剂：F246氟橡胶，1.5％；F2311氟橡胶，1.5％；
工艺助剂：石墨G，0.5％；ATC，0.5％；
降感剂：石蜡，0.5％；聚丙烯(分子量600)，0.5％；
将F246氟橡胶和F2311氟橡胶采用乙酸乙酯溶解，将其配制成浓度为15％的粘结剂溶液；向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料预混均匀，然后开始声共振混合5分钟；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，并于50℃下混合15分钟得到料浆；将料浆进行造粒，过18目筛，干燥得到高聚物粘结炸药；
将制得的高聚物粘结炸药进行各性能的测定，经测定，制得的高聚物粘结炸药的能量性能：密度为2.133/cm3，爆速为6645m/s，爆热为9754.56J/g；安全性能：摩擦感度为16％，撞击感度为16％；低易损性能：快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验的响应等级均为燃烧。
实施例4
按以下配方(按质量百分比计算)分别称取各物料：
炸药：CL-20，30％；
金属燃料：Al粉，12％；Al-Li合金粉，13％；Al-Mg-B，10％；
氧化剂：AP，10％；KP，21％；
粘结剂：F26氟橡胶，1.5％；F2311氟橡胶，1.5％；
工艺助剂：石墨，0.5％；
降感剂：聚丙烯(分子量600)，0.5％；
将F26氟橡胶和F2311氟橡胶采用乙酸乙酯溶解，将其配制成浓度为15％的粘结剂溶液；向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料预混均匀，然后开始声共振混合5分钟；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，并于50℃下混合15分钟得到料浆；将料浆进行造粒，过18目筛，干燥得到高聚物粘结炸药；
将制得的高聚物粘结炸药进行各性能的测定，经测定，制得的高聚物粘结炸药的能量性能：密度为2.136，爆速为6651，爆热为9561.76；安全性能：摩擦感度为20％，撞击感度为20％；低易损性能：快速烤燃试验、慢速烤燃试验、子弹撞击试验等试验的响应等级均为燃烧。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内；本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高聚物粘结炸药，其特征在于，按质量百分比包括以下组分：
炸药：30％～35％；
金属燃料：30％～35％；
氧化剂：30％～35％；
粘结剂：3％；
工艺助剂：0.5％～1％；
降感剂：0.5％～1％。
2.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述炸药包括六硝基六氮杂异伍兹烷和环四亚甲基四硝胺中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述六硝基六氮杂异伍兹烷的粒度为10μm～20μm，所述环四亚甲基四硝胺的粒度为40μm～60μm。
4.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述金属燃料为Al粉、Al-Li合金粉和Al-Mg-B复合燃料的组合。
5.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述氧化剂为高氯酸铵与高氯酸钾的组合。
6.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述粘结剂为氟橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述工艺助剂为石墨和氧-乙酰基柠檬酸三乙酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种高聚物粘结炸药，其特征在于，所述降感剂为石蜡、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。
9.一种高聚物粘结炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将粘结剂溶解配置成粘结剂溶液；
S2：向粘结剂溶液中加入降感剂和金属燃料进行预混，声共振混合；再加入氧化剂、炸药和工艺助剂，混合得到料浆；
S3：将料浆进行造粒，过目筛，干燥得到高聚物粘结炸药。
10.根据权利要求9所述的一种高聚物粘结炸药的制备方法，其特征在于，所述粘结剂溶液的质量浓度为15％。
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2022
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