多熔渣镁‑聚四氟乙烯基燃烧剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种多熔渣镁‑聚四氟乙烯基燃烧剂及其制备方法，多熔渣镁‑聚四氟乙烯基燃烧剂的组成及质量百分含量为：镁‑聚四氟乙烯药剂：20～35％，混合金属粉药剂：65～80％。制备方法包括如下步骤：制备镁‑聚四氟乙烯药剂，制备混合金属粉药剂，混料及压药。本发明专利技术的燃烧剂，燃烧时产生更多的高温灼热熔渣，减少了能量向周围的散失，提高了燃烧剂的能量利用效率，作为高能燃烧剂，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂及其制备方法
本专利技术属于燃烧剂
，特别是一种燃烧后能产生多熔渣的镁-聚四氟乙烯基燃烧剂及其制备方法。
技术介绍
镁-聚四氟乙烯基燃烧剂是由镁(可燃物)、聚四氟乙烯(氧化剂)、功能添加剂及适量粘合剂组成的药剂，可作为红外辐射、红外照明及闪光装置的燃烧药剂，也可作为复合推进剂或双基推进剂及汽车安全气囊的点火药、燃烧弹的纵火剂以及燃烧焊接或切割药剂。该类药剂具有能量密度大、点火感度好、化学安定性好等优点，且燃烧持续时间长。其中，药剂燃烧时生成的熔渣的数量是影响其能量输出利用及应用性能的重要因素。目前，为了改善燃烧剂的性能，已开展了大量研究。研究发现，对于稀土合金燃烧剂，提高其应用性能的方法是燃烧时尽可能产生较多数量的灼热的熔渣。(参见：陈宏达,杜海涛,黄歌德,刘广银.稀土合金燃烧剂研究及应用.火工品.2001.04)。对于镁基合金燃烧剂，燃烧时如能产生大量的高温熔渣，可有效引燃周围物体，烧毁目标，能够满足燃烧剂性能要求(参见：李素灵,贵大勇,刘吉平.一种复合燃烧剂的设计研究.火工品.2008.08)。另外，在研究燃烧毁伤效能时，发现熔渣量随着氧化剂和金属粉含量有规律地变化(参见：张兴高,师宏心,刘庚冉,武湃,李红欣.高能燃烧剂配方研究.火工品.2012.12)。以镁为可燃物，聚四氟乙烯为氧化剂，加适量粘合剂组成的药剂，其燃烧后的熔渣数量较少(1.24克熔渣/10克燃烧剂)。对于如何有效提高镁-聚四氟乙烯燃烧剂的熔渣数量，尚未见报道。总之，现有技术存在的问题是：镁-聚四氟乙烯基燃烧剂燃烧时熔渣数量少，燃烧时热散失多，能量利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂及其制备方法，燃烧剂燃烧时生成的高温灼热熔渣多，热散失少，能量利用率较高。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂，其组成及质量百分含量为：镁-聚四氟乙烯药剂：20～35％，混合金属粉药剂：65～80％。优选地，所述镁-聚四氟乙烯药剂的组成及质量百分含量为：聚四氟乙烯47.5％，镁粉47.5％，酚醛树脂5％。优选地，所述聚四氟乙烯的颗粒度为200目。优选地，所述镁粉的颗粒度为325目。优选地，所述混合金属粉药剂的组成及质量百分含量为：混合金属粉95％，酚醛树脂5％。优选地，所述混合金属粉中金属粉的颗粒度为200目。优选地，所述混合金属粉为如下组合中的一种：Al/Cr混合金属粉，Al/Ti混合金属粉。优选地，所述Al/Cr混合金属粉药剂的组分及质量百分含量为：Al粉58％，Cr粉37％，酚醛树脂5％。优选地，所述Al/Ti混合金属粉药剂的组分及质量百分含量为：Al粉15～60％，Ti粉35～80％，酚醛树脂5％。实现本专利技术另一目的的技术方案为：一种多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备镁-聚四氟乙烯药剂：将混合均匀的镁和聚四氟乙烯，加入到用无水乙醇溶解的酚醛树脂中，湿混，过筛造粒，自然晾干，得到镁-聚四氟乙烯药剂；(2)制备混合金属粉药剂：将混合均匀的两种金属粉，加入到用无水乙醇溶解的酚醛树脂中，湿混，过筛造粒，自然晾干，得到混合金属粉药剂；(3)混料及压药：将镁-聚四氟乙烯药剂与混合金属粉药剂混合均匀，压制成型，得到多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂。本专利技术的原理在于：在镁-聚四氟乙烯药剂燃烧产生的热能的激发下，混合金属粉药剂中的金属粉之间发生化学反应，产生大量的热以及高温灼热的金属间化合物熔渣，确保了将尽可能高的能量传递给目标物，提高了能量利用效率，减少能量的损失。本专利技术与现有技术相比，其显著优点：1、较多数量的高温灼热熔渣：本专利技术通过将镁-聚四氟乙烯药剂与混合金属粉药剂混合均匀，压制成型得到的多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂，相比于纯镁-聚四氟乙烯燃烧剂有较多数量的高温灼热熔渣(6.32—9.93克熔渣/10克燃烧剂)，确保了将尽可能高的能量传递给目标物，减少能量的损失，提高燃烧剂的能量利用效率。2、环境友好：不产生有毒气体及有毒物质，有利于环境保护及人类健康；3、成本低：制备方法简单，制作设备及原料易得，成本低廉。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。具体实施方式为便于本领域技术人员进一步理解本专利技术，以下实施例均按相同的制备方法制备。本专利技术中所用原料均为市售。首先，制备镁-聚四氟乙烯药剂：将混合均匀的镁和聚四氟乙烯，加入到用无水乙醇溶解的酚醛树脂中，湿混，过筛造粒，自然晾干，得到镁-聚四氟乙烯药剂。然后，制备混合金属粉药剂：将混合均匀的两种金属粉，加入到用无水乙醇溶解的酚醛树脂中，湿混，过筛造粒，自然晾干，得到混合金属粉药剂。混料及压药：将镁-聚四氟乙烯药剂与混合金属粉药剂混合均匀，压制成型，得到多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂。称取本专利技术的多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂，每个实施例10克，在直径为18mm的模具中压制成型。相同方法制得对比例，与本专利技术进行比较。对比例燃烧剂为10克，组成及质量百分数含量为：聚四氟乙烯200目47.5％，镁粉325目47.5％，酚醛树脂5％。各实施例与对比例的组成及质量百分数见表1所示，其中，每种物质的百分数含量是相对于整个10g药剂而言的。各实施例与对比例的组成及质量配比见表2所示。测试的具体步骤如下：将各实施例与对比例在燃烧塔内进行点火燃烧，用德国IMPAC公司生产的IGA-140非接触式远红外测温仪测试燃烧时的温度，待药剂燃烧结束后，收集各例燃烧后的熔渣，用天平称量，结果如表3所示。从表3中的测试结果可以看出，本专利技术的各实施例对应的熔渣数量，均高于对比例对应的熔渣数量；各实施例对应的燃烧温度，均高于对比例对应的燃烧温度。本专利技术的多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂，可有效提高燃烧时的高温灼热熔渣数量，提高了灼热持续时间，确保了将尽可能高的能量传递给目标物，减少了能量损失，提高了燃烧剂的能量利用效率。而且不产生有毒气体及有毒物质，有利于环境保护及人类健康。制备方法简单，原料易得，成本低廉。表1各实施例与对比例的组成及质量百分数表2各实施例及对比例组成与配比表表3实施例与对比例的熔渣质量及燃烧温度表序列熔渣质量/g燃烧温度/℃实施例1-16.321441.1实施例1-28.611416.1实施例2-17.701501.7实施例2-28.641455.2实施例2-38.481487.5实施例2-47.591523.0实施例2-58.871633.0实施例2-68.321449.0实施例2-79.181626.3实施例2-87.541572.2实施例2-98.681661.7实施例2-109.931658.4对比例01.241383.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多熔渣镁‑聚四氟乙烯基燃烧剂，其特征在于，其组成及质量百分含量为：镁‑聚四氟乙烯药剂：20～35％，混合金属粉药剂：65～80％。

【技术特征摘要】
1.一种多熔渣镁-聚四氟乙烯基燃烧剂，其组成及质量百分含量为：镁-聚四氟乙烯药剂颗粒：20～35％，混合金属粉药剂颗粒：65～80％；所述镁-聚四氟乙烯药剂颗粒的组成及质量百分含量为：聚四氟乙烯47.5％，镁粉47.5％，酚醛树脂5％；所述镁-聚四氟乙烯药剂颗粒的制备方法为，将混合均匀的镁和聚四氟乙烯，加入到用无水乙醇溶解的酚醛树脂中，湿混，过筛造粒，自然晾干，得到镁-聚四氟乙烯药剂颗粒；所述混合金属粉药剂颗粒的组成及质量百分含量为：混合金属粉95％，酚醛树脂5％；所述混合金属粉药剂颗粒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩爱军，杜慧，叶明泉，陈昕，李志涛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32