用于含能材料的涂覆方法和使用所述类型的涂覆方法涂覆含能材料的涂覆系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于含能材料(12)的涂覆方法，特别是在真空中进行。含能材料(12)通过化学或物理气相沉积涂覆。涂覆材料(16)是导电的和/或疏水的或亲水的。含能材料(12)成形为颗粒和/或丸粒，和/或是粉末形式。和/或是粉末形式。和/或是粉末形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于含能材料的涂覆方法和使用所述类型的涂覆方法涂覆含能材料的涂覆系统


[0001]本专利技术涉及一种用涂覆材料涂覆含能材料和/或含能材料的组分的方法，其中含能材料为颗粒、丸粒和/或粉末的形式。本专利技术还涉及使用所述类型的涂覆方法对含能材料的表面和/或含能材料的组分进行化学改性。此外，本专利技术涉及使用根据本专利技术的涂覆方法涂覆含能材料的涂覆系统。本专利技术还涉及提供具有涂层的含能材料。

技术介绍

[0002]从现有技术已知，含能材料的燃烧特性受含能材料上的合适涂层的影响。涂层可以改变燃烧过程的压力
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时间曲线等。此外，涂层可以提高含能材料在储存过程中的耐久性和爆炸强度的再现性。在其他情况下，含能材料上的涂层简化了制造过程或降低了事故风险。
[0003]在CA939967A中，推进剂颗粒的燃烧速度是在含有聚醋酸乙烯酯或含有甲基丙烯酸正丁酯或甲基纤维素的塑料的溶液的帮助下改变的。IL47494A说明了一种基于聚异氰酸酯的涂层，其可以减缓燃烧过程。US6345577B1公开了一种减缓燃烧过程并含有二氢齐诺并四苯(dihydrozinotetracene)等的涂层。Bailey和Murray(Explosives,Propellants and Pyrotechnics(炸药、推进剂和烟火),London,1989,94)提到了用于火药的石墨涂层。石墨涂层可以保护火药免受潮气，并在填充弹药筒时充当润滑剂。此外，所述涂层形成电导体以防止电荷积聚。US5970877A中公开了用于火药润滑剂的其他涂层。通常用于涂层的石墨至少部分地被硫化钼取代，硫化钼的量高达火药重量的0.5％。
[0004]上述涂覆方法均涉及特定的涂覆材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种涂覆方法，通过该涂覆方法可以在短时间内将不同类型的涂覆材料分布在相应含能材料的整个表面和/或含能材料的组分上。本专利技术的另一个目的是提供一种涂覆系统，通过该涂覆系统可以在短时间内将不同类型的涂覆材料分布在含能材料的整个表面上。本专利技术的又一个目的是提供一种具有涂层的含能材料，该涂层特别是通过根据本专利技术的涂覆方法制造的。
[0006]该目的通过根据权利要求1所述的涂覆方法而实现。根据本专利技术的涂覆系统具有在权利要求10中限定的特征。有利的实施例来自从属权利要求。
[0007]根据本专利技术的涂覆方法涉及用涂覆材料涂覆颗粒、丸粒和/或粉末形式的含能材料和/或含能材料的组分，特别是涂覆金属。该涂覆方法的特征在于，涂覆材料a)是疏水的或亲水的；和/或b)是导电的。
[0008]这种涂覆允许将涂覆材料的特性转移到含能材料或含能材料的表面。该涂覆方法优选设计为薄膜涂覆方法。涂覆材料尤其是防潮的、化学惰性的、抗静电的和防腐蚀的。如
果涂覆材料例如包含聚
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3,4
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乙撑二氧噻吩(PEDOT)，则该涂覆材料可以设计为导电的。为了防止腐蚀，涂覆材料可以包含等离子聚合物、石蜡、镍和/或聚对二甲苯等。通过使用根据本专利技术的涂覆方法进行涂覆，可以减少氮氧化物的排放。在该涂覆方法的背景下，如果涂覆是用含有氨(NH3)和二氧化碳(CO2)的等离子体进行的，则可以产生含尿素和类似作用的化合物的含能材料涂层。以这种方式，可以保护使用这种被涂覆的含能材料的射手和包括这种被涂覆的含能材料的武器免受亚硝酸的影响，并且对于武器而言免受腐蚀。该涂覆方法可用于涂覆含能材料的各个组分，包括镁、铝、钛和/或其他金属。涂覆材料可以是密封性的、绝缘的和/或耐溶剂的。可以通过涂覆含能材料来增加、减少和/或调整枪口闪光。涂层和/或改性物可以设计为标记手段。涂层剂形式的标记用于防止抄袭和/或作为反恐手段。涂覆材料可以改变含能材料的燃烧行为和/或燃烧速率。涂覆材料可以设计为润滑剂，特别是用于子弹和弹药筒。涂覆材料可以对含能材料的表面进行化学改性。含能材料的表面可以通过涂层进行功能化。涂层只能是一个原子层厚。
[0009]特别地，在真空中通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)进行涂覆。涂覆在真空中进行这一事实特别意味着在其中进行涂覆的真空室中的压力小于一巴，特别是小于一毫巴。使用所述类型的涂覆方法，可以在短时间内将不同类型的涂覆材料分布于存在的含能材料(例如颗粒或丸粒)的整个表面或含能材料的组分上。真空带来额外的干燥效果，这在涂覆火药时特别有利。特别地，该涂覆方法通过气相沉积、充气或溅射进行。
[0010]该涂覆方法中的涂覆可以通过量产小零件涂覆系统中的量产小零件涂覆来进行。
[0011]含能材料，例如推进剂和炸药粉末、颗粒或丸粒，尤其用于武器系统、军用和民用烟火装置、烟花、呼救信号、气体发生器(特别是用于安全气囊的气体发生器)、涉及爆炸或拆除的工业过程。如果储存或使用不当，这些含能材料中的许多会从空气和水中吸收水分，使它们变得没有用处。其他含能材料，例如一些非均质的烟火混合物和粉末，在不利情况下会腐烂(例如由于镁与空气中的水分发生反应，释放出氢气)或点燃，从而导致严重事故。例如，粉末或颗粒状的黑火药(颗粒状的硝酸钾、硫磺和木炭的混合物)、含有金属的烟火药丸、无烟火药和其他炸药，特别是吸湿性炸药。
[0012]因此，适用于推进剂、炸药和烟火颗粒的涂层代表了各种任务的潜在解决方案，包括：防水、亲水、去除电荷、润滑炸药表面的方法，例如用于填充弹药箱或进行标记以防止恐怖分子使用。
[0013]用于武器和火箭推进的推进剂的另一个问题是控制燃烧速率。燃烧过程的速度可以通过合适的抑制性表面涂层来降低，例如通过推进剂逐渐烧穿表面涂层来降低。这适用于所有类型和形状的无烟火药(例如圆柱形和球形)以及黑火药和烟火颗粒和丸粒。
[0014]特别地，含能材料的组分包含氧化剂和/或还原剂，其中氧化剂包括硝酸铵、硝酸锶、硝酸钡，还原剂包括硫、碳、金属粉末，特别是含有铝、镁和钛的那些。
[0015]通过根据本专利技术的真空涂覆方法，粉末、颗粒和丸粒形式的推进剂和炸药的表面涂覆有厚度为0.1纳米或更大的涂层。涂层尤其是化学惰性的、疏水的、亲水的和/或导电的。该涂层可用作润滑剂或标记。附加地或替代地，含能材料的表面被化学改性。
[0016]疏水涂层排斥空气中的水分并防止物理性质发生不希望的变化，特别是烟火组合物或炸药中推进剂的燃烧和爆炸行为。特别是在黑色粉末丸粒的情况下，通过使用等离子体的涂层，水接触角可以从20
°
变为120
°
。此外，炸药的燃烧速率会受到涂层的影响。
[0017]另一方面，亲水涂层可以增加疏水炸药的润湿性，并能够以浆液、悬浮液和/或水凝胶的形式生产炸药材料。水接触角，尤其是三硝基甲苯(TNT)，可以通过等离子体涂覆方法从94.5
°
变为小于20
°
。
[0018]特别地，全氟丙烯酸酯(包括PFAC6、PFAC8)作为涂覆材料具有很强的疏水性。通过根据本专利技术的涂覆方法涂有全氟丙烯酸酯(例如PFAC8)作为涂覆材料的含能材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用涂覆材料(16)涂覆颗粒、丸粒和/或粉末形式的含能材料(12)的涂覆方法，其中，所述涂覆材料(16)a)是疏水的或亲水的；和/或b)是导电的，其中，通过等离子体增强化学气相沉积或通过物理气相沉积进行涂覆。2.根据权利要求1所述的涂覆方法，其中，所述含能材料(12)包括炸药、烟火组合物、燃料、电池材料和/或推进剂。3.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其中，所述含能材料(12)具有大于2500kJ/kg的爆炸热、大于30m/s的燃烧速率和/或大于30cm3的特劳泽数。4.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其中，所述含能材料(12)包括黑色粉末、硝酸甘油和/或硝化纤维素。5.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其中，所述涂覆材料(16)包含：卤素；含有至少一种卤素的单体；硅；含硅的单体；硅氮烷，特别是六甲基二硅氮烷；硅氧烷；硅烷；氟；烃，特别是饱和烃和/或不饱和烃、脂肪烃、芳香烃、脂肪烃和/或芳香烃的衍生物，特别是含有杂原子的衍生物；氧；导电聚合物；烷烃，特别是氟代烷烃；环烷烃；含有烷烃和卤素的混合物；烯烃；含有烯烃和卤素的混合物；六甲基二硅氧烷；氟丙烯酸酯；八氟环丁烷；乙炔；...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗赫伯特，
申请(专利权)人：克里斯托弗赫伯特，
类型：发明
国别省市：