一种浇注型自修复模拟炸药及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种浇注型自修复模拟炸药及其制备方法，包括按质量配比计的以下组分：环氧树脂33.0％

【技术实现步骤摘要】
一种浇注型自修复模拟炸药及其制备方法


[0001]本专利技术涉及含能材料领域，具体涉及一种浇注型自修复模拟炸药及其制备方法。

技术介绍

[0002]现代战争模式逐步向智能化、精准化转变，使得武器系统必须具备远程精确打击、高效毁伤的能力。因此，对作为毁伤元的战斗部要求日益提高。
[0003]相应地，战斗部装药结构设计同样日趋复杂，模拟炸药的功能由过去单一替代真实炸药密度、质量等参数逐步向战斗部整弹结构体过渡。传统由造型粉通过压制成型工艺制备的模拟炸药，由于工艺限制，难以与装药结构复杂的异型战斗部相适应，由于材料限制，难以满足高结构强度要求。所以，研制浇注固化模拟炸药具有必要性。
[0004]浇注固化型模拟炸药具有流动性好、可塑性强等优点，能够适应复杂战斗部装药结构。粘合剂体系是模拟炸药的重要组分，是使流散的料浆形成具有一定机械强度整体的关键。目前，浇注固化模拟炸药粘结体系分为硅橡胶体系、聚氨酯体系与环氧树脂体系。硅橡胶体系物理化学性质稳定，具备较好的耐高低温性能，可在
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50℃～200℃范围内长期工作。缺点在于，固化后材质较软，结构强度低。聚氨酯体系具有优异的耐低温性能，缺点在于耐高温能力差、固化后胶体表面不平滑且容易起泡、结构强度低。其中，环氧树脂本体作为热固性材料，环氧树脂体系模拟炸药具有强度高、形变低、耐酸碱性强等优点。据文献报道，引入阻燃剂后可显著提高环氧树脂本体热安定性。可以有效抵抗整弹发射过程中高温、高过载工况。
[0005]模拟战斗部装药主要应用于战斗部研制阶段，使用目的在于考察战斗部装药结构之外其他组件性能。采用环氧树脂体系能有效避免因装药结构强度低影响其他组件性能验证。在环境试验中会不可避免的经历反复施加
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解除力载荷、反复高温
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低温循环等场景，将导致装药结构中出现微裂纹，为保证结构体强度、延长使用寿命，引入自修复材料对解决这一问题具有重要意义。微胶囊自修复属于在本体材料微结构发生破坏时通过释放事先植入修复材料实现固化的一种被动自修复机理。目前，微胶囊自修复材料，制造工艺成熟、成本低廉，是一类具有一定应用前景的自修复材料。

技术实现思路

[0006]针对现有模拟炸药材料与工艺适应范围有限的问题，提供了一种浇注型自修复模拟炸药及其制备方法。本专利技术的第一个目的在于提供一种浇注型自修复模拟炸药。本专利技术的第二个目的在于提供一种浇注型自修复模拟炸药的制备方法。
[0007]本专利技术技术方案如下：
[0008]一种浇注型自修复模拟炸药，包括按质量百分比计的以下组分：
[0009]环氧树脂：33.0％
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58.0％；
[0010]阻燃剂：10.0％
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27.0％；
[0011]金属粉：7.0％
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28.0％；
[0012]固化剂：5.0％
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10.0％；
[0013]工艺调节剂：4.0％
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10.8％；
[0014]微胶囊修复剂：0.2％
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2.5％。
[0015]进一步的，所述环氧树脂牌号为EP 01121 21x。
[0016]进一步的，所述阻燃剂为TiO2、SiO2、蒙脱土、聚磷酸铵中的一种或组合。
[0017]进一步的，所述金属粉为铝粉、镍粉、锌粉中的一种或组合。
[0018]进一步的，所述固化剂为异佛尔酮二胺、聚酰胺、聚醚胺中的一种或组合。
[0019]进一步的，所述工艺调节剂为乙基缩水甘油醚和/或苄基缩水甘油醚。
[0020]进一步的，所述微胶囊修复剂为环氧树脂填充的聚脲醛树脂；所述微胶囊修复剂各组分按以下质量配比组成：
[0021]尿素：7.0％
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12.0％；
[0022]甲醛：20.0％
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36.0％；
[0023]三聚氰胺：3.0％
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6.0％；
[0024]十二烷基苯磺酸钠：15.0％
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25.0％；
[0025]三乙醇胺：0.5％
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3.0％；
[0026]环氧树脂：20.0％
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50.0％；
[0027]进一步的，微胶囊修复剂按以下步骤制备：
[0028]1、将十二烷基苯磺酸钠按质量配比称量，机械分散于自身质量500
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1500倍的水中，得到乳化剂分散液；优选的，分散转速为800r/min；
[0029]2、将环氧树脂、三乙醇胺、尿素、三聚氰胺按质量配比依次加入分散液中，调节pH至3
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4，再加入甲醛，超声波分散30min
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60min，常温下反应6h
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8h；优选的，超声波谐振频率200kHz
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270kHz。
[0030]3、反应完毕后，将制备的微胶囊分散液过滤、洗涤、真空干燥12h
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36h，即可获得微胶囊修复剂；优选的，过滤方式为真空抽滤；优选的，洗涤方式采取蒸馏水洗涤，至上层清液pH为7。
[0031]本专利技术同时提供了上述浇注型自修复模拟炸药的制备方法，包括以下步骤：
[0032]S1、将环氧树脂、工艺调节剂按质量配比称量入混合容器；
[0033]S2、将阻燃剂、金属粉按质量配比单独称量，通过筛网依次将阻燃剂、金属粉筛入盛装环氧树脂、工艺调节剂的容器中，混合均匀；
[0034]S3、将固化剂、微胶囊修复剂按质量配比称量入容器，混合均匀，形成料浆；
[0035]S4、将料浆在常温常压下灌注于装药容腔或试件内，常温下固化36h
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48h，料浆固化成型即可。
[0036]本专利技术的有益效果为：
[0037]模拟炸药具有流动性，采用浇注固化成型工艺，有效适应异性战斗部装药。模拟炸药热安定性强，通过调节阻燃剂组成与含量提高本体材料热安定性，实现在
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50℃～200℃范围内工作。模拟炸药密度可调节，通过调节阻燃剂和/或金属粉组成与含量实现密度调控，可替代密度范围1.58g/cm3～2.15g/cm3之间的真实炸药。模拟炸药25℃料浆粘度低于40Pa
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s，通过控制工艺调节剂的组成与含量实现料浆低粘度，实用操作性强，工艺放大性强，可替代质量范围0.2kg～85.0kg的真实装药。模拟炸药结构强度高，通过调节环氧树脂
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固化剂反应参数，实现抗压强度50.0MPa～70.0MPa、抗强度20.0MPa～40.0MPa，适应苛刻试验条件下战斗部装药需求。模拟炸药具有自修复功能，通过植入于本体材料中的微胶囊修复剂在微结构发生破坏时释放修复剂固化实现自修复功能，在满足替代真实炸药的前提下，可有效延长使用寿命。模拟炸药所用原材料廉价易得，经济性好。
具体实施方式
[0038]为了使本领域技术人员更好地理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浇注型自修复模拟炸药，其特征在于，包括按质量配比计的以下组分：环氧树脂：33.0％
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58.0％；阻燃剂：10.0％
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27.0％；金属粉：7.0％
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28.0％；固化剂：5.0％
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10.0％；工艺调节剂：4.0％
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10.8％；微胶囊修复剂：0.2％
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2.5％。2.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述环氧树脂牌号为EP 01121 21x。3.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述阻燃剂为TiO2、SiO2、蒙脱土、聚磷酸铵中的一种或组合。4.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述金属粉为铝粉、镍粉、锌粉中的一种或组合。5.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述固化剂为异佛尔酮二胺、聚酰胺、聚醚胺中的一种或组合。6.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述工艺调节剂为乙基缩水甘油醚和/或苄基缩水甘油醚。7.按照权利要求1所述的浇注型自修复模拟炸药，其特征在于：所述微胶囊修复剂为环氧树脂填充的聚脲醛树脂；所述微胶囊修复剂由以下按质量配比计的组分制备得到：尿素：7.0％
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12.0％；甲醛：20.0％
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36.0％；三聚氰胺：3.0％
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6.0％；十二烷基苯磺...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖运钦，王鹏，王帅，白晓朋，李忠友，余瑞，王志昊，金路轩，唐昌州，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：