一种ADN协同防吸湿复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ADN协同防吸湿复合材料及其制备方法，采用液相原位生成法首先将含能离子铵盐在球形ADN表面形成一层包覆物，然后通过聚合物进行固定，从而获得从外到内依次为聚合物层、含能离子铵盐、球形ADN的具有协同防吸湿保护层的不吸湿或低吸湿ADN协同防吸湿复合材料。本发明专利技术适合于协同防吸湿ADN复合材料的制备和生产，可以应用于新型高能、绿色、钝感固体推进剂等的研制。固体推进剂等的研制。固体推进剂等的研制。

【技术实现步骤摘要】
一种ADN协同防吸湿复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种ADN协同防吸湿复合材料及其制备方法，属于火炸药


技术介绍

[0002]ADN是一种能量高、不含卤素且化学稳定性好的新型绿色氧化剂，具有燃烧热值高、密度大、氧含量高和燃烧产物洁净等优点。相关研究表明，ADN可以使现有固体推进剂配方比冲提高5％～10％；更重要的是，ADN可以显著降低羽烟信号，并减少燃烧产物中HCl气体对环境的污染。但是ADN是一种离子化合物，由NH
4+
和N(NO2)2‑
组成，其中负电荷分布在整个晶体表面，极易与水形成氢键，吸湿性强，且与推进剂常用粘合剂体系不相容，严重制约其实际应用。因此，解决ADN的吸湿性及与推进剂组分的相容性是ADN在复合炸药和固体推进剂领域实现大批量应用的瓶颈技术。
[0003]目前国内外主要采用以下三种降低ADN的吸湿性：一是采用球形化；二是表面处理；三是ADN共晶。如美国一家公司采用喷雾球形化技术生产出不同粒度的球形ADN，产品的成球率高且均匀性好。瑞典科研人员也采用该技术生产出平均粒径为50～250μm的ADN。Roxel公司采用膜乳化结晶技术制备出 10～50μm较窄粒径分布的ADN球形颗粒，并且已实现了公斤级产能。德国采用在线XRD等手段，获得了ADN在球形化过程中溶剂种类、熔融温度、保温时间等工艺参数对ADN晶型连续变化过程的影响，进一步优化了球形化工艺参数，虽然球形化后吸湿性有改善，但难以到达工程化应用的程度。于是，研究者在球形化基础上又对其进行包覆，试图进一步降低其吸湿性。如Thomas 等人采用乙基纤维素通过液相分离法在环己烷中包覆得到了包覆层较为完整的球形ADN包覆颗粒；Ulrich等人采用乙酸丁酯纤维素对ADN进行液相分离法微胶囊化，得到结构完整包覆ADN。Jessica等人采用HTPB胶对球形化ADN 进行微胶囊化处理，提高了ADN与推进剂组分的相容性。德国ICT研究所采用小型流化床技术，由GAP包覆ADN的造粒工艺，但是通过再次包覆依然难以达到理想的效果，要么防吸湿性较差，要么以牺牲能量为代价。于是，近期研究人员又通过共晶技术，实现不同分子与ADN微观结合进而调控ADN性能。如Adam J.Matter等分子间可利用的相互作用(+N—O
‑…
NH
4+
和NO2–
‑
π)，以吡嗪
‑
1,4
‑
二氧化物(PDO)作为客体，制备了ADN
‑
PDO共晶，提高了其热稳定性；王灏静等采用溶剂挥发法制备得到ADN/18C6(18
‑
冠醚
‑
6)共晶，大幅降低了ADN的吸湿性(ADN的常温吸湿率18％，ADN/18C6共晶的吸湿率 1.2％)。虽然共晶可大幅降低吸湿性，但是氧平衡和能量性能大幅降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种ADN协同防吸湿复合材料及其制备方法，解决了ADN吸湿性和能量性能无法兼顾的问题，与推进剂组分具有优异的相容性。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种ADN协同防吸湿复合材料的制备方法，包括：
[0007]将含能离子铵盐和聚合物加入溶剂A中，得到包覆液；
[0008]将球形ADN分散在反溶剂B中，得到ADN悬浮液；
[0009]将包覆液注入ADN悬浮液中，得到R
‑
NH4+@ADN悬浮液；R
‑
NH4+@ADN 表示表面包覆有含能离子铵盐R
‑
NH4+的球形ADN；
[0010]将R
‑
NH4+@ADN悬浮液利用旋蒸的方法去除溶剂，使聚合物包覆于 R
‑
NH4+@ADN外部，真空干燥后得到ADN协同防吸湿复合材料。
[0011]进一步的，含能离子铵盐包括阴离子R
‑
和铵根阳离子NH4+；
[0012]所述阴离子R
‑
为以三唑，四唑，咪唑，吡唑或呋咱中的一种或一种以上组合为骨架，以硝基，硝胺基或偕二硝基中的一种或一种以上组合为取代基的阴离子。
[0013]进一步的，含能离子铵盐包括3,5
‑
二硝基
‑
1,2,4
‑
三唑铵盐DNT，1,5
‑
二硝胺基四唑铵盐DAT，4,5
‑
二硝基咪唑铵盐DNAT，2，4，5
‑
三硝基咪唑铵盐TNI， 2,4
‑
二硝基咪唑二甲基铵盐DNINH，5
‑
(3
‑
氨基呋咱
‑4‑
基)
‑1‑
羟基四唑铵盐HNAT 或3,4
‑
双(偕二硝基)氧化呋咱铵盐DNAT中的一种或一种以上组合。
[0014]进一步的，溶剂A为甲酰胺，乙腈，甲醇，乙醇，乙酸，异丙醇，正丁醇，丙酮，丁酮，环己酮或四氢呋喃等中的一种或组合；
[0015]反溶剂B为石油醚，己烷，环己烷，正己烷，正庚烷，二硫化碳，四氯化碳，苯，甲苯，二甲苯，二氯甲烷，二氯乙烷，三氯甲烷，乙酸乙酯，液体石蜡或白油中的一种或一种以上组合。
[0016]进一步的，聚合物为聚四氟乙烯PTFE，氟化聚乙烯FPE，氟碳蜡FCW或氟化沥青NOK中的一种或一种以上组合。
[0017]进一步的，加入的含能离子铵盐质量占球形ADN质量的0.1％～10％；
[0018]加入的聚合物质量占球形ADN质量的0.5％～20％。
[0019]进一步的，将含能离子铵盐和聚合物加入溶剂A中，在
‑
10℃～+40℃下搅拌 5～60min，得到澄清状态的包覆液；
[0020]将包覆液采用滴加的方式注入ADN悬浮液中并在滴加过程中持续搅拌，滴加速率为0.01ml/min～1ml/min；
[0021]将包覆液注入ADN悬浮液中，通过液相原位生成法在
‑
10℃～+60℃反应 1～10h后，使含能离子铵盐包覆在球形ADN表面，得到R
‑
NH4+@ADN悬浮液；
[0022]进一步的，将R
‑
NH4+@ADN悬浮液利用旋蒸的方法在温度为30℃～60℃，压力为
‑
0.15～
‑
0.05MPa的条件下去除溶剂，去除溶剂所用时间为0.5h～12h。
[0023]一种ADN协同防吸湿复合材料，根据上述ADN协同防吸湿复合材料的制备方法得到，ADN协同防吸湿复合材料由外到内依次包括聚合物层、含能离子铵盐层和球形ADN。
[0024]进一步的，含能离子铵盐层和球形ADN之间不仅具有氢键等物理作用，而且含通过离子键进行分子配位形成化学作用；
[0025]含能离子铵盐层和聚合物层之间为通过物理作用锚定增强复合材料表面的疏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ADN协同防吸湿复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将含能离子铵盐和聚合物加入溶剂A中，得到包覆液；将球形ADN分散在反溶剂B中，得到ADN悬浮液；将包覆液注入ADN悬浮液中，得到R
‑
NH
4+
@ADN悬浮液；R
‑
NH
4+
@ADN表示表面包覆有含能离子铵盐R
‑
NH4
+
的球形ADN；将R
‑
NH
4+
@ADN悬浮液利用旋蒸的方法去除溶剂，使聚合物包覆于R
‑
NH
4+
@ADN外部，真空干燥后得到ADN协同防吸湿复合材料。2.根据权利要求1所述的一种ADN协同防吸湿复合材料的制备方法，其特征在于，含能离子铵盐包括阴离子R
‑
和铵根阳离子NH
4+
；所述阴离子R
‑
为以三唑、四唑、咪唑、吡唑或呋咱中的一种或一种以上组合为骨架，以硝基、硝胺基或偕二硝基中的一种或一种以上组合为取代基的阴离子。3.根据权利要求1所述的一种ADN协同防吸湿复合材料的制备方法，其特征在于，含能离子铵盐包括3,5
‑
二硝基
‑
1,2,4
‑
三唑铵盐DNT、1,5
‑
二硝胺基四唑铵盐DAT、4,5
‑
二硝基咪唑铵盐DNAT、2，4，5
‑
三硝基咪唑铵盐TNI、2,4
‑
二硝基咪唑二甲基铵盐DNINH、5
‑
(3
‑
氨基呋咱
‑4‑
基)
‑1‑
羟基四唑铵盐HNAT或3,4
‑
双(偕二硝基)氧化呋咱铵盐DNAT中的一种或一种以上组合。4.根据权利要求1所述的一种ADN协同防吸湿复合材料的制备方法，其特征在于，溶剂A为甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、乙酸、异丙醇、正丁醇、丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，王艳薇，卢辉，党力，晏嘉伟，汪慧思，杜芳，黄丹椿，李毅恒，林励云，周智明，陶博文，顾健，李伟，
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：