一种微纳球形高能钝感CL-20/RDX共晶炸药及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微纳球形高能钝感CL

【技术实现步骤摘要】
一种微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药及其制备方法


[0001]本专利技术涉及含能材料的
，具体涉及一种微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药及其制备方法。

技术介绍

[0002]含能材料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。因此，高能钝感含能材料成为了含能领域的研究热点。目前，高能钝感含能材料的研究途径主要有两条：(1)设计合成新型高能钝感单质含能材料，但其合成困难、研发周期长且短时间内难以实际应用；(2)对现有高能单质炸药采用细化、包覆、共晶等进行改性研究。共晶技术在含能材料领域的应用，从分子尺度构筑新型含能材料为调控能量与安全性之间的矛盾提供了新策略。共晶技术并没有破坏含能材料分子本身的化学结构，而改变含能材料内部组成与晶体结构，有效克服单组分化合物的缺陷；既保留了原有含能材料的优质性能，又赋予共晶体新的特性。
[0003]六硝基六氮杂异戊兹烷(CL
‑
20)是目前实际应用中能量密度最高的单质含能材料，同时也是最有希望满足武器装备高效毁伤目标的含能材料，但其较高的机械感度难以满足高安全性要求。环三亚甲基三硝胺(RDX)是典型的硝胺炸药，表现出高能钝感，在战斗部装药、发射药、固体推进剂及传爆药等方面有着广泛的应用。通过共晶技术将CL
‑
20与RDX进行分子层面组合，可在降低CL
‑
20感度的同时，确保共晶含能材料拥有优异的爆炸性能。传统的共晶制备方法，即溶剂缓慢蒸发法，由于蒸发速率难以控制，不能批量制备，已不能满足工程应用。喷雾干燥法是将共溶液雾化成微小液滴，能够快速形成超细共晶颗粒,易于工业化生产，有效降低感度，平衡了安全与能量之间的矛盾。聂福德(CN103977593A，2014)通过超声喷雾专利技术了一种纳米共晶含能材料的制备方法；杨光成(J.Mater.Chem.A,2014,2)采用喷雾干燥方法制备纳米级CL
‑
20/HMX共晶。然而，这些制备方法得到的共晶出现团聚现象，导致颗粒尺度分布范围广，粒径较大，严重影响了微纳共晶含能材料的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药及其制备方法，以期望可以解决现有共晶炸药表面团聚、颗粒尺度分布不均，制备方法产率低，不易于工业生产等问题，为含能材料改性研究提供新方法。制备得到的共晶炸药粒度分布在450～650nm之间的占比为92wt％以上，产率达90％左右。
[0005]为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、CL
‑
20/RDX混合溶液的制备
[0008]将RDX加入到结晶溶剂中，温度为20℃～40℃，溶解，超声，过滤，得到RDX溶液；按照摩尔比，将CL
‑
20加入到所述RDX溶液中溶解，超声，过滤，得到CL
‑
20/RDX混合溶液；
[0009]步骤二、CL
‑
20/RDX共晶炸药的制备
[0010]将所述的CL
‑
20/RDX混合溶液放到喷雾干燥器的磁力搅拌装置上面，纯水溶液放在混合溶液旁边，将硅胶管放入纯水中，依次打开电源、磁力搅拌，设定进风口温度为干燥温度，打开环风机检查微压力表，微压力表压力值大于3.0kPa后调节旋风速率；开启加热，当实测进风口温度达到设定干燥温度时，开启压缩空气；先用纯水调节参数，开启蠕动泵，调节进料速率，将硅胶管移至混合溶液中开始喷雾干燥；喷雾干燥完成后，停止加热并关闭喷雾干燥机和空气压缩机；待收集装置冷却后进行拆卸，收集滤网上的晶体，过滤，干燥，得到微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药。
[0011]更进一步的技术方案是所述步骤一中所述结晶溶剂是丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇中的一种或是其中几种混合而成。
[0012]更进一步的技术方案是所述步骤一中所述RDX溶液浓度是5mg
·
mL
‑1～35mg
·
mL
‑1。
[0013]更进一步的技术方案是所述步骤一中所述摩尔比是CL
‑
20与RDX的比例为1:0.5
‑
2。
[0014]更进一步的技术方案是所述步骤一中两处超声时间均是5min～30min。
[0015]更进一步的技术方案是所述步骤二中所述干燥温度是70℃～100℃。
[0016]更进一步的技术方案是所述步骤二中所述搅拌速率是300rpm～600rpm。
[0017]更进一步的技术方案是所述步骤二中所述旋风速率是0.25m3·
min
‑1～0.35m3·
min
‑1。
[0018]更进一步的技术方案是所述步骤二中所述进料速率是300mL
·
h
‑1～600mL
·
h
‑1。
[0019]更进一步的技术方案是所述的环风机微压力表压力值小于1.5kPa，则需要清洗出风口过滤器滤袋后直至微压力表大于3.0kPa，表明环风机内循环良好。
[0020]一种上述的微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药制备方法制备得到的CL
‑
20/RDX共晶炸药，所述的CL
‑
20/RDX共晶炸药的D
50
能达到567.56nm。
[0021]与现有技术相比，本专利技术有如下优点：
[0022](1)本专利技术所制备的CL
‑
20/RDX共晶炸药的D
50
能达到567.56nm，具有窄尺度分布，粒径均一，且呈球形，表面光滑，感度改善显著，呈现高能钝感特性。
[0023](2)本专利技术在上述工艺步骤的基础上优化工艺参数，根据上述特定的工艺步骤配合优化RDX溶液浓度、CL
‑
20与RDX的摩尔比、干燥温度、搅拌速率、旋风速率、进料速率等，最终解决了现有共晶炸药表面团聚、颗粒尺度分布不均的技术问题，制备得到的CL
‑
20/RDX共晶炸药粒度分布均匀。
[0024](3)本专利技术使用的工艺简单便捷，安全可靠，产率高，易于工业化生产；与传统的喷雾干燥方法相比，此喷雾中重力与气流方向为反向，不同质量液滴得到较好的分散，极大减少了团聚现象，能制备出性能更优的纳米材料。
附图说明
[0025]图1为本专利技术制备得到的CL
‑
20/RDX共晶炸药的扫描电镜及粒径分布图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰明白，以下通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳球形高能钝感CL
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20/RDX共晶炸药的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：步骤一、CL
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20/RDX混合溶液的制备将RDX加入到结晶溶剂中，温度为20℃～40℃，溶解，超声，过滤，得到RDX溶液；按照摩尔比将CL
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20加入到所述RDX溶液中溶解，超声，过滤，得到CL
‑
20/RDX混合溶液；步骤二、CL
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20/RDX共晶炸药的制备将所述的CL
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20/RDX混合溶液放到喷雾干燥器的磁力搅拌装置上面，纯水溶液放在混合溶液旁边，将硅胶管放入纯水中，依次打开电源、磁力搅拌，设定进风口温度为干燥温度，打开环风机检查微压力表，微压力表压力值大于3.0kPa后调节旋风速率；开启加热，当实测进风口温度达到设定的干燥温度时，开启压缩空气；先用纯水调节参数，开启蠕动泵，调节进料速率，将硅胶管移至混合溶液中开始喷雾干燥；喷雾干燥完成后，停止加热并关闭喷雾干燥机和空气压缩机；待收集装置冷却后进行拆卸，收集滤网上的晶体，过滤，干燥，得到微纳球形高能钝感CL
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20/RDX共晶炸药。2.根据权利要求1所述的微纳球形高能钝感CL
‑
20/RDX共晶炸药制备方法，其特征在于：步骤一中的结晶溶剂是丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇中的一种或是其中几种混合而成。3.根据权利要求1所述的微纳球形高能钝感CL
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20/RDX共晶炸药制备方法，其特征在于：步骤一中所述RDX溶液浓度是5mg
·
mL
‑1～35mg
·
mL
‑1。4.根据权利要求1所述的微纳球形高能钝感CL

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利，李浩杰，卢艳华，韩纪旻，任晓婷，郭翔，
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：