一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL-20炸药的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL

【技术实现步骤摘要】
一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法


[0001]本专利技术涉及含能复合材料
，更具体的说是涉及一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法。

技术介绍

[0002]现代武器装备技术的快速发展对含能材料的综合性能提出了更高的要求，兼具高能和安全的含能材料越来越受到重视。CL
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20作为第三代单质炸药正吸引大量研究者的关注。CL
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20所拥有的突出爆轰能量水平赋予其极大的应用潜力。然而，不良的热稳定性以及较高的感度在较大程度上限制了CL
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20目前的实际应用。
[0003]针对CL
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20热稳定性差、感度高的问题，以往研究尝试采用表面包覆、参杂、共晶、重结晶等手段来提高CL
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20热稳定性，降低其机械感度。在以上策略中，表面包覆具有操作简单，效果好等优势，目前被广泛应用于CL
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20的改性制备中，例如通过包覆聚多巴胺提高CL
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20转晶温度，包覆石墨烯等碳纳米材料降低CL
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20机械感度。
[0004]尽管如此，目前包覆聚合物分子所需时间普遍较长(数小时以上)，严重制约了改性复合物的制备效率。另一方面，包覆聚合物分子一般不能起到有效的降感作用，通过引入碳纳米填料是一种可行的思路，如果将包覆聚合物分子和碳纳米填料相结合，有望同步改善CL
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20热稳定性和感度特性。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够显著改善CL
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20热稳定性和感度特性的一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法。本专利技术的核心内容是在CL
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20表面快速包覆构筑基于单宁酸和石墨烯的双层结构，在很低的包覆层含量下，实现CL
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20热稳定性和感度的有效改善。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法，具体步骤如下：
[0008](1)单宁酸包覆：首先分别配置等体积的单宁酸和金属盐水溶液，然后将CL
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20炸药加入到单宁酸水溶液中，搅拌数分钟后，向上述溶液中加入金属盐水溶液，继续搅拌反应3～5分钟后过滤、洗涤、干燥，得到单宁酸包覆的CL
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20炸药粉末。
[0009](2)石墨烯包覆：首先配制一定浓度的石墨烯水溶液，然后将经过单宁酸包覆的CL
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20炸药粉末加入到石墨烯水溶液中，搅拌混合5～10分钟后过滤、洗涤、干燥，即可得到基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药。
[0010]本专利技术中，步骤(1)中所用的金属盐可以为三氯化铁(FeCl3)、二氯化铁(FeCl2)、氯化锌(ZnCl2)、氯化镁(MgCl2)中的任意一种。
[0011]本专利技术中，步骤(1)中所用的单宁酸水溶液浓度为20～40mg/mL，金属盐水溶液浓度为5～10mg/mL。
[0012]本专利技术中步骤(1)中CL
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20炸药晶体在单宁酸水溶液中的固含量为10～20％。
[0013]本专利技术中，步骤(2)中所用的石墨烯为水溶性石墨烯分散液，固含量为3～7％。
[0014]本专利技术中，步骤(2)中混合物溶液的固含量为30～50％。
[0015]本专利技术中，步骤(2)中所得复合物最终单宁酸包覆层所占质量比为0.1％～1％，石墨烯包覆层所占质量比为0.1％～1％。
[0016]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：
[0017]本专利技术创新性地提出了一种快速包覆改性策略，依靠单宁酸和金属盐离子所形成的络合物实现对CL
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20的有效包覆，包覆过程仅需数分钟即可完成。进一步地，利用石墨烯对CL
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20进行再次包覆，形成双包覆层，其中单宁酸包覆层主要提升CL
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20的热稳定性，石墨烯包覆层主要降低CL
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20的机械感度。同时，由于单宁酸包覆层的存在，有效增强了CL
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20与石墨烯之间的界面相互作用，双层包覆结构发挥出协同增强效应，所得改性CL
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20的热稳定性和感度性能均优于单一包覆结构改性的复合物。最终，当双包覆层总含量仅为0.5wt％时，炸药转晶温度可提升近20℃，特性落高可由未改性CL
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20的14.7cm大幅提升至包覆改性后的112.8cm。本专利技术工艺过程简单，易于放大化制备，具有良好的应用前景。
附图说明
[0018]图1为纯CL
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20炸药晶体粉末(a)和经过单宁酸和石墨烯包覆后的CL
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20晶体粉末(b)的扫描电镜图。
[0019]图2为不同包覆结构，包覆层总含量为0.5wt％时的各CL
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20复合物DSC升温曲线图。
[0020]图3为不同包覆结构，包覆层总含量为0.5wt％时的各CL
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20复合物特性落高图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0022]实施例1
[0023](1)称取单宁酸1g，去离子水50mL于烧杯中，搅拌10min后得到50mL，浓度为20mg/mL的单宁酸水溶液。同样的，称取FeCl
3 0.25g，去离子水50mL于烧杯中，搅拌10min后得到50mL，浓度为5mg/mL的FeCl3水溶液。称取CL
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20 5g加入到配制的单宁酸溶液中，搅拌混合5min后，加入配制的FeCl3溶液，继续搅拌混合5min后，过滤、洗涤、干燥，得到单宁酸包覆的CL
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20炸药粉末，表示为CL
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20/单宁酸。
[0024](2)称取固含量为5％的石墨烯水溶液0.5g，加入去离子水配制成体积为50mL的石墨烯水溶液，将上述CL
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20/单宁酸炸药粉末加入到配制的石墨烯水溶液中，搅拌混合5min后，过滤、洗涤、干燥，得到经单宁酸和石墨烯双层包覆的CL
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20炸药，产物记为CL
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20/单宁酸/石墨烯。此种条件下，单宁酸和石墨烯包覆层总含量为0.5wt％。
[0025]图1a，b分别是纯CL
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20炸药晶体粉末和经过单宁酸和石墨烯包覆后的CL
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20晶体粉末的扫描电镜图，可以看出，纯CL
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20表面比较光滑平整，棱角分明。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)单宁酸包覆：分别配置等体积的单宁酸和金属盐水溶液，将CL
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20炸药加入到单宁酸水溶液中，搅拌数分钟后，向上述溶液中加入金属盐水溶液，继续搅拌反应3～5分钟后过滤、洗涤、干燥，得到单宁酸包覆的CL
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20炸药粉末；(2)石墨烯包覆：配置一定浓度的石墨烯水溶液，然后将经过单宁酸包覆的CL
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20炸药粉末加入到石墨烯水溶液中，搅拌混合5～10分钟后过滤、洗涤、干燥，即可得到基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药。2.根据权利要求书1所述的一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性CL
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20炸药的制备方法，其特征在于步骤(1)中所用的金属盐为三氯化铁(FeCl3)、二氯化铁(FeCl2)、氯化锌(ZnCl2)、氯化镁(MgCl2)中的任意一种。3.根据权利要求书1所述的一种基于单宁酸和石墨烯快速包覆改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，何冠松，李鑫，尹华模，钟若雷，陈杰，孟力，孙银双，师鹏翔，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：