复合酸性抑制型核壳结构制造技术

本发明专利技术公开了一种复合酸性抑制型核壳结构

【技术实现步骤摘要】
复合酸性抑制型核壳结构NTO基混合炸药造型粉及制备方法


[0001]本专利技术涉及含能材料
，更具体的说是涉及一种复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉及制备方法
。

技术介绍

[0002]3‑
硝基
‑
1,2,4
‑
三唑
‑5‑
酮
(3
‑
nitro
‑
1,2,4
‑
triazol
‑5‑
one
，简称
NTO)
是一种酸性的不敏感含能材料，其能量水平与
RDX
相当，理论爆速和爆压分别为
8550m/s
和
34.9GPa
；
NTO
具有非常优异的安全性能，与“木头炸药”TATB
相当，具有较低的机械感度
、
热感度和冲击波感度；此外
NTO
的合成工艺简单，制备成本低，因此在武器装备领域具有非常重要的应用
。
[0003]20
世纪
90
年代以来，
NTO
作为一种高能钝感炸药，受到了国内外研究者的广泛关注，
NTO
基混合炸药逐渐形成了压装
、
浇注和熔铸三大系列
。
其中压装混合炸药的装药密度更高，可以获得更高的能量水平，因此常被用作破甲和杀伤爆破战斗部中，是目前需求广泛的一类混合炸药
。
压装混合炸药通过将炸药造型粉通过压装工艺成型，在
NTO
基体加入某些功能性添加剂，制备得到
NTO
基炸药造型粉，然后以混合炸药的形式应用于武器装备中，可以满足炸药应用过程中的特殊要求或者提升炸药使用过程中的综合性能
。
针对
NTO
自身的酸性对装备用战斗部金属外壳产生的严重腐蚀作用，威胁到武器装备使用的安全性问题，这一现象也不可避免的会体现到
NTO
基混合炸药的使用安全问题上
。
另一方面，使用包覆剂对
NTO
单质的过度包覆会影响基体材料导热性，降低
NTO
基混合炸药的能量水平
。
因此如何在造型粉层面实现对
NTO
酸性的有效抑制并降低其对导热性的负面影响，一直都是相关
人员和生产企业所关注的重点
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉及制备方法，可以生成酸性抑制型核壳结构，有效降低
NTO
基混合炸药造型粉的酸性，抑制
NTO
基炸药造型粉对金属的腐蚀作用，并在一定程度上优化造型粉的导热性能
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉，包括如下重量百分比的组分：
80
％～
98
％的内核
、2
％～
20
％的外壳；
[0007]所述内核外包裹外壳；
[0008]所述内核为3‑
硝基
‑1，2，4‑
三唑
‑5‑
酮
NTO
，所述外壳为复合酸性抑制型粘结剂体系构成，所述复合抑酸型粘结剂体系包括作功能性填料的氧化石墨高聚物粘结剂体系，高聚物粘结剂包括粘结剂和增塑剂；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯
、Estane5702、
醋酸丁酸纤维素
、
氟橡胶的任一种；所述增塑剂为硬脂酸
、
邻苯二甲酸酯
、
偏苯三酸三辛酯
、
柠檬酸三正己酯中的任一种
。
[0009]上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术提供的
NTO
基混合炸药造型粉，由双层核壳结构组成，包覆
NTO
颗粒的壳体材料创新性的应用了复合抑酸型的粘结剂体系，主要起到
酸性抑制和优化导热性能的作用
。
本专利技术应用的粘结剂体系同时也起到了降低感度和增加造型粉塑性的作用，有效改善了
NTO
晶体颗粒在压装工艺中易暴露在造型粉表面的问题
。
[0010]优选的，所述复合抑酸型粘结剂体系添加的功能性填料为氧化石墨
。
[0011]上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术使用的氧化石墨的乙醇分散液加入体系中，一方面由于氧化石墨分子的基面和边缘存在有较多含氧官能团
(
如羟基
‑
OH、
羧基
‑
COOH
及醚键
‑
C
‑
O
‑
C
‑
等
)
，可以与
NTO
三唑环上的活泼氢发生强相互作用，可以有效改善
NTO
中
H
解离逸出而导致的酸性问题，同时与高聚物粘结剂互相配合包覆在
NTO
颗粒表面，大大降低了
NTO
颗粒的水溶解度，抑制酸性的逸出；另一方面，氧化石墨本身具有优异的导热性能，与高聚物粘结剂配合使用解决了高聚物粘结剂包覆导致
NTO
基造型粉的导热性能变差的问题
。
并且本专利技术所述的复合酸性抑制型
NTO
基混合炸药造型粉中使用的氧化石墨功能性填料用量极少，同时也降低了传统水溶液
‑
悬浮法造粒过程使用的高聚物粘结剂的用量，这是因为氧化石墨本身存在的较多含氧基团也会与高聚物粘结剂发生相互作用，因此在抑制
NTO
酸性的和优化导热性能的基础上，功能性填料的加入基本不会影响炸药的能量性能
。
[0012]进一步优选的，所述的抑酸功能性填料为氧化石墨的乙醇分散液
。
[0013]上述优选方案的有益效果是：由氧化石墨和高聚物复合粘结剂体系包覆的
NTO
的
pH
值为
6.78
，，酸性远小于
NTO
的
pH
值
(3.6)。
[0014]优选的，所述的高聚物粘结剂体系包括粘结剂和增塑剂；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯
、Estane5702、
醋酸丁酸纤维素
、
氟橡胶
(F2311、2603、2462)
等；所述增塑剂为硬脂酸
、
邻苯二甲酸二丁酯
、
偏苯三酸三辛酯
、
柠檬酸三正己酯中的任一种
。
[0015]上述优选方技术方案的有益效果是：所选粘结剂体系包覆内核材料
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉的制备方法，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
80
％～
98
％的内核
、2
％～
20
％的外壳；所述内核外包裹外壳；所述内核为3‑
硝基
‑1，2，4‑
三唑
‑5‑
酮
NTO
，所述外壳为复合酸性抑制型粘结剂体系构成，所述复合抑酸型粘结剂体系包括作功能性填料的氧化石墨高聚物粘结剂体系，高聚物粘结剂包括粘结剂和增塑剂；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯
、Estane5702、
醋酸丁酸纤维素
、
氟橡胶的任一种；所述增塑剂为硬脂酸
、
邻苯二甲酸酯
、
偏苯三酸三辛酯
、
柠檬酸三正己酯中的任一种
。2.
根据权利要求1所述的复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
取
NTO
颗粒于烧杯中，加入适量水，搅拌后静置，配制
NTO
饱和溶液，然后取少量上层清液加入到放有
NTO
颗粒的小烧杯中得到
NTO
过饱和水悬浮液；
(2)
取适量功能性填料粉末于小烧杯中，加入适量无水乙醇，搅拌超声，得到功能填料的无水乙醇分散液；
(3)
取适量粘结剂和增塑剂于小烧杯中，加入适量乙酸乙酯，搅拌后静置，得到粘结剂和增塑剂的乙酸乙酯溶液；
(4)
将功能填料的乙醇分散液与粘结剂和增塑剂的乙酸乙酯溶液加入到锥形瓶中，搅拌，并超声混合，得到复合抑酸型的粘结剂体系；
(5)
将制备得到的
NTO
过饱和水悬浮液加入三口烧瓶中，搅拌，然后升温，滴加步骤
(4)
制备得到的复合抑酸型粘结剂体系溶液；
(6)
将反应溶液进行保温反应，然后升温驱散体系中的乙酸乙酯和乙醇，接着进行降温，将体系中的悬浮液过滤
、
洗涤
、
干燥，最后得到所述的复合抑酸型的核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉
。3.
根据权利要求2所述的复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉的制备方法，其特征在于，所述的
NTO
饱和溶液中
NTO
与水溶液的质量体积比为
30
～
35g
：
500
～
1500mL
；过饱和
NTO
水悬浮液中3‑
硝基
‑1，2，4‑
三唑
‑5‑
酮与饱和
NTO
水溶液上层清液的质量体积比为
90
～
99g
：
200
～
350mL。4.
根据权利要求2所述的复合酸性抑制型核壳结构
NTO
基混合炸药造型粉的制备方法，其特征在于，所述的功能性填料为单层氧化石墨粉末，颗粒片径为
0.5
～5μ
m
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：束庆海，王满曼，张星，柴晨泽，孙卓伟，邹浩明，吕席卷，
申请(专利权)人：北京理工大学唐山研究院，
类型：发明
国别省市：