本发明专利技术提供一种超细CL-20制备装置和制备方法。包括研磨机主机、混合器和物料泵。球磨机主机包括带搅拌的研磨腔、研磨球；研磨球置于研磨腔内。混合器内设有搅拌，混合器上设置有出料口和循环进料口，混合器出料口与球磨机主机的进料口管线相连，研磨腔出料口与混合器的循环进料口管线相连，该管线上靠近研磨腔的位置设置有出料阀，之后设置有物料泵。取研磨球加入到所述球磨机主机研磨腔中，之后将原料CL-20和研磨液的混合浆料输入到上述研磨腔中进行循环粉碎研磨，之后排出经过真空抽滤干燥，得到所述超细CL-20。该制备装置和方法操作简单，安全性高，生产效率高，可广泛应用于各种含能材料的细化。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种超细CL-20制备装置和制备方法。包括研磨机主机、混合器和物料泵。球磨机主机包括带搅拌的研磨腔、研磨球；研磨球置于研磨腔内。混合器内设有搅拌，混合器上设置有出料口和循环进料口，混合器出料口与球磨机主机的进料口管线相连，研磨腔出料口与混合器的循环进料口管线相连，该管线上靠近研磨腔的位置设置有出料阀，之后设置有物料泵。取研磨球加入到所述球磨机主机研磨腔中，之后将原料CL-20和研磨液的混合浆料输入到上述研磨腔中进行循环粉碎研磨，之后排出经过真空抽滤干燥，得到所述超细CL-20。该制备装置和方法操作简单，安全性高，生产效率高，可广泛应用于各种含能材料的细化。【专利说明】—种超细CL-20的制备装置及制备方法
本专利技术涉及一种含能材料的细化技术，进一步地说，是涉及一种快速批量的制备超细CL-20的装置及方法。
技术介绍
随着科学技术的发展及武器对抗的日益激烈，国内外炸药的细化技术方兴未艾。因为超细炸药具有以下几个优点:爆轰历程接近理想爆轰规律，把爆炸的潜在内能开发出来；导热性能好，容易进行热传导，使爆炸热点不易形成；易于与大粒径炸药进行颗粒级配，分散性能好，促进装药密度更好且更均匀；受冲击载荷时，冲击力很快均匀分散到整个药柱中，降低撞击感度。因此，超细炸药在实际应用中将起到重要的作用。CL-20 (六硝基氮杂异伍兹烷)是一种高能量密度化合物，密度比奥克托今(HMX)高8%，爆速高6%，能量密度高15%以上。C1-20是迄今能量密度和爆速最高的单质硝胺炸药，在未来的武器装备中有着很好应用前景。超细CL-20，尤其是亚微米级、纳米级CL-20，除保留普通颗粒CL-20高能量密度的优异性能外，还具有冲击波感度和撞击感度更低，更安全的特性，这对拓宽CL-20的应用范围、提高武器系统的性能具有重要意义。目前，超细CL-20制备方法主要有溶剂-非溶剂重结晶法、超临界流体重结晶法、微乳状液法，高速射流粉碎法等，但各有其优缺点。溶剂-非溶剂重结晶法是用化学溶剂溶解CL-20制成饱和溶液，然后用非溶剂惰性液体稀释分散，使炸药以颗粒晶体状态重结晶出来。制备的超细CL-20，粒度一般处于微米或亚微米级。其缺点是成本高，产量低，生产周期长；难以使炸药粒径超细到亚微米、纳米尺寸；对溶剂要求高，废有机溶剂排放量大且不易回收。每百克超细CL-20需要排放的废有机溶剂量为1000克以上，产品的粒度要求越细，排放的有机废液量越大。微乳状液法是采用专用的表面活性剂改善CL-20表面特征，连续超细乳化，在分子尺度量级上超高细分，在一定的温度梯度条件下及一定的工艺条件下使其成为流动物性良好的均匀纳米粉体CL-20。其缺点是后处理比较复杂，至今国内外还没有成功该后处理工作的报道。高速射流粉碎法，是利用撞击流在极窄的管道中高速相向流动碰撞时产生的强冲击、挤压、剪切力、强湍流作用和强高压声波作用，使得外加载机械功能够较充分地转化为颗粒粉碎和分散的力量，从而达到CL-20颗粒超细化的目的。其缺点是由于溶剂通过相互撞击形成雾化液滴，这就需要对液体做很大的功；液体在管道中高速流动需要很大的压力，这对装置密封性及耐压性等条件要求很高。也有在实验室采用手工研磨法得到粒度细小的CL-20。如May L ChanCMayL Chan.New Ingredients for non-polluting propellants，CA93555-6001USA)将HNIW均匀分散在装有蒸馏水和乙醇混合液体的研磨玻璃器皿中研磨14-16小时，得到了粒度在3 μ m左右的HNIW。但这种方法存在研磨时间长、产量低、粒度分布不均匀、废液量大和手工研磨存在的危险等问题。总之，上述方法不同程度存在着工艺复杂，成本高，产量低，效率低，粒度不好控制且分布较宽，效果不够理想等缺点，限制了其在武器中大规模的生产和应用。
技术实现思路
:为了解决现有技术中制备超细CL-20存在的工艺复杂，成本高，产量低，污染重，粒度不好控制等问题，本专利技术设计出一套包括球磨机的装置，可对CL-20等危险品物质实现快速、批量和无污染超细粉碎，产品的粒度可根据研磨时间和研磨球的配比来实现。同时提供出了一种通过机械研磨快速批量且环保地制备CL-20的方法。本专利技术的目的之一是提供一种制备超细CL-20的装置。本专利技术的一种超细CL-20的制备装置，包括球磨机主机，还包括有与球磨机主机相连的混合器和物料泵。由于CL-20属于高机械感度的高能量密度材料，机械冲击和撞击容易发生危险。因此，在设备设计和选型方面，采用以摩擦作用力为主的球磨机械细化粉碎方式。以上所述球磨机主机包括带有搅拌的研磨腔、研磨腔上盖、研磨球；研磨腔为上方敞口的空腔结构，研磨腔上盖紧固于研磨腔上方盖住其上方敞口，并设置密封以防物料溅出，研磨腔上盖设有进料口，研磨腔底部设有出料口，研磨球置于研磨腔内；为了最大限度的减少危险因素，在制备超细CL-20时采用湿法研磨粉碎，即采用研磨液为研磨介质，将研磨液和CL-20在混合器内均匀混合成CL-20浆料，将该浆料在球磨机主机的研磨腔内研磨粉碎；由此使研磨粉碎中因摩擦产生的热量和能量通过液体传递和消耗掉，从而实现安全生产。同时，为了实现物料的超细粉碎，增加CL-20与研磨液配置的浆料在研磨腔中的滞留时间，通过管线和物料泵将混合器与球磨机主机的研磨腔相连，使浆料在一定时间内在混合器与研磨腔之间循环流动，实现物料的循环粉碎研磨。所述混合器内设置有搅拌，混合器上设置有出料口和循环进料口，混合器出料口与球磨机主机的研磨腔上盖上的进料口通管线相连，所述研磨腔的出料口与混合器的循环进料口管线相连，该管线上靠近研磨腔的位置设置有出料阀，之后管线上设置有物料泵。更具体地:所述研磨腔上盖通过弹簧夹紧固于研磨腔上方。研磨腔上盖和研磨腔的敞口之间的密封可采用现有技术中的各种密封结构，优选设置有橡胶圈进行密封。所述研磨腔的搅拌包括搅拌器、搅拌轴和电机；搅拌器位于研磨腔之中，与研磨腔同轴，并且搅拌器底端与研磨腔内的底部留有间隙，该间隙优选为5?10mm;搅拌轴穿过研磨腔上盖的中心孔连接搅拌器和电机。搅拌器可采用现有技术中各种搅拌器，为了增加剪切力，更优选设置有多层、多根径向搅拌棒的搅拌器。为了降低研磨过程中因机械作用产生的热量，避免温度过高对物料的影响，研磨腔外层设置了冷却水夹套。所述研磨腔的外层优选设有冷却水夹套，夹套上设置有冷却水入口和出口。由于CL-20在研磨细化时会释放出一些酸，因此，研磨腔体和研磨球的材质除具有很强的刚度和耐磨作用外，还必须承受较强的耐酸腐蚀能力，不能给产品带来额外的污染杂质。因此，装置与物料接触部分比如研磨腔等均优选采用耐磨耐腐蚀的不锈钢材料，而研磨球则选择纯度在99.9%或以上的氧化锆研磨球。氧化锆高耐磨、耐酸很适合作为本专利技术设备中研磨球的材质。研磨球的球形度越大，研磨球越接近标准球形，球形度越大，设备进行研磨时安全性越高，得到的产品CL-20的颗粒大小越均一，粒度分布越窄。研磨球直径越小，同样条件下，产品CL-20的粒度越小；研磨球直径越大，同样条件下，产品CL-20的粒度越大。为了能提高研磨过程的安全性，增加产品CL-20粒度的均一性，减小产品CL-20的粒度跨度，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超细CL?20的制备装置，包括球磨机主机，其特征在于：设置有与球磨机主机相连的混合器和物料泵；所述球磨机主机包括带有搅拌的研磨腔、研磨腔上盖、研磨球；研磨腔为上方敞口的空腔结构，研磨腔上盖紧固于研磨腔上方盖住其上方敞口并设置密封，研磨腔上盖设有进料口，研磨腔底部设有出料口，研磨球置于研磨腔内；所述混合器内设置有搅拌，混合器上设置有出料口和循环进料口，混合器出料口与球磨机主机的研磨腔上盖上的进料口管线相连，所述研磨腔的出料口与混合器的循环进料口管线相连，该管线上靠近研磨腔的位置设置有出料阀，之后管线上设置有物料泵。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：焦清介，张朴，郭学永，朱艳丽，杨毅，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。