阅读说明：本技术 一种高能量伴爆增压材料及其制备方法 (High-energy explosive-accompanied pressurizing material and preparation method thereof ) 是由 李义和 阳世清 崔伟峰 胡天娇 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种高能量伴爆增压材料及其制备方法,该伴爆增压材料包括基体、增强体、添加剂和增塑剂；所述材料以高分子树脂为基体,以金属网或纤维为增强体；所述基体、增强体、添加剂和增塑剂的质量比为(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)；该制备方法包括：S1按质量比称取基体、添加剂和增塑剂,制备浆料；S2将浆料与增强体复合并进行恒温老化,得到伴爆增压材料。本发明提供的伴爆增压材料从复合材料的设计入手,在不增加总用药量的情况下可大幅度提高材料能量释放效能,实现高能钝感化,并赋予材料足够的力学强度；本发明的制备方法工艺简单、成本低,所制备材料的伴爆增压效果明显,可用作壳体换代材料。(The invention discloses a high-energy explosive-accompanied pressurizing material and a preparation method thereof, wherein the explosive-accompanied pressurizing material comprises a matrix, a reinforcement body, an additive and a plasticizer; the material takes polymer resin as a matrix and takes metal mesh or fiber as a reinforcement; the mass ratio of the matrix to the reinforcement to the additive to the plasticizer is (3.5-7.0): (14.0-21.0): (70.0-72.0): (4.0-8.0); the preparation method comprises the following steps: s1, weighing the matrix, the additive and the plasticizer according to the mass ratio, and preparing slurry; and S2, compounding the slurry and the reinforcement and carrying out constant-temperature aging to obtain the explosion-tracing pressurizing material. The explosion-tracing pressurizing material provided by the invention starts from the design of a composite material, can greatly improve the energy release efficiency of the material under the condition of not increasing the total dosage, realizes high-energy passivation and endows the material with enough mechanical strength; the preparation method has simple process and low cost, and the prepared material has obvious explosion-tracing pressurization effect and can be used as a shell replacement material.)

一种高能量伴爆增压材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及含能材料技术领域，尤其是一种高能量伴爆增压材料及其制备方法。

背景技术

目前单质***的TNT(***)当量一般只有TNT的1～1.8倍，即便是混合***也很难超过2.5倍，2.5倍以上即为高当量，增加******当量的途径主要依靠的是***用量的增加和***当量的提高。近年的研究表明，采用***用量的增加和***当量的提高方式带来的能量增量是有限的，同时还会带来一系列其他问题，如敏感性剧增、安全性降低，以及成本剧增等等。在常规***技术已经非常成熟的情况下，通过开发新型***来提升当量其现实意义也不明显。技术的发展对壳体材料也提出了更高得要求，比如需要更强的力学性能、更高的材料密度和更高的能量密度，使之在***时能够很快地从坚实的结构材料转化成大比表面的微细粉体材料，被引爆后释放出大量能量。

发明内容

本发明提供一种高能量伴爆增压材料及其制备方法，用于克服现有技术中***能量增量有限、敏感性剧增、力学性能差等缺陷，实现从复合材料的设计入手，在不增加总用药量的情况下能大幅度提高其能量释放效率，还能实现材料的高能钝感化，并赋予材料足够的力学强度。

为实现上述目的，本发明提出一种高能量伴爆增压材料，所述材料包括基体、增强体、添加剂和增塑剂；所述材料以高分子树脂为基体，以金属网或纤维为增强体；所述基体、增强体、添加剂和增塑剂的质量比为(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)。

为实现上述目的，本发明还提出一种高能量伴爆增压材料制备方法，包括以下步骤：

S1：按质量比(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)称取基体、增强体、添加剂和增塑剂，将基体、添加剂和增塑剂混合均匀，得到浆料；

S2：将所述浆料与所述增强体复合，进行恒温老化，得到高能量伴爆增压材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

1、本发明提供的高能量伴爆增压材料包括基体、增强体、添加剂和增塑剂；该材料以高分子树脂为基体，以金属网或纤维为增强体；基体、增强体、添加剂和增塑剂的质量比为(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)。该伴爆增压材料从复合材料的设计入手，在不增加总用药量的情况下可大幅度提高材料能量释放效能，实现高能钝感化，并由于增强体的使用赋予了材料足够的力学强度。

2、本发明提供的高能量伴爆增压材料制备方法首先按质量比称取基体、添加剂和增塑剂，制备浆料，然后将浆料与增强体复合并进行恒温老化，制备伴爆增压材料。该方法工艺简单、成本低，所制备的材料伴爆增压效果明显，适用于各种壳体换代材料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附表，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。

本发明提出一种高能量伴爆增压材料，所述材料包括基体、增强体、添加剂和增塑剂；所述材料以高分子树脂为基体，以金属网或纤维为增强体；所述基体、增强体、添加剂和增塑剂的质量比为(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)。

本发明提供的伴爆增压材料从复合材料的设计入手，在不增加总用药量的情况下可大幅度提高材料能量释放效能，实现高能钝感化，并由于增强体的使用赋予了材料足够的力学强度。

优选地，所述高分子树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂和聚脲树脂中的一种。

优选地，所述高分子树脂为含氟改性后的树脂，对树脂进行含氟改性后最终制备得到的伴爆增压材料的伴爆增压效果更好。

优选地，所述金属网为钨网或铝网；所述纤维为纤维的短切体或三维编织体。

优选地，所述纤维包括碳纤维、凯夫拉或者芳纶纤维。

选择的金属网、纤维不仅能赋予材料足够的力学强度，还能促进最终产品的伴爆增压效果。

优选地，所述添加剂为铝粉、铪粉、钽粉、钨粉和锆粉中的至少一种。

优选地，所述添加剂的粒度≤50μm。

优选地，所述增塑剂为癸二酸二辛酯(DOS)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、二甲酸二辛酯(DOP)、丁三醇三硝酸酯(PTTN)中的至少一种。

本发明还提出一种高能量伴爆增压材料制备方法，包括以下步骤：

S1：按质量比(3.5～7.0)：(14.0～21.0)：(70.0～72.0)：(4.0～8.0)称取基体、增强体、添加剂和增塑剂，将基体、添加剂和增塑剂混合均匀，得到浆料；

S2：将浆料与增强体复合，进行恒温老化，得到高能量伴爆增压材料。

优选地，所述恒温老化在真空条件下进行，温度为80～120℃，时间为24～48h。

本发明提供的高能量伴爆增压材料制备方法首先按质量比称取基体、添加剂和增塑剂，制备浆料，然后将浆料与增强体复合并进行恒温老化，制备伴爆增压材料。该方法工艺简单、成本低，所制备的材料伴爆增压效果明显，适用于各种壳体换代材料。

实施例1

本实施例提供一种高能量伴爆增压材料，以环氧树脂为基体，以钨(W)网为增强体，其基本组分如表1.1所示。

本实施例提供一种高能量伴爆增压材料制备方法，包括以下步骤：

S1：按质量比3.9：20.2：71.5：4.4称取基体、增强体、添加剂和增塑剂，将基体、添加剂和增塑剂混合均匀，得到浆料；

S2：将浆料与增强体复合，在真空条件下、在100℃温度下进行恒温老化40h，得到高能量伴爆增压材料。

将本实施例提供的高能量伴爆增压材料作为壳体材料的应用，具体步骤如下：

(1)将本实施例制备的所述浆料与增强体钨网复合并缠绕到芯模上，得到壳体预聚体；

(2)将步骤(1)得到的预聚体在真空条件下、在100℃下进行恒温老化40h，冷却后脱去芯模，按照设计要求冲铣成型，得到含能壳体；

(3)将步骤(2)制备的含能壳体装药(装药采用常规TNT，用量为100g)，得到高能伴爆增压复合壳体材料。

对该高能伴爆增压复合壳体材料进行冲击波冲量测试和冲击波超压测试，结果如表1.2和表1.3所示，在距离爆心2.5米时其冲击波冲量增量达到103.5％，冲击波超压增量达到113.0％，伴爆增压效果明显。

实施例2

本实施例提供一种高能量伴爆增压材料，以聚脲树脂为基体，以芳纶纤维为增强体，其基本组分如表2.1所示。

本实施例提供一种高能量伴爆增压材料制备方法，包括以下步骤：

S1：按质量比6.53：14.5：71.5：7.47称取基体、增强体、添加剂和增塑剂，将基体、添加剂和增塑剂混合均匀，得到浆料；

S2：将浆料与增强体复合，在真空条件下、在110℃下进行恒温老化处理36h，得到高能量伴爆增压材料。

将本实施例提供的高能量伴爆增压材料作为壳体材料的应用，具体步骤如下：

(1)将本实施例制备的浆料与增强体芳纶纤维复合并缠绕到芯模上，得到壳体；

(2)将步骤(1)得到的预聚体在真空条件下、在110℃下进行恒温老化处理36h，冷却后脱去芯模，按照设计要求冲铣成型，得到含能壳体；

(3)将步骤(2)制备的含能壳体装药(装药采用常规TNT，用量为100g)，得到高能伴爆增压复合壳体材料。

对该高能伴爆增压复合壳体材料进行冲击波冲量测试和冲击波超压测试，结果如表2.2和表2.3所示，在距离爆心2.5米时其冲击波冲量增量达到98.8％，冲击波超压增量达到118.5％，伴爆增压效果明显。

表1.1实施例1中伴爆增压材料的基本组分

表1.2实施例1中伴爆增压材料的冲击波冲量测试结果

表1.3实施例1中伴爆增压材料的冲击波超压测试结果

表2.1实施例2中伴爆增压材料的基本组分

表2.2实施例2中伴爆增压材料的冲击波冲量测试结果

表2.3实施例2中伴爆增压材料的冲击波超压测试结果

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附表内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。