阅读说明：本技术 一种铜基悬浮液及其制备方法 (Copper-based suspension and preparation method thereof ) 是由 郑保辉 蒋全萍 罗观 祝青 刘涛 谢虓 肖春 黄川� 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铜基悬浮液,含能材料领域,由铜基粉体、膨润土和溶剂组成。其制备方法为：步骤1：将一定量的膨润土加入到溶剂中,搅拌一定时间后加入极化剂；步骤2：再搅拌一定时间后加入铜基粉体；步骤3：再搅拌一定时间得铜基悬浮液。采用本发明方法制备的铜基悬浮液,具有较宽的粉体含量范围、较好的耐沉降性能以及溶剂易去除等特点,可以为叠氮化铜、铜基烟火药提供氧化铜和铜粉前体。(The invention discloses a copper-based suspension, belonging to the field of energetic materials and consisting of copper-based powder, bentonite and a solvent. The preparation method comprises the following steps: step 1: adding a certain amount of bentonite into a solvent, stirring for a certain time, and adding a polarizing agent; step 2: stirring for a certain time, and adding copper-based powder; and step 3: then stirring for a certain time to obtain the copper-based suspension. The copper-based suspension prepared by the method has the characteristics of wide powder content range, good sedimentation resistance, easy solvent removal and the like, and can provide copper oxide and copper powder precursors for copper azide and copper-based pyrotechnic compositions.)

一种铜基悬浮液及其制备方法

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及铜基悬浮液及其制备方法，在起爆药叠氮化铜、铜基烟火药中具有广泛的应用前景。

背景技术

为适应武器系统智能化、小型化的发展趋势，以MEMS(微机电系统)、微小型火工序列为代表的新兴技术迅猛发展。起爆药剂技术对火工序列的发展具有重要支撑和引领作用。国内外的单质起爆药主要有重氮化合物类、叠氮化物类、长链或环状多氮化物类、硝基酚类的重金属盐、乙炔的金属衍生物、有机过氧化物、重金属氯酸盐或高氯酸盐及其与肼络合配位化合物等。目前，传统的单质起爆药仍有大量应用，雷汞和含重金属的有毒起爆药逐步退出装备，取而代之的是高能绿色新型起爆药。其中，叠氮化物类起爆药性能优良，仍是当前各国重要的、难以替代的最常用起爆药。

叠氮化铜具有极限起爆药量低、输出能量大、绿色环保等优势，以叠氮化铜为基的微装药技术受到了越来越多的关注。目前制备叠氮化铜的方法包括叠氮化钠与铜盐的复分解反应法、氧化铜或铜的叠氮酸化法。而采用氧化铜或铜的叠氮酸化法具有原材料易得、反应转化可控、便于原位制备等优点，非常适合于采用3D打印的微装药技术。铜基粉体具有较大的密度，特别是铜粉密度达8.9g/cm³,在溶液中极易沉降导致密度偏差、堵塞打印喷头，因此设计具有合理流变特性的铜基悬浮液具有重要应用价值。

发明内容

本发明提供一种铜基悬浮液及其制备方法。采用本发明方法制备的铜基悬浮液，具有较宽的粉体含量范围、较好的耐沉降性能以及溶剂易去除等特点，可以为叠氮化铜、铜基烟火药提供氧化铜和铜粉前体。

本发明更具体的技术方案如下：

一种铜基悬浮液，由铜基粉体、膨润土和溶剂组成。

进一步的，所述铜基粉体为氧化铜或铜。

进一步的，所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、正己烷中的一种或多种。

进一步的，所述铜基粉体的质量分数为10％～50％，膨润土的质量分数为0.1％～2％。

本发明还提供了一种铜基悬浮液的制备方法，包括上述的铜基悬浮液，制备方法如下：

步骤1：将一定量的膨润土加入到溶剂中，搅拌一定时间后加入极化剂；

步骤2：再搅拌一定时间后加入铜基粉体；

步骤3：再搅拌一定时间得铜基悬浮液。

在本发明的铜基悬浮液的制备方法中，搅拌过程中必须分批投料。其中，步骤1是为了保证将膨润土分散均匀，步骤2是为了保证加入极化剂后形成高粘态的液相，步骤3是为了将铜基粉体分散均匀。

上述的铜基悬浮液的制备方法的步骤1中，所述铜基粉体的质量分数为10％～50％，膨润土的质量分数为0.1％～2％。

上述的铜基悬浮液的制备方法的步骤1中，所述极化剂为甲醇、乙醇、碳酸丙烯酯、甲醇/水(95/5，v/v)、乙醇/水(95/5，v/v)、碳酸丙烯酯/水(95/5，v/v)中的一种，极化剂的用量为膨润土的20～60％。

上述的铜基悬浮液的制备方法的步骤1中，搅拌的转速为200r/min～1200r/min,搅拌时间为10～60分钟。

上述的铜基悬浮液的制备方法的步骤2中，搅拌的转速为200r/min～1200r/min,搅拌时间为10～60分钟。

上述的铜基悬浮液的制备方法的步骤3中，搅拌的转速为200r/min～1200r/min,搅拌时间为10～60分钟。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本专利铜基悬浮液的形成为物理过程。采用本发明方法制备的铜基悬浮液，具有较宽的粉体含量范围、较好的耐沉降性能以及溶剂易去除等特点，可以为叠氮化铜、铜基烟火药提供氧化铜和铜粉前体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

将0.1g膨润土加入到100mL丙酮中，1200r/min搅拌10min后加入0.05g碳酸丙烯酯/水(95/5)，200r/min搅拌30min后加入8.9g氧化铜粉，200r/min搅拌60min后得到质量分数为10％的氧化铜粉悬浮液。

实施例2：

将1.0g膨润土加入到100mL乙酸乙酯中，600r/min搅拌20min后加入0.30g甲醇/水(95/5)，600r/min搅拌20min后加入34.3g氧化铜粉，600r/min搅拌30min后得到质量分数为30％的氧化铜粉悬浮液。

实施例3：

将2.0g膨润土加入到100mL乙醇中，1200r/min搅拌60min后加入1.20g乙醇/水(95/5)，1200r/min搅拌60min后加入80.0g氧化铜粉，1200r/min搅拌60min后得到质量分数为50％的氧化铜粉悬浮液。

实施例4：

将0.1g膨润土加入到100mL丙酮中，400r/min搅拌60min后加入0.05g甲醇，400r/min搅拌60min后加入8.9g铜粉，400r/min搅拌60min后得到质量分数为10％的铜粉悬浮液。

实施例5：

将1.0g膨润土加入到100mL正丁醇中，800r/min搅拌40min后加入0.30g乙醇，800r/min搅拌40min后加入34.3g铜粉，800r/min搅拌40min后得到质量分数为30％的铜粉悬浮液。

实施例6：

将2.0g膨润土加入到100mL甲苯中，1200r/min搅拌10min后加入1.20g碳酸丙烯酯，1200r/min搅拌20min后加入80.0g铜粉，1200r/min搅拌60min后得到质量分数为50％的铜粉悬浮液。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。