高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法
阅读说明：本技术 高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法 (High-molecular fluorine-rich oxidant-based aluminothermic high-explosive-heat industrial explosive and preparation method thereof ) 是由 束庆海 吴启才 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法,高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、铝热型高爆热添加剂、粘结剂为主要组成成分,具有无硫无氮、微烟、感度低等优势,可广泛应用于工业炸药生产中。本发明在高分子富氟氧化剂反应材料的基础上添加了铝热型高爆热反应剂,显著提高了炸药的爆热,有利于提升产品的爆破能力。(The invention relates to a high-molecular fluorine-rich oxidant-based thermite high-explosive-heat industrial explosive and a preparation method thereof. According to the invention, the aluminothermic high-explosive-heat reaction agent is added on the basis of the high-molecular fluorine-rich oxidant reaction material, so that the explosive heat of the explosive is obviously improved, and the explosive capacity of the product is favorably improved.)
技术领域
本发明涉及高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法，属于民爆技术领域。
背景技术
高分子富氟氧化剂是一类氟含量较高的聚合物，与镁、铝等活性金属可形成具有高反应热值的储能材料，且反应无需外界空气的参与，在冲击反应材料、含能材料等方面具有较好的应用前景。其另一个显著的优点是反应体系无硫无氮无磷，且对机械撞击、摩擦、静电等意外刺激不敏感，具有极其优异的安全性能。然而，相对于硝基类含能物质而言，由于体系中不含硝基、亚硝基等爆炸性基团，反应体系的爆容和爆热均相对较弱，在炸药应用领域存在威力较低的缺陷。
发明内容
本发明公开的一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法，其目的是解决当前工业炸药污染大、感度高、生产和运输过程中安全性低以及高分子富氟氧化剂基反应材料爆热较低而造成爆破能力不足的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案实现。
本发明公开的一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药，以高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、铝热型高爆热添加剂、粘结剂为主要组成成分，具有无硫无氮、微烟、感度低等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，由高分子富氟氧化剂、活性金属还原剂、铝热型高爆热添加剂和粘结剂组成。
其中，高分子富氟氧化剂为全氟聚醚、多氟聚烯、多氟聚酯中一种或多种；
活性金属还原剂为铝粉、镁粉、锌粉、钛粉中一种或多种；
粘结剂为氟橡胶、硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂中一种或多种。
铝热型高爆热添加剂为：氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、二氧化锰中一种或多种。
根据本发明的一些优选实施方式，各原料按质量份包括：所述高分子富氟氧化剂30-75份、所述活性金属还原剂10-50份、所述铝热型高爆热反应剂5-15份、所述粘结剂0.5-5份。
根据本发明的一些优选实施方式，所述活性金属还原剂的粒径为10-75μm。
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)预混
如果活性金属还原剂为多种混合，在惰性气氛保护下，将活性金属还原剂在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；
(2)造粒
将粘结剂加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将活性金属还原剂、铝热型高爆热添加剂、高分子富氟氧化剂分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液；
将上述得到的分散液通过造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
铝热剂是一类安全环保型反应材料，反应释放出高温和大量的热，比常规有机化学反应的反应热均显著提高，是弥补高分子富氟类反应材料释放温度和能量不足的有力途径。
有益效果：
1、本发明提供的一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法，采用高分子氟聚物、活性金属还原剂、铝热型高爆热反应剂和粘结剂为原料，均为普通化学品试剂，来源广泛易得，采用简单的混粉、搅拌、造粒和干燥工艺即可制备，适宜工业化批量生产，过程安全可控。
2、本发明制备的一种高分子富氟氧化剂基安全环保工业炸药，可用于替代传统黑火药、铵油炸药、硝胺炸药、硝化甘油炸药等，具有无硫无氮、对环境友好、机械和静电感度低、安全性高等优势，可广泛应用于工业炸药生产中。
3、本发明提供的一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药及其制备方法，在高分子富氟氧化剂反应材料的基础上添加了铝热型高爆热反应剂，显著提高了炸药的爆热，有利于提升产品的爆破能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将22份球形镁粉和8份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述30份活性金属粉的混合物、8份氧化铜、60份聚偏氟乙烯粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，氧化铜的粒径30μm、聚偏氟乙烯粉粒径160μm。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例2
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将30份球形镁粉和10份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将3份酚醛树脂(分子量1000～3000)加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述40份活性金属粉的混合物、15份氧化铁、42份聚四氟乙烯粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，氧化铁的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例3
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将32份球形镁粉和11份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述43份活性金属粉的混合物、10份四氧化三铁、45份聚四氟乙烯粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，四氧化三铁的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例4
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将10份球形镁粉、12份锌粉和21份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，锌粉和铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述43份活性金属粉的混合物、10份二氧化锰、25份聚四氟乙烯粉和20份全氟聚醚分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，二氧化锰的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm、全氟聚醚的分子量为500～2000。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
实施例5
一种高分子富氟氧化剂基铝热型高爆热工业炸药的制备方法，具体步骤如下：
(1)预混
在惰性气氛保护下，将14份球形镁粉、8份钛粉和21份球形铝粉在V型混料机中混合1h，得到活性金属粉的混合物；其中，镁粉粒径为10μm，钛粉和铝粉粒径为40μm。
(2)造粒
将2份氟橡胶5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述43份活性金属粉的混合物、10份二氧化锰、35份聚四氟乙烯粉和10份全氟聚醚甲酯分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆还原剂的分散液。其中，二氧化锰的粒径30μm、聚四氟乙烯粉粒径160μm、全氟聚醚甲酯的分子量为500～2000。
将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
依据GJB 772A-1997机械感度的测试方法，采用10Kg落锤25cm落高，从多个批次制备的工业炸药样品中进行抽样检测。测得本发明制得产品的撞击感度均为0％、摩擦感度均为0％，较传统的工业炸药(机械感度30％以上)，安全性能跨越提升。
采用氧氮量热仪从多个批次制备的工业炸药样品中进行抽样检测，测得添加铝热型高爆热反应剂后，在同等测试条件下反应体系的燃烧热9160J/g提升至11370J/g，反应的燃烧热提升了24％。
此外，配方组成不含硫、氮等元素，反应产物杜绝了氮氧化物、硫氧化物的产生，根本上解决了工业炸药对空气的污染难题。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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