[发明专利]一种包覆含能材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包覆含能材料的方法，特别是涉及一种以液态CO₂作为反溶剂、分散剂和干燥介质的包覆含能材料的方法。

背景技术

固体推进剂在航空航天和导弹的发展中起着非常重要的作用。固体推进剂中含有的大多数高能含能材料(比如HMX、CL-20、LLM-105等)，其能量大，但机械感度较高，这给推进剂的研制、使用、储存、运输等带来了不安全性和推进剂组分之间相容性差的问题。所以，含能材料的高能量、低易损性和不敏感性，是固体推进剂要达到的主要目标之一。

目前，解决含能材料高能钝感、安全性和相容性的方法主要有三种：一是含能材料球形化和细化，进而达到降低感度的目的；二是采用低感度含能材料代替部分主体含能材料；三是选用合适的包覆材料对高能含能材料进行包覆。第三种方法现已成为解决高能含能材料降感、安全性与推进剂组分相容性的主要技术手段，原因是可根据不同需要选择相应的包覆材料，还有多种包覆工艺的选择，最终达到相应目的。

近年来，国内外科研工作者在高能钝感研究中，提出了很多包覆方法，主要包括：相分离法、挤出造粒法、机械研磨法、喷雾干燥法、溶液悬浮法、水悬浮法、乳液聚合法、化学沉淀法、超临界流体法、分子自组装法。现有包覆含能材料的方法存在包覆不均匀、操作复杂、一些特殊含能材料(比如三氢化铝、二硝酰胺胺等)不能用于湿法包覆、及溶剂不能与非溶剂互溶而使水(或溶液)悬浮法的应用受到限制和污染环境的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有包覆含能材料的方法存在包覆不均匀、操作复杂、一些特殊含能材料不能用于湿法包覆、及溶剂不能与非溶剂互溶而使水(或溶液)悬浮法的应用受到限制和污染环境的技术问题，提供一种包覆含能材料的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种包覆含能材料的方法，包括以下步骤：

首先将包覆材料溶于相应的溶剂中配置成包覆材料溶液，然后向包覆材料溶液中加入含能材料配置成悬浮液，搅拌悬浮液30min，将悬浮液倒入温度为14～15℃的压力容器中，密闭，按2～3kg/h的流速向压力容器中通入CO₂气体，当压力容器内的压力达到5MP a时，停止通入CO₂，保温保压10min后，再通入CO₂气体进行换气10～15min，最后将压力容器的压力泄压至常压即可。

所述包覆材料溶液的浓度为1～5‰，所述包覆材料的添加量占包覆后复合含能材料的1～5％。

所述含能材料为黑索金、奥克托今、六硝基六氮杂异伍兹烷、1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪、高氯酸铵、铝或三氢化铝中的任意一种。

所述包覆材料为氟橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶、热塑型聚氨酯或聚苯乙烯中的任意一种。

所述包覆含能材料的方法还可以对非含能材料进行包覆。

与背景技术相比，本发明具有以下优点：

1)由于液体CO₂的溶解能力强，可以溶于绝大多数包覆材料的溶剂，通过缓慢泄压，就可以带走溶剂，使包覆材料均匀地包覆在含能材料表面；

2)CO₂液化的条件低且可控，操作简单；

3)液态CO₂与溶剂相溶的特点，解决了溶液悬浮法或水悬浮法对溶剂不能与非溶剂互溶的限制问题；

4)本包覆方法在CO₂惰性氛围下，可以包覆像AlH₃这样对光、水、空气极其敏感的含能材料；

5)本包覆方法可以有效回收溶剂，减少对环境的污染。

附图说明

图1是本发明实施例1中包覆黑索金前的电镜图；

图2是本发明实施例1为氟橡胶包覆黑索金后的电镜图；

图3是本发明实施例2中包覆六硝基六氮杂异伍兹烷前的电镜图；

图4是本发明实施例2中氟橡胶包覆六硝基六氮杂异伍兹烷后的电镜图；

图5是本发明实施例3中包覆三氢化铝前的电镜图；

图6是本发明实施例3中氟橡胶包覆三氢化铝后的电镜图；

图7是本发明实施例2中包覆六硝基六氮杂异伍兹烷前的EDS元素分析结果图，图中的元素谱线图是对应图中电镜图里所选定区域的分析结果；

图8是本发明实施例2中包覆六硝基六氮杂异伍兹烷后的EDS元素分析结果图，图中的元素谱线图是对应图中电镜图里所选定区域的分析结果；