[发明专利]一种高能燃烧剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属化合物燃烧剂技术领域，特别是一种反应充分、高温持续时间长、燃烧后熔渣量多的高能燃烧剂及其制备方法。

背景技术

现代的燃烧剂通常采用铝热剂为主要能量来源，用其他的药剂辅助。铝热反应通常放出大量的热量，形成更为稳定的氧化物和相应的金属。传统的铝热剂为简单混合体系，其中铝粉和金属氧化物是两个相对独立的组分，相互之间的结合程度较低；金属表面通常包裹着一层自然生成的致密氧化物，反应过程中反应物质也难以充分接触，使得接触面积也十分有限，难以满足作为高能燃烧剂的使用需求。

铝热剂燃烧呈喷发状等，燃烧后所残余的熔渣很少，冷却很快，不利于燃烧剂的应用。例如中国发明专利“一种铝热燃烧剂及其制作方法”(申请号：201210442305.9，公开日：2013.2.13)公开了一种铝热燃烧剂及其制作方法，该铝热燃烧剂按重量份数包括如下组分：Al粉20～30份、二氧化锰70～80份、添加剂5～10份；所述添加剂包括镁粉、镍粉、硝酸钡、聚四氟乙烯中的一种或者多种的组合。该铝热燃烧剂的制作方法包括经过将组份干燥、干混、制成药柱等一系列步骤。

总之，现有技术存在的问题是：以铝热剂为主要能量来源的燃烧剂反应不够充分、高温持续时间不够长、燃烧后熔渣量少，不利用高能燃烧剂的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高能燃烧剂，反应充分、高温持续时间长、燃烧后熔渣量多。

本发明的另一目的在于提供一种高能燃烧剂的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高能燃烧剂，其组成及重量百分比为：

高能组分 70～80％，

低熔点润湿剂 9～14％，

造孔剂 3～5％，

辅助药剂 6～12％。

优选地，所述高能组分由13～17份硼粉、25～30份钛粉、0.3～0.6份铝粉、0.1份氧化铜粉和1份端羟基聚丁二烯组成，所述份数为重量份。

优选地，所述铝粉以及氧化铜的粒径为300～600nm，硼粉、钛粉的粒径为10～30μm。

优选地，所述低熔点润湿剂由0.8～1.2份锡粉、1～1.5份锌粉和3～6份镁粉组成，所述份数为重量份。

优选地，所述造孔剂由1份石墨粉、0.8～1份高氯酸铵粉和0.2份酚醛树脂粉制成，所述份数为重量份。

优选地，所述辅助药剂由2～4份聚四氟乙烯粉、1.5～3份镁粉、0.3份硫酸钠粉和0.2份酚醛树脂粉组成，所述份数为重量份。

实现本发明另一目的的技术方案为：

一种高能燃烧剂的制备方法，包括如下步骤：

(10)称重：按重量份数称取各组固体原料烘干待用；

(20)高能组分制备：先将端羟基聚丁二烯加入到乙酸乙酯与乙醇的混合溶液中，加热搅拌直至完全溶解，得到端羟基聚丁二烯溶液；将称量好的钛粉和硼粉混合，先在重量份数为200份的SnCl₂溶液(0.05mol/L)中浸泡15min后过滤，再在重量份数为200份的PbCl₂溶液(0.05mol/L)中浸泡15min，然后将称量好的纳米铝粉以及氧化铜粉加入，充分搅拌、缓慢加入水合肼溶液(10％)并静置15～25min再过滤；再将端羟基聚丁二烯溶液加入过滤后得到的固体粉末中，用60～80目筛进行造粒晾干；

(30)低熔点润湿剂的制备：将混合后的低熔点金属粉放入球磨机中球磨10～20min，自然冷却后备用；

(40)造孔剂制备：将石墨粉和高氯酸铵混合后，加入含酚醛树脂的乙醇溶液(1g酚醛树脂：1ml无水乙醇)混合均匀，在湿态下用60～80目筛造粒，自然晾干；

(50)辅助药剂制备：将聚四氟乙烯粉、镁粉和硫酸钠粉混合后，加入含酚醛树脂的乙醇溶液(1g酚醛树脂：1ml无水乙醇)混合均匀，在湿态下用60～80目筛造粒，自然晾干；

(60)药柱制成：将上述制备的高能组分、低熔点润湿剂、造孔剂、辅助药剂混合均匀后，在30MPa的压力下压制得高能燃烧剂药柱。

优选地，所述(20)高能组分制备步骤中，端羟基聚丁二烯、乙酸乙酯与乙醇的重量比为1：8：1。

优选地，所述(30)低熔点润湿剂的制备步骤中，球磨机中球料比为8～10：1，球磨机转速为400～500r/min。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：