[发明专利]一种CL-20基含能薄膜喷涂材料及微喷直写成型方法

说明书

本发明公开一种CL‑20基含能薄膜喷涂材料及其微喷直写成型方法。喷涂材料配方重量分数为：CL‑20，5~20份；粘结剂，0.5~2份；有机溶剂Ⅰ，20~48份；有机溶剂Ⅱ，20~48份；CL‑20晶种，0~5份；助剂，0~2份。成型工艺参数：喷涂材料进料速度0.1~1ml/min，微喷直写速度1~100mm/s，喷头距基板高度20~50mm，基板温度20~70℃，进气压力0.01~0.10MPa。本发明喷涂材料配方中含有少量超细ε型CL‑20晶种，易获得了ε型CL‑20基含能薄膜；喷涂材料进料速度0.1~10ml/min可调，比喷墨打印工艺具有更高的成型速度，可以实现含能薄膜的高效、快速制备。

技术领域

本发明属于高能含能材料制备技术领域，具体为一种CL-20基含能薄膜喷涂材料及微喷直写成型方法。

背景技术

微机电系统（Micro-Electromechanical System，MEMS）技术具有集成化、微型化、数字化、智能化等特点，在多个领域都得到了广泛应用。MEMS技术与火工技术的有机融合颠覆了火工技术的发展模式，促进了MEMS火工品的出现和发展。MEMS火工品装药量在毫克级，装药尺寸在亚毫米级，传统的火工药剂配方、装药方法已不再适用，开发与MEMS工艺兼容的含能药剂配方和装药方法是本领域的研究热点。针对MEMS火工品结构特点，国内外学者也积极的将一些先进技术如微笔直写成型、喷墨打印成型等工艺用于MEMS火工品领域，通过前沿技术的融合交叉，实现了基本上可以实现微结构含能器件的精确装药，展现了良好的应用前景。然而，和其他领域微纳制造技术相比，适用于火工领域的微纳制造方法却少之又少，因此，进一步将新型微纳制造技术与MEMS火工技术融合，探索新型微尺度装药方法是一项很有意义的研究工作。微喷直写技术是将微喷涂技术与直写技术相结合，可实现喷涂功能材料在微区域内的薄膜的精准成型。

近年来，微喷涂技术在微纳结构功能材料制造领域应用广泛，在新能源领域、如薄膜太阳能电池、燃料电池等，该技术可提供均匀、致密且高效率生产的纳米级和微米级薄膜；在生物医药领域，用于制备微喷涂生物传感器；在功能材料制造方面，可以制备多种纳米级功能性玻璃涂层等等。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于微喷涂工艺的CL-20喷涂材料配方及快速、高效、多模式的微喷直写成型方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种CL-20基喷涂材料，配方其由以下重量分数的物质制成：CL-20，5~20份；粘结剂，0.5~2份；有机溶剂Ⅰ，20~48份；有机溶剂Ⅱ，20~48份；ε型CL-20晶种，0~5份；助剂，0~2份。

优选的，喷涂材料配方质量分数为：CL-20，8~18份；粘结剂，0.8~1.8份；有机溶剂Ⅰ，25~40份；有机溶剂Ⅱ，25~40份；ε型CL-20晶种，0.5~3份；助剂，0.4~1份。

喷涂材料可以是一种，做成CL-20/粘结剂/溶剂混合体系，使用单喷管喷头进行喷涂成型；也可以分成两种：一种是CL-20/溶剂喷涂材料，一种是粘结剂/溶剂喷涂材料，使用双喷管喷头进行喷涂成型。

一种CL-20基含能薄膜喷涂材料，包括炸药喷涂材料和粘接剂喷涂材料。炸药喷涂材料包括以下质量分数原料：CL-20，8~18份；有机溶剂Ⅰ，25~40份；ε型CL-20晶种，0.5~3份；助剂，0.4~1份。粘接剂喷涂材料包括以下质量分数原料：粘结剂，0.8~1.8份；有机溶剂Ⅱ，25~40份。

所述粘结剂为与CL-20有良好相容性的粘结剂，包括硝化纤维素、乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素、六氟丙烯共聚物（F₂₆₀₂）、聚氨基甲酸乙酯弹性纤维（Estane）、聚叠氮缩水甘油醚、氟橡胶、硅橡胶等一种或几种复配物。

所述有机溶剂Ⅰ为低沸点有机溶剂，能溶解CL-20炸药，包括丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮等。