[发明专利]一种含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料制备技术领域，公开了一种含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球及其制备方法：含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球是以细粒度HMX颗粒为核、以交联氟聚物为壳的结构；含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球的平均粒径为100μm～500μm；细粒度HMX颗粒的平均粒径为500nm～50μm；交联氟聚物包覆层占所述含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球的质量百分比范围为5％‑15％；含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球的撞击感度特性落高为52.8‑87.9cm，摩擦感度为12‑48％。本发明的制备方法集乳化溶剂蒸发包覆技术与原位聚合包覆技术于一体。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种含交联氟聚物包覆层的HMX炸药微球及其制备方法。

背景技术

硝胺炸药如环三次甲基三硝胺(RDX)、环四亚甲基四硝胺(HMX)、六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)具有较高的能量密度，能够大幅度提高固体火箭发动机装药的比冲和战斗部装药的做功能力，进而提升导弹武器远程打击和高效毁伤的能力，已在武器中获得大量实际应用。但硝胺炸药本身感度(撞击感度、摩擦感度、静电火花感度等)较高、安全性较差，对武器弹药在制备、运输、储存过程带来了一定的安全风险。通过包覆技术将钝感剂包覆于硝胺炸药颗粒表面，可实现硝胺炸药高效降感(US6524706,2003；US0108171,2011)，不仅使固体火箭发动机和战斗部装药维持在高的能量水平而且能显著提升其安全性能。在诸多包覆材料中，聚合物包覆材料因其独特的性质成为研究的重点，且已被广泛应用于固体火箭发动机和战斗部装药中。

国内外学者针对聚合物包覆炸药降感开展了大量研究，取得了一系列成果(含能材料,2004,12(3):147-150；火炸药学报,2004,27(3):17-20；含能材料,2006,14(3):171-173；CN200410064666,2004；CN200510059302,2005；Journal of Hazardous Materials1986,13:89-101；US6524706,2003；US0221934,2004；US6881283,2005)，但是由于包覆层材料与炸药晶体之间的性质差异以及传统聚合物包覆层材料中分子链间的弱相互作用，导致炸药颗粒表面包覆度不够高和包覆层自身强度较低，一方面造成炸药感度的降低程度有限，另一方面可能造成炸药在后期应用、成型加工过程中受到强烈搅拌、压力压制、机械剪切作用时，其包覆层因难以维持结构完整性而作用失效。因此，采用新的技术手段，增强聚合物分子与炸药颗粒间的表界面作用力，提升炸颗粒药表面包覆的完整度和均匀性以及包覆层自身的机械强度成为高效降感的趋势之一。

近年来，部分学者针对一般包覆技术的不足进行了一些尝试和突破，杨志剑发明了密胺-甲醛树脂原位聚合制备硝胺炸药微胶囊的方法(CN104230608,2014)，巩飞艳发明了一种利用多巴胺在弱碱性水溶液中氧化-自聚成膜的原理对含能晶体表面进行包覆的方法(CN105777457,2016)，李玉斌发明了一种乳液固化制备得到的包覆硝胺炸药微球的制备方法(CN106083495,2016)，Xinlei Jia等报道了一种密胺-脲醛树脂原位界面聚合包覆硝胺炸药的方法(Nanoscale Research Letters 2018,13:402)，Shijie Zhang等报道了一种利用苯胺原位聚合包覆HMX的方法(Applied Surface Science 2020,515:146042)。与一般包覆技术相比，这些新的包覆技术和材料的特点在于采用聚合物单体或者前躯体在硝胺炸药颗粒表面原位聚合形成包覆层，包覆层的均匀性和致密程度高，且包覆层自身具有较高的机械强度而不易脱落，包覆后炸药的安全性得到了更大程度的改善。