[发明专利]一种高力学性能的压装混合炸药及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高力学性能的压装混合炸药及其制备方法，压装混合炸药包含炸药53％～96％，粘结剂3.7％～6％，高热值金属粉0％～35％，功能助剂0％～4％，碳系纤维0.3％～2％。制备方法为：将碳系纤维加入到有机溶剂中，采用适量的表面活性剂进行处理，利用超声或者机械搅拌进行物料分散，获得含有碳系纤维的溶剂体系；将部分粘结剂溶液与炸药预混合形成混合炸药体系，然后将分散好的碳系纤维溶剂倒入剩余粘结剂溶液中进行均匀分散，再加入到混合炸药体系中，通过水悬浮造粒或者捏合造粒的方式制备成造型粉，烘干后压制成药柱。本发明利用新型碳系纤维优异的力学强度和尺寸效应，对压装混合炸药进行增强增韧，有效解决了目前压装型混合炸药力学性能薄弱的问题。

技术领域

本发明涉及复合含能材料技术领域，尤其涉及一种高力学性能的压装混合炸药及其制备方法。

背景技术

随着现代武器装备的发展，压装混合炸药部件在运输、训练及作战使用过程中，会承受各种外部应力、振动冲击、环境热应力和侵彻过载的综合作用，要求其具有良好的力学强韧性。然而，为保证爆轰能量，压装混合炸药颗粒含量非常高(大于90wt％)，高分子粘结剂基体含量低，存在着炸药颗粒和粘结剂力学强度偏弱的普适性问题，严重制约压装混合炸药的力学性能和作战能力发挥。因此，为满足新形势下武器装备对压装混合炸药力学性能的使用要求，迫切需要增强混合炸药的力学性能。

为提高炸药的力学性能，专利CN103588595A报道了利用金属纤维增强增韧 TNT基熔铸炸药及其制备方法，专利CN106748591A公开了一种纤维增强橡胶炸药及其制备方法，主要采用尼龙、凯夫拉或聚丙烯纤维对橡胶炸药进行力学增强。文献(含能材料,2013,21,786-790)中对比了不同短切纤维(玻璃纤维、聚酯纤维、铝纤维、碳纤维)对RDX/TNT熔铸炸药的增强效果，发现使用3mm碳纤维可以起到力学增强的效果。同时短切碳纤维在提升AP/HTPB底排推进剂力学性能也有相关报道(含能材料,2017,25,366-371)。上述技术和发明虽然提供了纤维类材料具有增强效应的思路，但是均存在填料用量大，力学增强效率低下，制备工艺复杂的系列问题，无法满足压装混合炸药力学增强的需求。

发明内容

本发明提供了一种高力学性能的压装混合炸药及其制备方法，以解决现有技术中为提高炸药的力学性能存在填料用量大，力学增强效率低下，制备工艺复杂的系列问题，无法满足压装混合炸药力学增强的需求。

本发明采用的技术方案是：1.一种高力学性能的压装混合炸药，其特征在于，所述的压装混合炸药，以其总重量为100％计，包含下述重量分数的组分：炸药53％～96％，粘结剂3.7％～6％，高热值金属粉0％～35％，功能助剂0％～4％，碳系纤维0.3％～2％；所述高热值金属粉为铝粉和硼粉中的一种或两种。

作为高力学性能的压装混合炸药的一种优选方式，所述的炸药为1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)、奥克托今(HMX)、黑索金(RDX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)、1-氧-二氨基-3,5-二硝基吡嗪 (LLM-105)中的一种或多种。

作为高力学性能的压装混合炸药的一种优选方式，所述的粘结剂为含氟类聚合物、聚氨酯、醋酸乙烯纤维素、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种。

作为高力学性能的压装混合炸药的一种优选方式，所述的功能助剂为降感石墨、氟化石墨、蜡中的一种或多种。

作为高力学性能的压装混合炸药的一种优选方式，所述的碳系纤维为碳纤维、纳米碳纤维、碳纳米管、碳纳米管纤维、石墨烯纤维中的一种或多种。

根据上述的高力学性能的压装混合炸药的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将碳系纤维加入到有机溶剂中，采用适量的表面活性剂进行处理，再利用超声或者机械搅拌进行物料分散，获得含有碳系纤维的溶剂体系；