一种低感度含能复合材料及其无溶剂制备方法与流程

本发明涉及一种低感度含能复合材料及其无溶剂制备方法，属于含能材料领域。

背景技术：

1、在含能材料领域，常通过物理包覆、化学共晶或添加钝感剂等手段降低低感度含能复合材料（insensitive energetic composites）对外界机械刺激（如撞击、摩擦）和热刺激的敏感度，从而显著提升其在生产、储存及运输过程中的本质安全性。低感度含能复合材料通常由高能氧化剂或炸药作为核心，表面修饰钝感层，以实现高能与低感的平衡。

2、高氯酸铵(nh4 clo4 )作为一种强氧化剂，具有密度大、氧含量高、热稳定性和化学稳定性好等优点，在固体推进剂中占有极其重要的地位。通常，高氯酸铵作为固体推进剂的主要成分之一，可占固体推进剂总重的60％-80％。但高氯酸铵属于1.1类爆炸品，因其高机械感度致使在武器推进系统在生产、使用过程中的安全性能降低。

3、针对高氯酸铵的高机械感度，目前均采用钝感材料对高氯酸铵进行包覆处理，但基本全是采用湿法包覆工艺，即使用有机溶剂溶解包覆材料，然后利用溶解度差异使其析出沉积在高氯酸铵表面。目前，该技术的主要问题体现在有机溶剂大多具有严重的生物毒性，并且危害环境，致使后续进行无害处理成本高。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种无生物毒性的低感度含能复合材料；本发明的另一目的是提供一种低感度含能复合材料的无溶剂制备方法。

2、技术方案：本发明所述的低感度含能复合材料，包括高氯酸铵以及包覆在高氯酸铵外层的包覆材料，所述包覆材料包括钝感材料、虫胶和端羟基聚丁二烯；所述钝感材料为石蜡或碳材料。

3、其中，按质量百分数计，所述包覆材料包括40%-50%的钝感材料、40%-48%的虫胶和10%-12%的端羟基聚丁二烯。

4、优选的，所述包覆材料与高氯酸铵的质量比不小于1：60。更优选的，所述覆材料与高氯酸铵的质量比为1：50-60。

5、优选的，所述钝感材料选自70#石蜡、58#石蜡、地蜡、蜂蜡、石墨粉、氧化石墨烯，含氟石墨烯。

6、另一方面，本发明提供一种上述的低感度含能复合材料的无溶剂制备方法，包括以下步骤：

7、步骤一：覆材料的预处理：将钝感材料、虫胶和端羟基聚丁二烯混合均匀后，进行压延挤出处理，得到包覆材料；

8、步骤二：无溶剂包覆：将高氯酸铵与包覆材料交替加入搅拌机中，具体加料顺序为：先加入一层高氯酸铵，再加入一半量的包覆材料，随后加入剩余的高氯酸铵，最后加入另一半包覆材料；加料完成后，对搅拌机的料缸进行密封并抽真空，在加热及搅拌条件下进行反应，反应结束后出料，即得到所述低感度含能复合材料。

9、本发明采用无溶剂包覆工艺选择特定钝感材料对高氯酸铵进行包覆，主要涉及包覆材料预处理及无溶剂包覆两个基本步骤，所得产品粒度分布均匀，降感效果良好，并且制备工艺简单，过程无污染，易于控制和放大，效率高。

10、其中，在所述步骤一中，所述混合均匀所采用的装置是开炼机，所述压延挤出处理所采用的装置是杆挤出机。具体的，将所述钝感材料、虫胶和端羟基聚丁二烯置于开炼机中进行反复碾压，直至混合均匀。

11、其中，在所述步骤二中，所述在加热及搅拌条件下进行反应的具体工艺参数为：搅拌转速控制为5~20 rpm，加热温度为0~100℃。优选的，在所述步骤二中，加热时间为40-180min。

12、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明制备方法全过程无有机溶剂参与，凭借虫胶、htpb自身的黏度和高氯酸铵颗粒间的摩擦实现钝感材料的均匀包覆，制备工艺简单，工序少（无常规驱溶干燥过程），易于控制和放大，效率高。

1.一种低感度含能复合材料，其特征在于，包括高氯酸铵以及包覆在高氯酸铵外层的包覆材料，所述包覆材料包括钝感材料、虫胶和端羟基聚丁二烯；所述钝感材料为石蜡或碳材料。

2.根据权利要求1所述的低感度含能复合材料，其特征在于，按质量百分数计，所述包覆材料包括40%-50%的钝感材料、40%-48%的虫胶和10%-12%的端羟基聚丁二烯。

3.根据权利要求1所述的低感度含能复合材料，其特征在于，所述包覆材料与高氯酸铵的质量比不小于1：60。

4.根据权利要求3所述的低感度含能复合材料，其特征在于，所述覆材料与高氯酸铵的质量比为1：50-60。

5.根据权利要求1所述的低感度含能复合材料，其特征在于，所述钝感材料选自70#石蜡、58#石蜡、地蜡、蜂蜡、石墨粉、氧化石墨烯，含氟石墨烯。

6.一种权利要求1-5任一项所述的低感度含能复合材料的无溶剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的无溶剂制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述混合均匀所采用的装置是开炼机，所述压延挤出处理所采用的装置是杆挤出机。

8.根据权利要求6所述的无溶剂制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，将所述钝感材料、虫胶和端羟基聚丁二烯置于开炼机中进行反复碾压，直至混合均匀。

9.根据权利要求6所述的无溶剂制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述在加热及搅拌条件下进行反应的具体工艺参数为：搅拌转速控制为5~20 rpm，加热温度为60~90℃。

10.根据权利要求9所述的无溶剂制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，加热时间为40-180min。