一种浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药的制作方法

1.本发明属于高分子及炸药复合材料领域，具体涉及浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药。


背景技术：

2.环氧是一种常用的热固性高分子，因结构稳定、力学性能出色、耐化学腐蚀和工艺性能优异等优点，作为涂层、粘结剂和灌封胶在零部件装配、炸药复合、结构粘接、纤维复合等方面而得到广泛的应用。然而，完全固化后的环氧为三维(体型)交联网络结构，这使得环氧及其复合部组件不具备像热塑性材料一样的热可修复、热可重塑、可拆解和可循环利用等特性。
3.在本文中，为了赋予三维交联的环氧聚合物热可修复、热可重塑、可拆解和可循环利用等优点，设计了环氧类玻璃高分子(vitrimer)。借助于三维交联网络中可逆交换动态键的引入，环氧类玻璃高分子(vitrimer)具有常规环氧聚合物结构稳定、力学性能出色、耐化学腐蚀和工艺性能优异等优点，同时也具有热塑性聚合物热可修复、热可重塑、可拆解和可循环利用等特性。
4.但是，现有环氧及环氧类玻璃高分子大多以羧酸、酸酐、胺类固化剂为主，其配方普遍为酸性或碱性体系，无法与炸药良好相容，鲜有用于塑料粘结炸药(plastic bonded explosives,pbx)。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药。由于该环氧配方为中性体系，能够与炸药良好相容，而且由于可逆动态键的引入，该环氧及其塑料粘结炸药具有类玻璃高分子释放形变应力、热可修复、热可重塑、可拆解或可循环利用等特性。
6.为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：
7.一种浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由50
‑
120份环氧树脂、10
‑
60份环氧固化剂、5
‑
35份环氧稀释剂、0
‑
50份无机填料和0.1
‑
5份催化剂和50
‑
1000份炸药组成，通过浇铸成型的方法获得。
8.进一步的技术方案为，按照重量份数由60
‑
120份环氧树脂、10
‑
60份环氧固化剂、5
‑
35份环氧稀释剂、5
‑
50份无机填料和0.1
‑
5份催化剂和100
‑
1000份炸药组成，通过浇铸成型的方法获得。
9.进一步的技术方案为，按照重量份数由60
‑
120份环氧树脂、20
‑
60份环氧固化剂、10
‑
35份环氧稀释剂、5
‑
50份无机填料和1
‑
5份催化剂和100
‑
1000份炸药组成，通过浇铸成型的方法获得。
10.进一步的技术方案为，所述环氧树脂为二缩水甘油醚基或二缩水甘油酯基二苯基二硫醚。
11.进一步的技术方案为，所述环氧固化剂为二元巯基化合物或多元巯基化合物。
12.进一步的技术方案为，所述环氧稀释剂选自单缩水甘油醚、单缩水甘油酯、低粘度二缩水甘油醚、低粘度二缩水甘油酯中的一种或多种。
13.进一步的技术方案为，所述无机填料为无机粒子，粒度为1nm
‑
100um。
14.进一步的技术方案为，所述催化剂选自苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺、2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚及其盐、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、四甲基乙二胺、二甲基氨基酚氧丙酚中的任意一种。
15.进一步的技术方案为，所述炸药选自奥克托今、三硝基甲苯、三氨基三硝基苯、二氨基三硝基苯、六硝基苯、六硝基梯、季戊四醇四硝酸酯、黑索今、2,4,6
‑
三硝基甲基硝胺、1,3,5
‑
三硝基苯中的一种或多种。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该环氧配方为中性体系，具有良好的炸药相容性，并且呈现出优异的力学性能。而且，在该环氧类玻璃高分子(vitrimer)的交联网络中，存在大量可逆交换的二硫键，利用其在高温下的可逆交换反应，从而实现环氧链段的交换和网络的重组，使得该环氧在保持交联结构的同时实现形变应力可释放、热可修复、热可重塑、可拆解或可循环利用等特性。同时，该基于炸药相容的环氧类玻璃高分子的塑料粘结炸药不仅具有含能特性，还具有环氧类玻璃高分子基复合材料形变应力可释放、热可修复、热可重塑、可拆解或可循环利用等特性。
附图说明
17.图1、环氧粘结剂与炸药dsc相容性测试曲线对比图。
18.图2、浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药。
19.图3、浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药耐溶剂性。
20.图4、浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药的可拆解性。
具体实施方式
21.本发明技术方案不限于下列具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
22.实施例1
23.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量分数由50
‑
60份环氧树脂、10
‑
30份环氧固化剂、5
‑
10份环氧稀释剂、0份无机填料和0.1份催化剂和100份炸药组成。
24.所述的环氧树脂为二缩水甘油醚基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为二元巯基化合物，苯二甲硫醇，所述环氧稀释剂为苯基缩水甘油醚，所述催化剂为苄基二甲胺(bdma)。所述的炸药为奥克托今(hmx)。
25.如图1所示，该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。dsc相容性测试曲线对比图显示，分解温度改变量小于2度，相容性良好。同时，vst结果显示放气量小于3ml/5g，相容性良好。
26.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药，如图2所示。
27.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性，如图3所示。
28.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和炸药颗粒回收的特性，如图4所示。
29.实施例2
30.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由60
‑
70份环氧树脂、20
‑
40份环氧固化剂、10
‑
20份环氧稀释剂、5份无机填料、1份催化剂和200分炸药组成。
31.所述的环氧树脂为二缩水甘油酯基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为多元巯基化合物，季戊四醇四巯基乙酸酯，所述环氧稀释剂苯基缩水甘油酯，所述无机填料为1
‑
3nm的sio2无机纳米粒子，所述催化剂为邻羟基苄基二甲胺(dmp
‑
10)，所述炸药为三氨基三硝基苯(tatb)。
32.该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。
33.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药。
34.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性。
35.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和回收炸药的特性。
36.实施例3
37.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由70
‑
80份环氧树脂、30
‑
50份环氧固化剂、20
‑
30份环氧稀释剂、10份无机填料、2份催化剂和500份炸药组成。
38.所述的环氧树脂为二缩水甘油醚基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为二元巯基化合物，苯二甲硫醇，所述环氧稀释剂为双酚a二缩水甘油醚，所述无机填料为10
‑
20nm的sio2无机粒子，所述催化剂为2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚(tap或dmp
‑
30)或其盐，所述的炸药为三硝基甲苯(tnt)。
39.该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。
40.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药。
41.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性。
42.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和回收炸药的特性。
43.实施例4
44.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由80
‑
90份环氧树脂、30
‑
40份环氧固化剂、30
‑
35份环氧稀释剂、15份无机填料、3份催化剂和700份炸药组成。
45.所述的环氧树脂为二缩水甘油酯基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为多元巯基化合物，季戊四醇四巯基乙酸酯，所述环氧稀释剂为双酚a二缩水甘油酯，所述无机填料为30
‑
50nm的sio2无机粒子，所述催化剂为三乙醇胺，所述的炸药为二氨基三硝基苯(datb)。
46.该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。
47.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药。
48.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性。
49.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和回收炸药的特性。
50.实施例5
51.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由90
‑
120份环氧树脂、40
‑
60份环氧固化剂、30
‑
35份环氧稀释剂、50份无机填料、5份催化剂和800
‑
1000份炸药组成。
52.所述的环氧树脂为二缩水甘油酯基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为多元巯基化合物，季戊四醇四巯基乙酸酯，所述环氧稀释剂为双酚a二缩水甘油酯，所述无机填料为30
‑
50nm的sio2无机粒子，所述催化剂为三乙醇胺，所述的炸药为六硝基苯(hnb)。
53.该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。
54.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药。
55.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性。
56.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和回收炸药的特性。
57.实施例6
58.本发明的浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药，按照重量份数由90
‑
120份环氧树脂、40
‑
60份环氧固化剂、30
‑
35份环氧稀释剂、50份无机填料、5份催化剂和800
‑
1000份混合炸药组成。
59.所述的环氧树脂为二缩水甘油酯基二苯基二硫醚，所述环氧固化剂为多元巯基化合物，季戊四醇四巯基乙酸酯，所述环氧稀释剂为双酚a二缩水甘油酯，所述无机填料为30
‑
50nm的sio2无机粒子，所述催化剂为三乙醇胺，所述的炸药为奥克托今(hmx)和三硝基甲苯(tnt)按任意比例混合。
60.该环氧粘结剂与炸药具有良好的炸药相容性。
61.通过浇铸成型，获得了可拆解型环氧塑料粘结炸药。
62.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在常规有机溶剂中均具有良好的耐溶剂性。
63.该浇铸成型的可拆解型环氧塑料粘结炸药在巯基溶液中具有可拆解和回收炸药的特性。
64.尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。