一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法与流程

1.本发明涉及一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法，属于特种毁伤技术领域。


背景技术：

2.含能微弹丸是新发展的一类新概念毁伤含能材料，其原理是将高分子氧化剂和金属还原剂通过核壳结构设计后，在高速冲击、高温引燃或激光点火等较高能量的引发下，发生快速的剧烈氧化还原反应，从而对外释放高温，利用高温条件下金属氟化物的气态效应实现数千倍的体积膨胀，从而进一步产生超压作用，对目标形成高温、超压等复合毁伤效果，在防空反导、破甲杀伤等领域具有广阔的应用前景。
3.近年来，以北京理工大学为首的研发团队，开发出一系列高分子基含能微弹丸配方。高分子氟聚物基含能微弹丸的综合性能虽然十分优异，尤其是其安全性能和环保性能。其配方的根本原理是高分子氟聚物和活性金属之间的剧烈氧化还原反应，瞬间对外释放3000℃以上的高温，对空气进行膨胀做功。但是，由于其配方所用的高分子氟聚物和球形活性金属等原材料均价格不菲。为了满足广泛推广应用需求，需在降成本上做重点攻关。其中，降低用量是解决这一难题的途径之一。然而，用量下降后，同时也会带来毁伤威力不足的问题。针对上述问题，在不降低总体毁伤威力的前提下，开发单位质量具有毁伤增效的氟聚物基含能微弹丸配方，将对减少其用量从而实现成本控制，具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高爆容型增效含能微弹丸，属于特种毁伤技术领域。该含能微弹丸由氟聚物基含能微弹丸基础配方和高爆容型增效剂组成。
5.其中，氟聚物基含能微弹丸基础配方重量份配比为80～95份，高爆容型增效剂重量份配比为5～15份，粒径10～70μm。该制备方法采用化学改性、包覆、混粉、造粒、干燥等工艺，过程简单，无特殊工艺要求，成本低，便于批量生产。所得产品具有无硫无氮、微烟、环境友好、机械感度低、安全性高等优势，可广泛应用于含能微弹丸生产中。
6.一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法，包括以下步骤：
7.步骤一：利用化学改性、包覆、混粉、干燥工艺，得到基于氟聚物/活性金属粉的含能微弹丸基础配方a；
8.步骤二含能微弹丸基础配方a加入高爆容型增效剂，通过混粉、造粒工艺，得到一种毁伤增益的含能微弹丸。
9.所述氟聚物为全氟聚醚、聚氟烯烃、聚氟烷烃、全氟烷氧基树脂或聚四氟乙烯；所述活性金属粉为球形铝粉或球形镁粉；
10.所述高爆容型增效剂为氯酸盐、高氯酸盐或高锰酸盐。
11.有益效果
12.1、一种高爆容型含能微弹丸，由氟聚物基含能微弹丸基础配方和高爆容型增效剂组成。采用常规的金属粉末、高分子氟聚物、粘结剂及高爆容增效剂为原料；采用化学改性、
包覆、混粉、造粒、干燥等工艺，过程简单，无特殊工艺要求，成本低，便于批量生产。
13.2、本发明制备的一种高爆容型含能微弹丸，相对于常规的氟聚物/活性金属粉体系含能微弹丸，显著提升了爆容值和毁伤效果，可广泛应用于含能微弹丸生产中。
具体实施方式
14.下面结合具体实施例进一步详细说明本发明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
15.实施例1
16.一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法，具体步骤如下：
17.(1)改性包覆
18.表面改性：称取0.5份硅烷偶联剂加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将30份活性金属粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，活性金属粉粒径10μm；
19.包覆：称取3份聚氨酯弹性体加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述30份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到聚氨酯弹性体包覆金属粉的分散液。
20.(2)成型制备
21.混粉：称取64份聚偏氟乙烯和8份高爆容增效剂氯酸钾加入到上述聚氨酯弹性体包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚偏氟乙烯粉粒径160μm；
22.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
23.较未加上述剂量的高爆容增效剂相比，1.5g质量的该含能微弹丸对5mmq235a钢板的扩孔能力从原有的7.81mm孔径提升至9.75mm，提升了25％。
24.实施例2
25.一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法，具体步骤如下：
26.(1)改性包覆
27.表面改性：称取1份硅烷偶联剂加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将40份活性金属粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，活性金属粉粒径10μm；
28.包覆：称取2份聚氨酯弹性体加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述40份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到聚氨酯弹性体包覆金属粉的分散液。
29.(2)成型制备
30.混粉：称取60份聚四氟乙烯和10份高爆容增效剂高氯酸钾加入到上述聚氨酯弹性体包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚四氟乙烯粉粒径160μm；
31.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
32.较未加上述剂量的高爆容增效剂相比，1.5g质量的该含能微弹丸对5mmq235a钢板的扩孔能力从原有的8.26mm孔径提升至10.74mm，提升了30％。
33.实施例3
34.一种高爆容型增效含能微弹丸的制备方法，具体步骤如下：
35.(1)改性包覆
36.表面改性：称取1份硅烷偶联剂加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将36份活性金属粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，活性金属粉粒径10μm；
37.包覆：称取1.5份聚氨酯弹性体加入到50ml乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述36份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到聚氨酯弹性体包覆金属粉的分散液。
38.(2)成型制备
39.混粉：称取48份聚偏氟乙烯和12份高爆容增效剂高锰酸钾加入到上述聚氨酯弹性体包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚偏氟乙烯粉粒径160μm；
40.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
41.较未加上述剂量的高爆容增效剂相比，1.5g质量的该含能微弹丸对5mmq235a钢板的扩孔能力从原有的7.93mm孔径提升至13.16mm，提升了66％。
42.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。