可燃药筒/盒浆料配方及可燃药筒/盒的制备方法与流程

1.本发明涉及可燃药筒/盒技术，具体涉及一种适用于3d打印工艺的可燃药筒/盒浆料配方及相关制备方法。


背景技术：

2.可燃药筒/盒包括可燃药筒和可燃药盒，均是由可燃材料制成，用于盛装发射药或固体火箭发动机点火器点火药，在发射或点火过程中，可燃药筒/盒可以在全部燃尽不留残渣。
3.现有技术制造可燃药筒/盒采用的主要能量组分为硝化棉，采用的方法主要是抽滤模压制备方法。由于受到原材料和制备方法的限制，目前制备可燃药筒需要先设计加工成型模具，制备工艺的柔性化差，可燃药筒一般为简单筒体形状，制品的耐热性较差、能量较低且吸湿性较大。
4.syal[syal r k,narr p s.cook off study of combustible cartridge cases[j].defence science journal,2013,42(2):113-116.]研究了可燃药筒的耐热性及自燃时间，实验中发现无涂层的可燃药筒在试验温度为245℃时的自燃时间仅为1.1s，而带涂层的可燃药筒自燃时间最大仅维持4s,表明以硝化棉为主要成分的可燃药筒的耐热性较差。
[0005]
李煜[新型含能纤维可燃药筒性能研究[j].含能材料，2009,17(3)：334-338]通过添加含能纤维部分取代抽滤药筒中的惰性纤维，将抽滤药筒的火药力由448.92j/g提高至664.59j/g。
[0006]
屠小昌[屠小昌,张秦君.一种新型可燃点火药盒[j].火工品,1995(04):16-18.]借鉴抽滤可燃药筒的配方和制备方法，设计了一种含硝化棉63％，纤维纸板24％，乳胶13％的固体火箭发动机可燃点火药盒，但其中硝化棉的燃点仅为160～170℃。
[0007]
可燃药筒是一种多孔隙复合材料且富含吸水性纤维，所以可燃药筒吸湿性较强，贾昊楠[贾昊楠,路桂娥,江路明.环境湿度对可燃药筒吸湿性及燃烧完全性的影响[j].火炸药学报,2012(01):95-98.]研究环境湿度对可燃药筒吸湿性及燃烧完全性的影响，在25℃、相对湿度rh为89％条件下，可燃药筒的吸湿率达到1.99％，影响可燃药筒的燃尽性。


技术实现要素：

[0008]
针对现有技术的缺陷或不足，本发明一方面提供一种可燃药筒/盒的浆料配方。
[0009]
本发明提供的可燃药筒/盒配方，由炸药晶体、丙烯酸树脂、光引发剂、活性稀释剂组成，其质量配比为100份丙烯酸树脂、1～4份光引发剂、40～100份活性稀释剂、100～246份炸药晶体；
[0010]
所述炸药晶体选自1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷(rdx)和1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(hmx)中的一种或两者混合物；
[0011]
所述丙烯酸树脂选自环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或两者的混合物；
3d打印机进行打印；
[0033]
(4)从成型平台上取下打印完成的药筒，利用乙醇或丙三醇进行清洗；
[0034]
(5)将药筒置于紫外光固化灯下进行光照3h。
[0035]
实施例2：
[0036]
与实施例1不同的是，本实施例的配方如下：环氧丙烯酸树脂60份、聚氨酯丙烯酸树脂40份，tpo-l光引发剂3份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯活性稀释剂50份、rdx晶体(平均粒度50μm)152份。
[0037]
制备工艺与实施例1不同的是，模型如图2所示，为固体推进剂发动机点火器用可燃药盒。
[0038]
实施例3：
[0039]
与实施例1不同的是，本实施例质量配比如下：环氧丙烯酸树脂50份、环氧丙烯酸树脂50份、tpo-l光引发剂4份、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯活性稀释剂40份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯活性稀释剂20份、rdx晶体(平均粒度70μm)246份。
[0040]
制备工艺与实施例1不同的是，模型如图3所示，为埋头弹用可燃药筒。
[0041]
实施例4
[0042]
与实施例1不同的是，本实施例配方配比如下：聚氨酯丙烯酸树脂100份、tpo-l光引发剂4份、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯活性稀释剂20份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯活性稀释剂20份、hmx晶体(平均粒度10μm)100份。
[0043]
制备工艺与实施例1不同的是，模型如图4所示，为瓶型半可燃药筒。
[0044]
根据gjb5472《半可燃药筒试验方法》、gjb772a-97《火药试验方法》测试上述实施例所制备可燃药筒/盒的5s爆发点、抗拉强度和火药力。在25℃、rh为89％条件下检测药筒的吸湿率。
[0045]
结果如表1所示，其中：对比样为采用抽滤法制备的图1～4所示可燃药筒/盒，各对比样的制备原料配方均为：nc62％、kraft纤维24.5％，粘结剂13.5％；涂层为硝化棉清漆。
[0046]
表1制品耐热性能和能量力数据对比
[0047][0048]
结合表1所示，四个对比样的5s爆发点、抗拉强度、火药力及吸湿率检测结果相同。除此之外，
[0049]
图1所示的药筒形状，相应对比样的可燃药筒是将可燃中心传火管与壳体分别抽
滤模压，并利用粘合剂将中心传火管与壳体进行粘接，而采用本发明中的物料和3d打印技术，将中心可燃传火管与壳体一体化打印。
[0050]
图2所示的发动机点火器可燃药盒形状，相应对比样可燃药盒是利用抽滤模压制成，成型精度在
±
0.1mm误差，品控难，不适用于发动机的精密组装，而采用本发明中的物料和3d打印技术，可以打印精度在
±
0.05mm的误差。
[0051]
图3所示的药筒形状，相应对比样可燃药筒是将可燃导向筒与壳体分别抽滤模压，并利用粘合剂将可燃导向筒与壳体进行粘接，而采用本发明中的物料和3d打印技术，将可燃导向筒与壳体一体化打印。
[0052]
图4所示的药筒形状，相应对比样可燃药筒是利用抽滤模压制备，而采用本发明中的物料和3d打印技术，可以不用开模实现三维打印。


技术特征：
1.一种可燃药筒/盒浆料配方，其特征在于，所述配方包括炸药晶体、丙烯酸树脂、光引发剂和活性稀释剂，且各组分的质量配比为：100份丙烯酸树脂、1～4份光引发剂、40～100份活性稀释剂、100～246份炸药晶体；所述炸药晶体选自1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷和1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷中的一种或两者混合物；所述丙烯酸树脂选自环氧丙烯酸树脂和聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或两者的混合物；所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和2,4,6-三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦中的一种或两者的混合物；所述活性稀释剂选自2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或两者的混合物。2.如权利要求1所述的可燃药筒/盒浆料配方，其特征在于，所述质量配比为：丙烯酸树脂100份、光引发剂2份、活性稀释剂50份、rdx晶体152份。3.如权利要求1或2所述的可燃药筒浆料配方，其特征在于，所述炸药晶体的平均粒度范围为30-70μm。4.一种可燃药筒/盒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以权利要求1或2所述浆料配方为原料，采用3d打印工艺制备可燃药筒/盒。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述3d打印工艺选用sla打印工艺。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述sla打印工艺的光源为405nm紫外光源。7.权利要求4所述方法制备的可燃药筒/盒。

技术总结
本发明提供一种可燃药筒/盒的浆料配方及可燃药筒/盒的制备方法。所公开的配方包括100份丙烯酸树脂、1～4份光引发剂、40～100份活性稀释剂、100～246份炸药晶体，其中炸药晶体为1，3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷、1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷中的一种或两者混合物，丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂或其混合物，光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯和,4,6-三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦中的一种或两者混合物，活性稀释剂为2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或其混合物。本发明的配方可以用于3D打印进行制备。所制备的可燃药筒/盒火药力达到845J/g，5s爆发点356.6℃，245℃下抗自燃温度＞300s，25oC、相对湿度为89％条件下吸湿性为0.5％。湿度为89％条件下吸湿性为0.5％。


技术研发人员：杨伟涛 胡睿 杨建兴 李曼曼 肖霞 梁磊
受保护的技术使用者：西安近代化学研究所
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2022/2/7