一种稳定高效的新型燃烧剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及金属化合物燃烧剂技术领域，具体涉及一种稳定高效的新型燃烧剂及其制备方法。


背景技术：

2.燃烧剂燃烧时能产生高温或炽热火焰，用于毁伤和纵火目的的化学物质。现代普遍采用铝热剂、铁铝高热剂为主要能量来源，通常采用四氧化三铁和三氧化二铁为氧化剂，能在中等温度下即可分解放出氧，但是铝热剂、铁铝高热剂在高温火焰射流熔断、熔穿作用后的金属目标物表面经常附着一层熔渣薄膜，对金属目标物起到一定的隔热效果，影响了高温火焰熔断、熔穿作用效果，难以满足使用要求。
3.燃烧剂的燃烧温度较低，火焰强度较低、燃烧后熔渣较多，不利于燃烧剂在金属目标物领域的应用。例如中国专利201710692067.x公开了一种高能燃烧剂及其制备方法，该燃烧剂包括高能组分70~80%，低熔点润湿剂9~14%，造孔剂3~5%，辅助药剂6~12%，通过将组分干燥、混合、制成药柱等一系列步骤制得，该燃烧剂的最高燃烧温度为2004℃。中国专利201811559803.5公开了一种燃烧剂及其制备方法，该燃烧剂包括铝粉或铝镍合金25~30份、四氧化三铁40~50份和硝酸钡20~35份通过将组分干燥、混合、制成药柱等一系列步骤制得。该燃烧剂的最高燃烧温度为2500℃。上述以铝热剂为主要能量来源的燃烧剂的燃烧温度均不够高，不利于燃烧剂在切割、熔断、熔穿金属目标物方面的应用。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的在于提出一种稳定、高效且燃烧温度高的新型燃烧剂及其制备方法。
5.第一方面，本发明提供一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数记包括高能铝合金粉或镁铝合金粉18~21份，三氧化二铁12~15份，三氧化钼3~5份，氧化铜50~55份，钨粉0.5~2份，流散剂1~3份，氟橡胶2~5份。
6.进一步的，所述镁铝合金粉、所三氧化二铁的粒径均为75
µ
m，所三氧化钼、所氧化铜、所钨粉的粒径为150
µ
m，所高能铝合金粉的粒径为120
µ
m。
7.进一步的，所述高能铝合金粉或所述镁铝合金粉19份，所述三氧化二铁14份，所述三氧化钼3份，所述氧化铜52份，所述钨粉1份，所述流散剂1.5份，所述氟橡胶4份。
8.第二方面，本发明还提供一种稳定高效的新型燃烧剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：原料粉末混合，将高能铝合金粉或镁铝合金粉、三氧化二铁、三氧化钼、氧化铜、钨粉、流散剂，按比例混合均匀，抽真空包装，备用；步骤（2）：造粒胶液制备，将氟橡胶铰碎，称量后加入到一定质量的乙酸乙酯中，定期搅拌使其约7天～10天可完全溶解备用；步骤（3）：混合造粒，将原料粉末和造粒胶液按比例混合，外加通风、充分搅拌；待有机溶剂挥发至药剂呈粗颗粒状，使用40目筛网过筛，过筛后搅拌均匀，再重复过筛一次，搅拌均匀，将过筛后的药剂粉末置于40℃～50℃烘房中，干燥4h后，将得到的混合物压制成药柱。
9.进一步的，所述干燥环境为120℃条件下干燥4h。
10.进一步的，所述乙酸乙酯溶解比例为1:2~1:8。
11.进一步的，所述所述压制时的压强为8~10mpa。
12.本发明的稳定高效的新型燃烧剂，通过增加钨粉、流散剂及选用高聚物粘结剂的优化方案，使得药粉更容易混合均匀，提高制备过程的安全性，提升火焰射流对金属目标物的熔断、熔穿作用能力，同时降低各项感度指标。相容性良好，安定性优异。经跌落、振动、高低温、浸水、长贮等环境试验，均可靠作用，无爆燃、爆轰现象，安全性能够满足使用要求，燃烧温度可达到2800℃以上，可用于引燃物资、毁伤设施、装备的核心部件，熔毁条状、棒状、线状金属障碍物。
13.本发明的稳定高效的新型燃烧剂，燃烧时的火焰温度高，能够达到2800℃以上，能够8秒内能熔穿厚度不小于12毫米的q235钢板，8秒内能熔断直径不小于18毫米的q235圆钢，水下1米处10秒内能熔穿厚度不小于12毫米的q235钢板。
附图说明
14.图1是本发明定高效的新型燃烧剂的制备方法流程图；图2是实施例1的燃烧剂的燃烧穿孔实验效果图；图3是实施例1的燃烧剂的燃烧温度曲线图；图4是实施例2的燃烧剂的燃烧温度曲线图；图5是对比例1的燃烧剂的燃烧温度曲线图；以及图6是对比例2的燃烧剂的燃烧温度曲线图。
具体实施方式
15.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
16.请参阅图1-图2，本发明提供一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数记包括高能铝合金粉或镁铝合金粉18~21份，三氧化二铁12~15份，三氧化钼3~5份，氧化铜50~55份，钨粉0.5~2份，流散剂1~3份，氟橡胶2~5份。
17.在一个实施方式中，所述镁铝合金粉、所三氧化二铁的粒径均为75
µ
m，所三氧化钼、所氧化铜、所钨粉的粒径为150
µ
m，所高能铝合金粉的粒径为120
µ
m。
18.在一个实施方式中，所述高能铝合金粉或所述镁铝合金粉19份，所述三氧化二铁14份，所述三氧化钼3份，所述氧化铜52份，所述钨粉1份，所述流散剂1.5份，所述氟橡胶4份。
19.此外，本发明还提供一种稳定高效的新型燃烧剂的制备方法，包括如下步骤：步骤（1）：原料粉末混合，将高能铝合金粉或镁铝合金粉、三氧化二铁、三氧化钼、氧化铜、钨粉、流散剂，按比例混合均匀，抽真空包装，备用；步骤（2）：造粒胶液制备，将氟橡胶铰碎，称量后加入到一定质量的乙酸乙酯中，定期搅拌使其约7天～10天可完全溶解备用；步骤（3）：混合造粒，将原料粉末和造粒胶液按比例混合，外加通风、充分搅拌；待有机溶剂挥发至药剂
呈粗颗粒状，使用40目筛网过筛，过筛后搅拌均匀，再重复过筛一次，搅拌均匀，将过筛后的药剂粉末置于40℃～50℃烘房中，干燥4h后，将得到的混合物压制成药柱。
20.在一个实施方式中，所述干燥环境为120℃条件下干燥4h。
21.在一个实施方式中，所述乙酸乙酯溶解比例为1:2~1:8。
22.在一个实施方式中，所述所述压制时的压强为8~10mpa。
23.具体的，本发明提供的新型燃烧剂的制备方法，具体步骤如下：（1）称重：按重量份数称取各组分原料；（2）原料粉末混合。原材料中，除还原剂需真空干燥外，其余原料药剂均需在120℃条件下干燥4h；干燥的原料药剂经混合均匀后，过40目筛网，混合均匀；重复过筛一次，混合均匀后，抽真空包装，备用。
24.（3）造粒胶液制备。将氟橡胶铰碎，称量后加入到一定质量的乙酸乙酯中（按1:5~1:7的比例进行溶解），定期搅拌使其约7天～10天可完全溶解备用。
25.（4）混合造粒。将原料粉末和造粒胶液按比例混合，外加通风、充分搅拌；待有机溶剂挥发至药剂呈粗颗粒状，使用40目筛网过筛，过筛后搅拌均匀，再重复过筛一次，搅拌均匀；将过筛后的药剂粉末置于40℃～50℃烘房中，干燥4h，除去大量乙酸乙酯；放入真空干燥箱，于60℃条件下抽真空（不高于0.01mpa）干燥4h，除去残留的乙酸乙酯。
26.（5）制成药柱。8~10mpa压力下将混合物压制成药柱。
27.本发明的稳定高效的新型燃烧剂，通过增加钨粉、流散剂及选用高聚物粘结剂的优化方案，使得药粉更容易混合均匀，提高制备过程的安全性，提升火焰射流对金属目标物的熔断、熔穿作用能力，同时降低各项感度指标。相容性良好，安定性优异。经跌落、振动、高低温、浸水、长贮等环境试验，均可靠作用，无爆燃、爆轰现象，安全性能够满足使用要求，燃烧温度可达到2800℃以上，可用于引燃物资、毁伤设施、装备的核心部件，熔毁条状、棒状、线状金属障碍物。
28.本发明的稳定高效的新型燃烧剂，燃烧时的火焰温度高，能够达到2800℃以上，能够8秒内能熔穿厚度不小于12毫米的q235钢板，8秒内能熔断直径不小于18毫米的q235圆钢，水下1米处10秒内能熔穿厚度不小于12毫米的q235钢板。
29.实施例1请参阅图1-图3，本实施方式提供一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数计包括如下组分：高能铝合金粉或镁铝合金粉18份，三氧化二铁12份，三氧化钼3份，氧化铜50份，钨粉0.5份，流散剂1份，氟橡胶2份。
30.将实施例1制得的新型燃烧剂，按照gjb5384.8-2005《烟火药性能试验方法 第8部分：火焰温度测定热辐射法》，试验条件：环境温度：15~35℃；相对湿度小于或等于80%；燃烧塔内火焰中心处风速1~1.5m/s，进行试验。
31.燃烧钢板实验效果如图2所示。实施例1的燃烧温度曲线如图3所示。燃烧过程中可以发现药柱燃烧产生的集束射流可以在较短时间内快速熔穿钢板、熔断钢筋。
32.从图2中可以看出，新型燃烧剂的火焰强度度，可以迅速熔穿钢板。从图3中的测试结果可以看出，本发明的实施例对应的燃烧温度较高，可达2891℃。本发明的稳定高效的新型燃烧剂通过增加钨粉、流散剂及选用高聚物粘结剂的优化方案，使得药粉更容易混合均匀，提高制备过程的安全性，提升火焰射流对金属目标物的熔断、熔穿作用能力，同时降低
各项感度指标。相容性良好，安定性优异。经跌落、振动、高低温、浸水、长贮等环境试验，均可靠作用，无爆燃、爆轰现象，安全性能够满足使用要求，可用于引燃物资、毁伤设施、装备的核心部件，熔毁条状、棒状、线状金属障碍物。
33.实施例2请参阅图4，本实施方式提供一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数计包括如下组分：高能铝合金粉或镁铝合金粉21份，三氧化二铁15份，三氧化钼5份，氧化铜55份，钨粉2份，流散剂3份，氟橡胶5份。
34.实施例2制得的新型燃烧剂的燃烧温度曲线如图4所示。从图中的测试结果可以看出，新型燃烧剂对应的燃烧温度较高，可达3065℃。
35.对比例1一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数计包括如下组分：高能铝合金粉10份，三氧化二铁15份，三氧化钼5份，氧化铜55份，钨粉2份，流散剂3份，氟橡胶5份。
36.对比例1制得的新型燃烧剂的燃烧温度曲线如图5所示。从图中的测试结果可以看出，新型燃烧剂对应的燃烧温度较低，可达2343℃。
37.对比例2一种稳定高效的新型燃烧剂，按重量份数计包括如下组分：镁铝合金粉10份，三氧化二铁15份，三氧化钼5份，氧化铜55份，钨粉2份，流散剂3份，氟橡胶5份。
38.对比例2制得的新型燃烧剂的燃烧温度曲线如图6所示。从图中的测试结果可以看出，新型燃烧剂对应的燃烧温度较低，可达2125℃。
39.上述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。