CN106116995B - 一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法。该方法通过对超细铝粉和***表面预先处理后再采用水悬浮造粒法在60～70℃条件下制备压装含铝***造型粉。本发明特别适合制备含CL‑20和HMX等感度高的***以及粒径为50nm～5um铝粉的压装含铝***造型粉。本发明提供水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，为高能含铝***的研究和应用提供必要的物质保障和技术支撑。

Description

一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法
技术领域
本发明涉及含能材料领域，具体涉及一种压装含铝***造型粉的制备方法。
背景技术
压装含铝***是压装型聚合物粘接***的一种。它由高能***、铝粉以及其他添加剂与粘结剂制备成造型粉颗粒，再经过压制成型加工而成。由于压装含铝***密度高，能量较其它类型***高，其大大提高弹药的做功能力和毁伤效应，在很多战斗部装药中具有重要的应用前景，因此在近年来受到相关领域研究人员的高度关注。
然而，压装含铝***造型粉的制备是制约压装含铝***发展的一个重要问题。通常情况下不含铝的压装型聚合物粘接***的造型粉可通过水悬浮法造粒制备。但是该方法并不适于制备压装含铝***造型粉。因为铝粉(尤其是超细铝粉)非常容易被水氧化放出氢气和大量的热，大大增加了作业的危险性。反应的铝粉生成氢氧化铝，氢氧化铝不仅对含铝***能量输出没有贡献，而且会降低铝粉在爆轰反应中的释能效率。针对这一问题，采用捏合挤出法制备压装含铝***造型粉是一个技术途径。即将***、铝粉、粘结剂等组合物直接在捏合机中混料，加入溶剂后捏合成糊状物质再经过挤条机挤出成粒。整个过程中避免了铝粉接触到水。美国Picatinny工厂已经采用捏合挤出法制备了HMX基含铝***，有效地解决了压装含铝***造型粉制备中铝粉与水反应的问题(Paul Anderson,etal.Development,optimization,and application of combined effects explosives,NDIA Insensitive Munitions&Energetic Materials Technology Symposium,2009)。但是，捏合挤出法本身局限性大。许多高能***感度高，对摩擦、撞击、静电等刺激敏感，捏合挤出法操作中摩擦、撞击很可能会导致******，所以不适合制备含有敏感***的压装含铝***造型粉。
制备含有敏感***的压装含铝***造型粉的另一个解决途径是采用水悬浮造粒法的工艺流程。使用其它溶剂来代替水介质，称为非水介质悬浮造粒法。例如，美国匹克汀尼工厂使用一种介质来替代水，该介质不与铝粉反应。匹克汀尼工厂利用该方法制备了PAX-3(HMX/CAB/plasticizer/Al)，PAX-28(RDX/DNAN/AP/Al)和PAX-30(HMX/CAB/plasticizer/Al)等压装含铝***造型粉(Paul Anderson,et al.Development,optimization,and application of combined effects explosives,NDIA InsensitiveMunitions&Energetic Materials Technology Symposium,2009)。但这种非水介质制备造型粉的问题在于成本高、非水介质回收难等。中国工程物理研究院的刘永刚等以乙醇为替代水的介质，制备了一系列以RDX、HMX为基的压装含铝***造型粉(中国发明专利ZL201310181105.7)。然而，该法仍然存在不足包括高成本以及造粒过程控制难。
基于以上问题都促使研究人员进一步开发水中制备压装含铝***造型粉的方法。美国陆军坦克机动车辆-武器研究发展工程中心与聚硫橡胶推进公司的研究人员合作研制的新型CL-20基含铝***如PAX-29(15％Al、77％CL-20、3.2％CAB、4.8％BDNPA/F)和PAX-11(15％Al、79％CL-20、2.4％CAB、3.6％BDNPA/F)造型粉采用水悬浮制备。其为了防止造粒过程中铝粉与水反应，选用粒径较大的铝粉，并在30℃条件下进行造型粉制备。该方法存在的问题是温度过低，造粒过程中粘结剂溶液中的溶剂不易挥发，导致***与铝粉的组合物极难被粘结成粒、分散并形成造型粉颗粒。
综上所述，压装含铝***造型粉制备方法的不足严重制约高能含铝***的应用。因此亟需发展新的压装含铝***造型粉的制备方法。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法。该方法适合***感度高、不适于捏合法制备的高能含铝***造型粉的制备，并为高能含铝***的研究和应用提供必要的物质保障和技术支撑。
[技术方案]
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，它包括以下步骤：
A，铝粉的表面预处理
首先，按铝粉与溶剂质量体积比为1g：5mL的比例向真空烘干的铝粉中加入溶剂，然后加热至80℃后在超声条件下搅拌30分钟；接着向混合物中加入二月桂酸二丁基锡和甲苯二异氰酸酯，所述二月桂酸二丁基锡和甲苯二异氰酸酯的加入量与铝粉的质量比分别为0.5：50和2：50，混合后加热回流2h；继续加入聚叠氮缩水甘油醚并加热回流2h，所述聚叠氮缩水甘油醚加入量是铝粉质量的五分之一；最后冷却至室温后，抽滤并用溶剂已经冲洗滤饼3～5次，真空烘干后即得表面预处理的铝粉；
所述溶剂可以为无水乙腈、乙酸乙酯或乙酸丁酯。
B，***的表面预处理
将***加入到含表面修饰剂的溶剂中，超声并机械搅拌分散5分钟后，将***抽滤、烘干。
C，水悬浮造粒法
将经步骤A处理得到的表面预处理的铝粉与步骤B处理得到的表面修饰剂包覆的***加入水中，加热搅拌均匀；然后滴加配制好的粘结剂溶液，当粘结剂溶液滴加到三分之二时，向该混合溶液喷入适量的水分散均匀后，继续滴加剩余的粘结剂溶液，滴加完毕10min后喷入适量的水分散、冲洗；接着抽滤、真空烘干，得到所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述溶剂为乙酸丁酯。
本发明更进一步的技术方案，在步骤A中，所述铝粉为球形铝粉，其粒径范围为0.05～50μm。本发明的铝粉为超细铝粉。
本发明更进一步的技术方案，所述的铝粉粒径范围优选0.05～5μm。
本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，***为高感度***，其为CL-20、HMX、RDX、LLM-105、TATB中的一种或多种组合物，所述***的粒径为1～120μm。
本发明更进一步的技术方案，在步骤B中，所述含表面修饰剂的溶剂是指将聚氨酯溶于二氯乙烷形成浓度为0.25～1.0wt％的溶剂。
本发明更进一步的技术方案，所述的高分子粘结剂为偏氟乙烯和三氟氯乙烯的共聚物或聚氨酯类聚合物粘结剂。
本发明更进一步的技术方案，在于在步骤C中，所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为10～30：55～90：5～10。
本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述的加热为加热至温度为60～70℃。
本发明更进一步的技术方案，在步骤C中，所述粘结剂溶液的滴加速率为3mL/min。
下面将详细地说明本发明。
本发明首先对铝粉进行表面处理，放置铝粉接触水后发生氧化反应，并且本发明通过使用对***性能没有影响的溶剂对铝粉表面处理，利用无水乙腈或乙酸乙酯、乙酸丁酯分散铝粉，综合考虑到对环境和人员的保护以及反应效果，本发明优选乙酸丁酯分散铝粉；然后在二月桂酸二丁基锡的催化下甲苯二异氰酸酯一端的异氰酸酯基团与铝粉上面的羟基反应，甲苯二异氰酸酯另一端的异氰酸酯基团再与聚叠氮缩水甘油醚反应。由于聚叠氮缩水甘油醚的疏水性改变了铝粉表面的疏水性和含铝***的力学性能。由于该铝粉的目的是为了制备含铝***造型粉，过多的聚叠氮缩水甘油醚会使铝粉结团不易分散，因此，铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚的含量需要适当的控制。并且本发明在铝粉表面改性的步骤中需要控制溶剂的使用量，其原则是在确保铝粉有效分散的情况下尽量减少有机溶剂的使用量，不仅可以减少成本，也利于进一步批量化生产。本发明由于首先对铝粉进行了表面改性，因此进行水悬浮造粒法制备造型粉的步骤中可以选择加热至60～70℃，该温度是高能压装含铝***造型粉制备的一个重要控制参数，首先该温度不影响高能高敏感性***的同时还有利于水悬浮造粒时粘结剂溶液中溶剂的挥发，从而有利于***造型粉的形成。
本发明的另一个关键技术是对***表面的预处理。未经表面处理的***在含铝***造型粉中不能被粘结剂有效包覆，力学性能差。对***表面预处理可提高***与粘结剂的相互作用，从而提高含铝***的力学性能。在***的表面预处理过程中，***颗粒表面被极少量的表面修饰剂包覆(<0.05％)。所述表面修饰剂为聚氨酯，因为聚氨酯对***表面有较强的粘接包覆，并且可以降低***的感度，对提高安全性也有利；溶解表面修饰剂的溶液要求不溶解***晶体，以二氯乙烷最佳。
本发明步骤A和步骤B中所述的超声是指在功率为400～500W、振动频率为15～20kHz，超声时间为10～25min的条件下进行的超声。该超声条件应该选择条件相对较为温和且混合快速的条件，以保证造型粉制备过程中原料能充分混合均匀的同时制备过程安全。本发明中步骤B和步骤C中所述的烘干是至在温度为50～60℃下烘干。
[有益效果]
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明的制备方法尤其适合制备含CL-20、HMX等***感度高、不适于捏合法制备的高能含铝***造型粉。利用水悬浮法制备高能含铝***造型粉，将造粒温度设定在60～70℃适合粘结剂溶液中溶剂挥发的温度，使得***和铝粉被充分粘结包覆成粒，并确保铝粉在水中不会氧化。本发明的制备得到的压装含铝***造型粉颗粒均匀，堆积密度高，药柱力学性能好，组分中活性铝的含量高，***能量高
附图说明
图1为本发明制备的得到压装含铝***造型粉的实物照片。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
A，铝粉的表面预处理
首先，在500mL三颈烧瓶内加入250mL乙酸丁酯，向其中加入50g真空烘干的超细铝粉(平均粒径50nm)。加热至80℃后在超声的条件下搅拌30分钟，向三颈烧瓶加入0.5g二月桂酸二丁基锡，然后加入2.0g甲苯二异氰酸酯(TDI)，在80℃条件下回流。2小时后加入10.0g聚叠氮缩水甘油醚，并在80℃条件下回流2小时后停止加热，温度降低到室温后将产物抽滤，用乙酸丁酯冲洗滤饼3～5次后收集滤饼，放到真空烘箱中烘干。即得到预处理铝粉，其中铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚含量为2.0％。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此首先在70℃的水浴测试本实施例经预处理的铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时只有1.5wt.％的铝粉被水氧化。
B，***的表面预处理
将***CL-20加入到浓度为0.5wt％含聚氨酯的二氯乙烷中，超声并机械搅拌分散5分钟后，抽滤、烘干，得到***颗粒表面被极少量(<0.05％)的表面修饰剂包覆。
C，水悬浮造粒法
将经步骤A处理得到的表面预处理的铝粉与经步骤B处理得到的表面修饰剂包覆的***CL-20加入水中，并加热至60℃搅拌均匀；将聚合物粘结剂(Estane)溶解到二氯乙烷溶剂中形成浓度为5.0wt％的溶液待用；然后滴加配制好的粘结剂溶液，滴加速度为3mL/min，在此过程中，当粘结剂溶液滴加2/3时，***晶粒和改性铝粉被粘结剂包覆并开始团聚成粒，用洗瓶向造粒釜壁缓慢喷入蒸馏水，使得团聚的物料分散，分散成均匀的小颗粒后停止加入蒸馏水，搅拌一段时间后开始滴加剩余的粘结剂溶液，粘结剂溶液滴加完毕10分钟后，喷入适量的蒸馏水冲洗造粒釜内壁；然后将物料抽滤后倒入托盘中，并在真空烘箱中60℃烘6h后即得到干燥的压装含铝***造型粉产品。其造型粉的性能如表1所示。其中，所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为10：80：10。
实施例2
A，铝粉的表面预处理
首先，在500mL三颈烧瓶内加入250mL无水乙腈，向其中加入50g真空烘干的超细铝粉(平均粒径1μm)。加热至80℃后在超声的条件下搅拌30分钟，向三颈烧瓶加入0.5g二月桂酸二丁基锡，然后加入2.0g甲苯二异氰酸酯(TDI)，在80℃条件下回流。2小时后加入10.0g聚叠氮缩水甘油醚，并在80℃条件下回流2小时后停止加热，温度降低到室温后将产物抽滤，用无水乙腈冲洗滤饼3～5次后收集滤饼，放到真空烘箱中烘干。即得到预处理铝粉，其中铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚含量为0.8％。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此在70℃的水浴测试本实施例经预处理的铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时有1.5wt.％的铝粉被水氧化。
B，***的表面预处理
将***HMX加入到浓度为0.5％含聚氨酯的二氯乙烷中，超声并机械搅拌分散5分钟后，抽滤、烘干；得到的***颗粒表面被极少量(<0.05％)的表面修饰剂包覆。
C，水悬浮造粒法
将步骤A得到的表面预处理的铝粉与步骤B得到的表面修饰剂包覆的***HMX加入水中，并加热至70℃搅拌均匀；将聚合物粘结剂(偏氟乙烯与三氟氯乙烯1：1共聚物)溶解到乙酸乙酯溶剂中形成浓度为5.0wt％的溶液待用；然后滴加配制好的粘结剂溶液，滴加速度为3mL/min，在此过程中，当粘结剂溶液滴加2/3时，***晶粒和改性铝粉被粘结剂包覆并开始团聚成粒，用洗瓶向造粒釜壁缓慢喷入蒸馏水，使得团聚的物料分散，分散成均匀的小颗粒后停止加入蒸馏水，搅拌一段时间后开始滴加剩余的粘结剂溶液，粘结剂溶液滴加完毕10分钟后，喷入适量的蒸馏水冲洗造粒釜内壁。然后将物料抽滤后倒入托盘中，并在真空烘箱中60℃烘6h后即得到干燥的压装含铝***造型粉产品，产品如图1所示，其造型粉的性能如表1所示。所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为25：70：5。
本实施例制备的造型粉颗粒均匀，呈球形，堆积密度0.80g/cm3；制备的造型粉中活性铝占铝粉的比重为98.2％。利用所制备的造型粉压制的药柱密度为1.980g/cm3，质量爆热达到7907J/g(1.94倍TNT当量)。药柱的压缩力学强度为16.0MPa，压缩断裂应变高达3.3％。
实施例3
A，铝粉的表面预处理
首先，在500mL三颈烧瓶内加入250mL乙酸丁酯，向其中加入50g真空烘干的超细铝粉(平均粒径5μm)，加热至80℃后在超声的条件下搅拌30分钟，向三颈烧瓶加入0.5g二月桂酸二丁基锡，然后加入2.0g甲苯二异氰酸酯(TDI)，在80℃条件下回流。2小时后加入10.0g聚叠氮缩水甘油醚，并在80℃条件下回流2小时后停止加热，温度降低到室温后将产物抽滤，用乙酸丁酯冲洗滤饼3～5次后收集滤饼，放到真空烘箱中烘干，即得到预处理铝粉，其中铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚含量为0.5％。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此首先在70℃的水浴测试本实施例经预处理的铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时有0.5wt.％的铝粉被水氧化。
B，***的表面预处理
将***HMX和LLM-105(质量比50：20)加入到浓度为0.25％含聚氨酯的二氯乙烷中，超声并机械搅拌分散5分钟后，将***抽滤、烘干，得到的***颗粒表面被极少量(<0.05％)的表面修饰剂包覆。
C，水悬浮造粒法
将步骤A处理得到的表面预处理的铝粉与步骤B处理得到的表面修饰剂包覆的***加入水中，并加热至70℃搅拌均匀；将聚合物粘结剂(偏氟乙烯与三氟氯乙烯1：3共聚物)溶解到乙酸乙酯溶剂中形成浓度为5.0wt％的溶液待用；然后滴加配制好的粘结剂溶液，滴加速度为3mL/min，在此过程中，当粘结剂溶液滴加2/3时，***晶粒和改性铝粉被粘结剂包覆并开始团聚成粒，用洗瓶向造粒釜壁缓慢喷入蒸馏水，使得团聚的物料分散，分散成均匀的小颗粒后停止加入蒸馏水，搅拌一段时间后开始滴加剩余的粘结剂溶液，粘结剂溶液滴加完毕10分钟后，喷入适量的蒸馏水冲洗造粒釜内壁。然后将物料抽滤后倒入托盘中，并在真空烘箱中60℃烘6h后即得到干燥的压装含铝***造型粉产品，其造型粉的性能如表1所示。
本实施例的造型粉颗粒均匀，呈球形；制备的造型粉中活性铝占铝粉的比重为98.5％。所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为13：80：7。
实施例4
A，铝粉的表面预处理
首先，在500mL三颈烧瓶内加入250mL乙酸乙酯，向其中加入50g真空烘干的超细铝粉(平均粒径5μm)，加热至80℃后在超声的条件下搅拌30分钟，向三颈烧瓶加入0.5g二月桂酸二丁基锡，然后加入2.0g甲苯二异氰酸酯(TDI)，在80℃条件下回流。2小时后加入10.0g聚叠氮缩水甘油醚，并在80℃条件下回流2小时后停止加热，温度降低到室温后将产物抽滤，用乙酸乙酯冲洗滤饼3～5次后收集滤饼，放到真空烘箱中烘干，即得到预处理铝粉，其中铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚含量为0.5％。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此首先在70℃的水浴测试本实施例经预处理的铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时有0.2wt.％的铝粉被水氧化。
B，***的表面预处理
将***RDX和TATB加入到浓度为1.0％含聚氨酯的二氯乙烷中，超声并机械搅拌分散5分钟后，抽滤、烘干；得到的***颗粒表面被极少量(<0.05％)的表面修饰剂包覆。
C，水悬浮造粒法
将步骤A得到的表面预处理的铝粉与步骤B得到的表面修饰剂包覆的***加入水中，并加热至70℃搅拌均匀；将聚合物粘结剂(偏氟乙烯与三氟氯乙烯1：4共聚物)溶解到乙酸乙酯溶剂中形成浓度为5.0wt％的溶液待用；然后滴加配制好的粘结剂溶液，滴加速度为3mL/min，在此过程中，当粘结剂溶液滴加2/3时，***晶粒和改性铝粉被粘结剂包覆并开始团聚成粒，用洗瓶向造粒釜壁缓慢喷入蒸馏水，使得团聚的物料分散，分散成均匀的小颗粒后停止加入蒸馏水，搅拌一段时间后开始滴加剩余的粘结剂溶液，粘结剂溶液滴加完毕10分钟后，喷入适量的蒸馏水冲洗造粒釜内壁。然后将物料抽滤后倒入托盘中，并在真空烘箱中60℃烘6h后即得到干燥的压装含铝***造型粉产品，其造型粉的性能如表1所示。
本实施例的造型粉颗粒均匀，呈球形；制备的造型粉中活性铝占铝粉的比重为99.5％。所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为12：80：8。
对比实施例1
本实施例是作为实施例2的对比例，来说明***未经表面预处理直接用于水悬浮法制备造型粉的力学性能。
A，铝粉表面预处理
首先，在500mL三颈烧瓶内加入250mL无水乙腈，向其中加入50g真空烘干的超细铝粉(平均粒径1μm)，加热至80℃后在超声的条件下搅拌30分钟，向三颈烧瓶加入0.5g二月桂酸二丁基锡，然后加入2.0g甲苯二异氰酸酯(TDI)，在80℃条件下回流。2小时后加入10.0g聚叠氮缩水甘油醚，并在80℃条件下回流2小时后停止加热，温度降低到室温后将产物抽滤，用无水乙腈冲洗滤饼3～5次后收集滤饼，放到真空烘箱中烘干。即得到预处理铝粉，其中铝粉表面的聚叠氮缩水甘油醚含量为0.8％。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此首先在70℃的水浴测试本对比实施例经预处理的铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时有1.5wt.％的铝粉被水氧化。
B，***表面预处理
本实施例中***HMX表面未做预处理。
C，水悬浮造粒法
将步骤A得到的表面预处理的铝粉与***HMX加入水中，并加热至70℃搅拌均匀；将聚合物粘结剂(偏氟乙烯与三氟氯乙烯1：1共聚物)溶解到乙酸乙酯溶剂中形成浓度为5.0wt％的溶液待用；然后滴加配制好的粘结剂溶剂，滴加速度为3mL/min，在此过程中，当粘结剂溶液滴加2/3时，***晶粒和改性铝粉被粘结剂包覆并开始团聚成粒，用洗瓶向造粒釜壁缓慢喷入蒸馏水，使得团聚的物料分散，分散成均匀的小颗粒后停止加入蒸馏水，搅拌一段时间后开始滴加剩余的粘结剂溶液，粘结剂溶液滴加完毕10分钟后，喷入适量的蒸馏水冲洗造粒釜内壁。然后将物料抽滤后倒入托盘中，并在真空烘箱中60℃烘6h后即得到干燥的压装含铝***造型粉产品，所述***、步骤A处理得到的表面预处理的铝粉和粘结剂的质量比为70：25：5。其造型粉的性能如表1所示。
本对比实施例制备的造型粉颗粒均匀，呈球形，堆积密度0.72g/cm3；制备的造型粉中活性铝占铝粉的比重为98.0％。利用所制备的造型粉压制的药柱密度为1.975g/cm3，药柱的压缩力学强度为11.0MPa，压缩断裂应变为1.8％。
可见，与实施例2比较，若HMX表面未经预处理，制备的含铝***造型粉堆积密度和压制的药柱密度都偏低，药柱的力学性能也大幅降低。这说明本发明方法中对***和铝粉表面都进行预处理可以有效提高制备造型粉的堆积密度和成型后药柱的力学性能。
对比实施例2
本实施例是作为实施例2的对比例，来说明铝粉未经表面预处理无法直接用于水悬浮法制备造型粉。
本实施例中铝粉平均粒径为1μm。表面未经聚叠氮缩水甘油醚处理。
水悬浮法制备压装含铝***造型粉的关键过程是要将***和铝粉预先加入到水中，然后滴加粘结剂溶液，水的温度要设定到60～70℃，粘结剂溶液中的溶剂才能挥发，从而使得粘结剂包覆到***和铝粉上。因此首先在70℃的水浴测试预处理铝粉在水中的稳定性，结果表明，60分钟时有46.6wt.％的铝粉被水氧化。在此过程中，有大量的氢气放出。因此，考虑到安全性和未处理铝粉的低活度，该铝粉无法直接用于水悬浮法制备***造型粉。
上述实施例1～4和对比实施例1制备的压装含铝***造型粉的性能如表1所示：
表1实施例1～4和对比实施例1制备的压装含铝***造型粉的性能
由此可见，利用本发明制备得到的压装含铝***造型粉其颗粒为均匀球形。利用本发明的制备方法制备得到的造型粉中铝粉的有效活度均超过98％，***爆轰产生的能量高。并且通过本发明的方法制备含铝***造型粉堆积密度高，压制药柱力学性能优。本发明为高能含铝***的研究和应用提供必要的物质保障和技术支撑。
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发明公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于它包括以下步骤：
A，铝粉的表面预处理
首先，按铝粉与溶剂的质量体积比为1g：5mL的比例向真空烘干的铝粉中加入溶剂，然后加热至80℃后在超声条件下搅拌30分钟；接着向混合物中加入二月桂酸二丁基锡和甲苯二异氰酸酯，所述二月桂酸二丁基锡和甲苯二异氰酸酯的加入量与铝粉的质量比分别为0.5：50和2：50，混合后加热回流2h；继续加入聚叠氮缩水甘油醚并加热回流2h，所述聚叠氮缩水甘油醚的加入量是铝粉质量的五分之一；最后冷却至室温后，抽滤并用溶剂冲洗滤饼3～5次，真空烘干后即得表面预处理的铝粉；
所述溶剂为乙酸丁酯；
B，***的表面预处理
将***加入到浓度为0.25wt％～1.0wt％含聚氨酯的二氯乙烷中，超声并机械搅拌分散5分钟后，抽滤、烘干，得到表面修饰剂包覆的***，***上聚氨酯含量<0.05％；
C，水悬浮造粒法
将步骤A得到的表面预处理的铝粉与步骤B得到的表面修饰剂包覆的***加入水中，加热至60～70℃搅拌均匀；然后滴加配制好的粘结剂溶液，当粘结剂溶液滴加到三分之二时，向该混合溶液喷入适量的水分散均匀后，继续滴加剩余的粘结剂溶液，滴加完毕10min后喷入适量的水分散、冲洗；接着抽滤、真空烘干，得到所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉；
所述的铝粉粒径范围为0.05～5μm；
步骤A和步骤B中的超声的功率为400～500W、振动频率为15～20kHz。
2.根据权利要求1所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于在步骤B中，所述***为高感度***，其为CL-20、HMX、RDX、LLM-105、TATB中的一种或多种组合物，所述***的粒径为1～120μm。
3.根据权利要求1所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于在步骤C中，所述的粘结剂溶液是指将高分子粘结剂溶解在乙酸乙酯、乙酸丁酯或二氯乙烷中形成的溶液，其浓度为4.0～8.0wt％。
4.根据权利要求3所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于所述的高分子粘结剂为偏氟乙烯和三氟氯乙烯的共聚物或聚氨酯类聚合物粘结剂。
5.根据权利要求1所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于在步骤C中，所述步骤A得到的表面预处理的铝粉、步骤B得到的表面修饰剂包覆的***和粘结剂的质量比为10～30：55～90：5～10。
6.根据权利要求1所述的水悬浮制备压装含铝***造型粉的方法，其特征在于在步骤C中，所述粘结剂溶液的滴加速率为3mL/min。
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