一种高密度耐热奥克托今基复合物及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高密度耐热奥克托今基复合物及制备方法。本发明专利技术是多巴胺氧化自聚产生的聚多巴胺预先在奥克托今表面形成强粘附的界面作用层，再利用高密度耐热含氟聚合物粘结剂包覆，以达到抑制奥克托今在高温下晶型转变并提高炸药复合物密度的目的。本发明专利技术高密度耐热型奥克托今基复合物按重量百分比该复合物组合物包含：88.0～96.5wt.％奥克托今，1.0～6.0wt.％聚多巴胺和2.0～6.0wt.％含氟聚合物粘结剂。本发明专利技术奥克托今基复合物的特点是β→δ晶型转变温度高，比奥克托今原料高近40℃，密度高，有望用于高能耐热炸药。

A high density heat resistant HMX composite and preparation method thereof

The invention discloses a high heat density of HMX based compound and preparation method thereof. The present invention is the interface layer of dopamine self generated poly poly dopamine in advance of HMX surface form a strong adhesion, using high density heat fluoropolymer binder coating, to inhibit the HMX crystal transition at high temperature and density to improve explosive compound. The invention of high density heat type HMX composites according to the weight percentage of the composite composition comprises: 88 ~ 96.5wt.% of HMX, 1 ~ 6.0wt.% and 2 ~ 6.0wt.% polydopamine fluoropolymer binder. The invention of HMX based compound is beta, delta crystal transition temperature is high, the raw material Biaoketuo high near 40 degrees, high density, high energy is expected to be used in heat resistant explosive.

【技术实现步骤摘要】
一种高密度耐热奥克托今基复合物及制备方法
本专利技术涉及一种含能材料领域，具体涉及一种高密度耐热奥克托今基复合物及制备方法。
技术介绍
奥克托今(HMX)学名是1，3，5，7-四硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷。它是当今被广泛应用在炸药、推进剂、烟火材料中的能量水平和综合性能最好的单质猛炸药。目前，以奥克托今为基的混合炸药用于导弹、凡坦克弹等多种战斗部装药，或作为耐热炸药用于深井射孔弹以及用作高性能固体推进剂和枪炮发射药的组分。例如美国劳伦斯·利弗摩尔国家实验室研制的LX-07(90.0wt.％奥克托今/10.0wt.％vitonA)、LX-10(95.0wt.％奥克托今/5.0wt.％vitonA)、LX-14(95.5wt.％奥克托今/4.5wt.％聚氨酯)被用于装填多种战斗部。奥克托今存在有α、β、γ和δ四种晶型。其中，β型奥克托今是最稳定的晶型，且密度最大，机械感度最低，也是工业生产和使用的晶型。但是β型奥克托今在加热到167～183℃会发生β→δ晶型转变[欧育湘，炸药学，北京理工出版社，2014年出版]。δ晶型感度高，晶型转变导致的较大的形变以及空洞和缺陷会成为热点，会使材料的感度升高，严重影响炸药的安全性。同时，β→δ晶型转变过程中还会导致材料大约6.7％的体积膨胀率，材料的密度下降，会导致炸药的能量降低[PropellantsExplos.Pyrotech.,2010,35,333–338.]。因此，β→δ晶型转变是制约奥克托今用于耐热炸药的关键瓶颈和难点。现有报道中有大量涉及奥克托今以及奥克托今复合物的β→δ晶型转变研究，但有关控制奥克托今复合物在高温下发生β→δ晶型转变的研究较少。高温下有些物质对奥克托今有表面溶解作用，反而会促进奥克托今的β→δ晶型转变。例如PBX-9501(95.0wt.％奥克托今/2.5wt.％双(2，2-二硝基丙基)缩甲醛/2.5wt.％聚氨酯)中奥克托今的β→δ晶型转变比HMX原料还要低[Phys.Rev.Lett.,2011,107,175701–175706.]。文献(ChemicalEngineeringJournal,2015,268,60-66)中报道三聚氰胺-甲醛树脂/奥克托今复合物的β→δ晶型转变温度比奥克托今原料提高了18.7℃。但β→δ晶型转变温度提高幅度还不够高，不能有效提高奥克托今的耐热性能。并且该复合物制备方法复杂，且使用甲苯为介质，对人员和环境危害较大。此外，大量低密度钝感材料包覆会导致炸药复合物密度较低，对炸药的能量不利。因此，大幅度提高奥克托今β→δ晶型转变温度，开发新型的高密度耐热奥克托今基复合物对于提高奥克托今基炸药的安全性和能量性能，促进耐热炸药的发展和应用有重要的意义。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是解决上述现有技术问题，提供一种新型的高密度耐热奥克托今基复合物及制备方法。该奥克托今基复合物β→δ晶型转变温度高，有望用于高能耐热炸药。[技术方案]为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种高密度耐热奥克托今基复合物的制备方法，它包括以下步骤：A，奥克托今预处理将Tris溶于水中配制成Tris溶液，然后滴加盐酸配制成pH值为8.5的Tris缓冲溶液备用；将适量奥克托今加入配制好的Tris缓冲溶液中，并搅拌成均匀的奥克托今悬浮液；然后往奥克托今悬浮液中鼓入氧气，接着将盐酸多巴胺加入到奥克托今悬浮液中，继续在室温下搅拌3～6h后，抽滤，真空烘干；得到奥克托今/聚多巴胺；B，淤浆法制备奥克托今基复合物将步骤A得到的奥克托今/聚多巴胺复合物加入到含氟聚合物粘结剂溶液中，加热、边搅拌边抽气；当溶剂挥发到物料变得半干时，向该物料中喷入水分散；接着抽滤、真空烘干，得到所述的奥克托今基复合物。本专利技术更进一步的技术方案，所述奥克托今的粒径为5～180μm。本专利技术更进一步的技术方案，在步骤A中，所述Tris缓冲溶液的浓度为10～50mM；所述奥克托今加入配制好的Tris缓冲溶液中的加入量为10g/L～50g/L。本专利技术更进一步的技术方案，在步骤A中，所述多巴胺加入到奥克托今悬浮液的加入量为2g/L～10g/L。本专利技术更进一步的技术方案，在步骤A中，所述继续在室温下搅拌是用聚四氟乙烯搅拌浆以300～800rpm的搅拌速率进行机械搅拌或者采用摇匀振荡器以300rpm的搅拌速率进行搅拌。本专利技术更进一步的技术方案，所述含氟聚合物粘结剂为含氟聚合物粘结剂VitonA、F2311或F2314中的一种。本专利技术更进一步的技术方案，在步骤B中，所述加热为加热至温度为60～74℃。本专利技术更进一步的技术方案，在步骤B中，所述奥克托今/聚多巴胺的加入量为烘干后物料质量分数的94％～98％。一种如上所述的制备方法制备得到的高密度耐热奥克托今基复合物，该复合物是由以下重量百分比的成分组成：88.0～96.5wt.％的奥克托今、1.0～6.0wt.％的聚多巴胺、2.0～6.0wt.％的含氟聚合物粘结剂。本专利技术的高密度耐热奥克托今基复合物中奥克托今发生β→δ转晶的温度比奥克托今提高40℃。下面将详细地说明本专利技术。本专利技术的原理利用多巴胺氧化自聚产生的聚多巴胺预先在奥克托今表面形成强粘附的界面作用层，再利用高密度耐热含氟聚合物粘结剂包覆，以达到抑制奥克托今在高温下晶型转变并提高炸药复合物密度的目的。本专利技术在步骤A中奥克托今预处理时鼓入氧气是为了促进多巴胺在水溶液中氧化聚合反应，有利于聚多巴胺在奥克托今表面形成致密的包覆层，实现最优包覆和最大化抑制转晶的目的。本专利技术中选择搅拌方式为采用聚四氟乙烯搅拌浆的机械搅拌或摇匀振荡器搅拌，并严格控制其搅拌速率，这是因为奥克托今晶体易碎，只有合适的搅拌方式和搅拌速率才能使聚多巴胺能均匀包裹在奥克托今的表面的同时最大化保护奥克托今晶体不被破坏。在步骤B中，采用淤浆法制备奥克托今基复合物是使含氟聚合物粘结剂能够最大程度包覆在奥克托今/聚多巴胺表面达到粘接包覆的目的，并有利于提高组分均匀性和包覆完整性。本专利技术中，氨酸多巴胺的加入量要求能充分包裹住奥克托今，如果加入量过少，则不易包裹完全，加入量过多是否浪费或者有其他影响。本专利技术使用含氟聚合物粘结剂是因为这类聚合物分解温度高，热稳定性好，有助于复合物的耐热性能。在步骤B中，加热的目的是将粘结剂溶液中的低沸点溶剂挥发，使聚合物粘结剂在炸药表面粘结包覆。温度太低，溶液挥发太慢，包覆所需要的时间太长；温度过高，溶剂挥发太快，聚合物粘结剂不能在炸药表面有效粘结，包覆不全，也导致组分不均匀。本申请还限定了各成分的重量百分比，因为这样的组分配比是为了平衡炸药复合物的能量、安全性和成型性能。因为奥克托今是炸药复合物的能量载体，从能量的角度考虑，奥克托今的能量越高越好；但从提高转晶的温度的角度考虑，需要提高聚多巴胺的含量，但由于总的粘结剂和添加剂的含量受限，聚多巴胺含量太高，就导致粘结剂含量降低，会不利于炸药复合物的成型性能等。因此，综合考虑炸药复合物的能量、转晶温度和成型性能，而选择了这样的配比。[有益效果]本专利技术与现有技术相比，具有以下的有益效果：与现有奥克托今基复合物相比，本专利技术的特色和创造性在于：采用聚多巴胺界面作用层和高密度含氟聚合物粘结剂表面吸热层有效抑制奥克托今β→δ晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度耐热奥克托今基复合物的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：A，奥克托今预处理将Tris溶于水中配制成Tris溶液，然后滴加盐酸配制成pH值为8.5的Tris缓冲溶液备用；将适量奥克托今加入配制好的Tris缓冲溶液中，并搅拌成均匀的奥克托今悬浮液；然后往奥克托今悬浮液中鼓入氧气，接着将盐酸多巴胺加入到奥克托今悬浮液中，继续在室温下搅拌3～6h后，抽滤，真空烘干；得到奥克托今/聚多巴胺；B，淤浆法制备奥克托今基复合物将步骤A得到的奥克托今/聚多巴胺复合物加入到含氟聚合物粘结剂溶液中，加热、边搅拌边抽气；当溶剂挥发到物料变得半干时，向该物料中喷入水分散；接着抽滤、真空烘干，得到所述的奥克托今基复合物。

【技术特征摘要】
1.一种高密度耐热奥克托今基复合物的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：A，奥克托今预处理将Tris溶于水中配制成Tris溶液，然后滴加盐酸配制成pH值为8.5的Tris缓冲溶液备用；将适量奥克托今加入配制好的Tris缓冲溶液中，并搅拌成均匀的奥克托今悬浮液；然后往奥克托今悬浮液中鼓入氧气，接着将盐酸多巴胺加入到奥克托今悬浮液中，继续在室温下搅拌3～6h后，抽滤，真空烘干；得到奥克托今/聚多巴胺；B，淤浆法制备奥克托今基复合物将步骤A得到的奥克托今/聚多巴胺复合物加入到含氟聚合物粘结剂溶液中，加热、边搅拌边抽气；当溶剂挥发到物料变得半干时，向该物料中喷入水分散；接着抽滤、真空烘干，得到所述的奥克托今基复合物。2.根据权利要求1所述的高密度耐热奥克托今基复合物的制备方法，其特征在于所述奥克托今的粒径为5～180μm。3.根据权利要求1所述的高密度耐热奥克托今基复合物的制备方法，其特征在于在步骤A中，所述Tris缓冲溶液的浓度为10～50mM；所述奥克托今加入配制好的Tris缓冲溶液中的加入量为10g/L～50g/L。4.根据权利要求1所述的高密度耐热奥克托今基复合物的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩飞艳，丁玲，杨志剑，刘世俊，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51