[发明专利]一种利用聚多巴胺降低CL-20机械感度的方法

说明书

本发明提供的一种利用聚多巴胺包覆CL‑20降低其机械感度的方法。本发明选用包覆材料聚多巴胺能够在CL‑20表面形成均匀完整的包覆壳层，使CL‑20的表面被完全包覆。使用本方法制备得到的CL‑20，其机械感度较之未包覆的CL‑20有明显程度的降低，提高了CL‑20的安全性能，促进了CL‑20在火炸药中的实际应用。

技术领域

本发明涉及一种CL-20包覆方法，特别是一种聚多巴胺包覆CL-20的方法。

背景技术

六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)是一种笼形多硝胺化合物，其能量和密度比其他单环硝胺高，其理论爆速达到9550rn/s，是迄今所知具有应用价值的爆速最高的单质炸药。CL-20一经出现，就成为火炸药各领域的研究热点。CL-20应用于各类火炸药产品(少数火炸药产品除外)，都可能提高相关武器装备的战技指标。因此，推动CL-20的广泛应用，是研制新型武器装备和现役武器装备更新换代的重要技术途径。但CL-20自身的机械感度较高，为了能在高性能固体推进剂和高能炸药等方面更安全地使用，必须对其进行降感处理。

近年来，国内外科研工作者在降低CL-20机械感度方面做了大量的研究，出现了很多降感方法，如改善CL-20颗粒形状、抑制CL-20的转晶以及对CL-20进行表面包覆和改性等，其中对CL-20表面进行包覆改性是一种方法相对简单且比较有效途径。北京理工大学金韶华等人采用氟橡胶F-5作为粘结剂，通过水悬浮法工艺制备得到的以CL-20为基的混合炸药的机械撞击感度最低，特性落高值为42.5cm。银光化工集团王小军等，通过水悬浮分散包覆工艺将4，5-MDNI包覆在CL-20颗粒的表面，撞击感度测试表明：包覆后含量为6％的4，5-MDNI可使CL-20撞击感度(2.5kg落锤)爆炸百分数由100％降低到8％。虽然通过以上方法对CL-20能够取得一定的降感效果，但是上述包覆方法通常使用高分子材料作为包覆剂，通过物理吸附的方法实现在CL-20表面的包覆。但由于高分子材料本身结构及分子取向的特点，难以实现对CL-20表面包覆层的精确控制，包覆的完整性、均匀性差。因此，为保证包覆结构的完整性，往往需要增加包覆剂的用量，其添加量往往达到5％以上，进而造成包覆后材料中的CL-20的含量偏低，导致性能下降。此外，利用气相沉积、原子层沉积或离子束沉积等方法能够在CL-20表面生成均匀、致密的包覆层，并且可以实现对包覆层厚度的调控。但这类方法对仪器设备要求较高，工艺复杂且产量很低，难以大规模推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的不足，提供一种能使CL-20的机械感度更低且性能不发生明显下降的方法。

本发明的思路：聚多巴胺(PDA)分子具有极强吸附性并且能够在溶剂中发生自聚集作用，在基体表面能形成厚度可控的聚合物薄膜。本发明采用聚多巴胺处理的CL-20，利用多巴胺分子上丰富的氨基及羟基结构实现其在CL-20表面的均匀吸附，利用多巴胺在溶剂环境下特有的自聚集特性，使其在CL-20表面发生原位的自聚集作用，进而在CL-20的表面形成均匀且完整的PDA壳层。由于这种自聚集作用是原位发生在CL-20表面的，因此能够将CL-20的表面完全包覆在PDA的壳层之内，能够实现机械感度的大幅降低，安全性能显著提高。此外，由于这种基于原位自聚集效应产生的壳层均匀且完整，在CL-20表面形成的包覆层厚度一般不超过50nm，可大幅减少包覆材料PDA的使用量，并且包覆后不产生转晶现象，能够保证包覆的CL-20性能不发生明显下降，且操作方法简单，有利于大规模推广。

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚多巴胺降低CL-20机械感度的方法，步骤如下：

(1)将多巴胺溶于溶剂，辅以超声波使其完全溶解，配成浓度为1～4g/L的多巴胺溶液；多巴胺的质量为预处理后CL-20质量的0.2％～0.5％；多巴胺可以为多巴胺、多巴胺盐酸盐、左旋多巴等儿茶酚类化合物中的一种；所述的溶剂为水、乙醇、甲醇、甲酸、Trisbuffer缓冲溶剂中的一种；