[发明专利]超细球形CL-20复合含能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细球形CL‑20复合含能材料的制备方法，以工业CL‑20为原料，先将CL‑20溶解，然后溶解三元乙丙橡胶，待橡胶完全溶解后，与先前配好的CL‑20溶液按一定比例混合，继续搅拌、超声分散形成混合溶液，将制备好的混合溶液进行静电喷雾试验，收集样品，烘干，得到最终产品。本发明制备的CL‑20复合含能材料为1μm球形颗粒，粒径均一，采用的工艺简单便捷，其设备简单，成本低，劳动强度低，工艺流程短，不用长时间监测实验，只需用带有警报功能的监控系统实时监控即可，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种CL-20复合含能材料的制备方法，具体是采用静电喷雾法制备超细球形CL-20复合含能材料的方法，属于含能材料制备领域。

背景技术

六硝基六氮杂异伍兹烷，也称HNIW，CL-20，是一种白色结晶，具有笼型多环硝铵结构的一个高能量密度化合物，是目前已知能够实际应用的能量最高、威力最强的非核单质炸药，自1987年，被美国尼尔森（Nielsen）博士首次合成以来，就受到世人的广泛关注。

但CL-20的机械感度很高，安全性较差，从而其在含能材料领域的应用受到了极大的限制，因此必须在保持CL-20高能的前提下降低CL-20的机械感度，使其能满足安全使用要求。

传统的降低炸药机械感度的方法主要有减小粒度、减少晶体缺陷以及表面包覆改性等。中国专利CN107814671A公开发明了一种六硝基六氮杂异伍兹烷基主客体炸药晶体的细化方法。在一个具有进出口的腔体中持续通入小分子气体，形成稳定的流动气流，腔体温度控制在20℃-80℃，然后将CL-20溶液通过注射器针头喷射进入具有小分子气流的腔体中，使CL-20与气体小分子快速共结晶，形成具有超细颗粒尺寸的晶胞内嵌气体小分子的主客体炸药晶体。此种方法生产出的CL-20虽然具有较小粒径，但未提及感度的降低。

中国专利CN101624394提供了一种球形化的ε型六硝基六氮杂异伍兹烷晶体及其制备方法。通过向其饱和溶液中加入晶体生长控制剂，并加入反溶剂以形成过饱和溶液。随后向上述过饱和溶液中加入ε型CL-20，并继续加入反溶剂直至溶液中的CL-20全部释出生长成球形化的ε型CL-20。所述球形化的晶体不具有尖锐的棱角，具有多面球体的外形，粒度约20-500μm，落锤冲击感度有一定降低。此种方法虽说降低了晶体感度，但颗粒粒径较大，且为多面体球形。

中国专利CN105418619A提供了一种特制六硝基六氮杂异伍兹烷的制备方法。通过稀释溶液按照浓度从高到低的顺序对六硝基六氮杂异伍兹烷溶液进行稀释结晶，经过稀释结晶提高了单质炸药晶体密度，减少晶体内部缺陷，消除表面瑕疵，控制晶体形状和粒度，从而提高单质炸药品质,满足使用要求。同样地，此种方法对CL-20进行了表面改性，但颗粒粒径较大且为提及感度的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用静电喷雾法制备超细球形CL-20复合含能材料的方法，其设备简单，操作便捷，工艺流程短，且可推广应用于其他复合含能材料的制备。

实现本发明的技术解决方案为：采用静电喷雾法制备超细球形CL-20复合含能材料的方法，以传统工业生产的CL-20为原料，先将CL-20溶解，然后溶解三元乙丙橡胶（EPDM），待橡胶完全溶解后，与先前配好的CL-20溶液按一定比例混合，继续搅拌、超声分散形成混合溶液，将制备好的混合溶液进行静电喷雾试验，收集样品，烘干，得到最终产品。具体包括以下步骤：

第一步、将CL-20的乙酸乙酯溶液和三元乙丙橡胶有机溶液按比例混合，搅拌、超声分散，形成混合溶液；

第二步、进行静电喷雾；

第三步、干燥后得到所述超细球形CL-20复合含能材料。

进一步的，第一步中，CL-20的乙酸乙酯溶液中CL-20占乙酸乙酯的质量分数的0.5%～7%。