[发明专利]一种浇注型含能粘合剂基混合炸药及其制备方法

说明书

本发明公开了一种浇注型含能粘合剂基混合炸药，包括如下质量百分比的组分：含能粘合剂固化体系：5.0％～10.0％，含能增塑剂：4.5％～10.0％，炸药：15％～40％，氧化剂：20％～40％，燃料：30％～40％，其中，燃料为稀土‑金属合金，或燃料为稀土‑金属合金与铝的混合物，本发明还公开了一种浇注型含能粘结剂基混合炸药的制备方法。本发明制备的混合炸药由于采用含能粘合剂固化体系、稀土‑金属合金燃料和高能量密度炸药等组分，具有固化周期短、高密度、高爆热、高能量密度的优良特性。

技术领域

本发明属于火炸药配方研制领域，具体涉及一种浇注型含能粘合剂基混合炸药及其制备方法。

背景技术

浇注型高聚物粘结炸药(PBX)由于具有优异的力学性能、适宜的感度及可控的能量性能等优点，被广泛地应用于各种战斗部装药。粘结剂体系是浇注型PBX炸药中重要的组成部分，其中端羟基聚丁二烯(HTPB)基浇注PBX炸药由于生产工艺简单、可适应复杂装药结构等特点，在一些弹药中正逐步代替压装炸药。但由于HTPB为非含能粘结剂，与硝酸酯类、硝基类及叠氮类等含能增塑剂相容性较差，其只能与非含能增塑剂复合使用，粘合剂体系对混合炸药的能量贡献较小；因此，在很大程度上限制了HTPB基PBX炸药的能量水平。

正因上述局限性，国内外研究人员将目光转向含能粘合剂，如叠氮类粘合剂、聚缩水甘油硝酸酯(PGN)、聚乙二醇(PEG)和端羟基聚醚(HTPE)等。然而，上述含能粘合剂端羟基的反应活性并不高，固化反应时间较长，通常，固化温度为50～60℃时，固化时间需7d甚至更长，并且羟基与H₂O和异氰酸酯之间的固化反应存在竞争，导致装药时易出现气孔、裂纹等瑕疵。因此，急需提供一种高反应活性的含能粘合剂体系，该粘合剂的化学反应活性高，与含能增塑剂相容性好、装药时具有良好的工艺性能。

现有公开技术中，叠氮粘合剂在复合固体推进剂中应用研究很多，均是聚焦于叠氮粘合剂/氧化剂/炸药/金属粉/异氰酸酯固化剂体系进行的系列研究。与混合炸药的工作原理不同，有关叠氮推进剂配方研究与混合炸药存在很大不同，配方中氧化剂、主体炸药、金属粉等组份的质量含量差异较大；同时公开的现有技术中叠氮推进剂均通过叠氮粘合剂上的羟基基团与异氰酸酯的反应实现固化，由于羟基的反应活性并不太高，其存在固化周期长，固化化学反应受水份的影响较大。

相对来说，叠氮粘合剂在混合炸药尤其是浇注型PBX炸药中的应用研究公开报道不多，《端羟基聚叠氮缩水甘油醚与六硝基六氮杂异伍兹烷四元混合炸药能量释放研究》一文报道了浇注固化型GAP/CL-20/高氯酸铵/铝粉类混合炸药，其采用了分子量为3280的GAP粘合剂，该型粘合剂高分链上的羟基基团为仲羟基，化学反应活性偏低，炸药药浆采用了加压固化方式。

USP5061330公开了一种GAP/含能增塑剂/硝胺/Al类PBX炸药，其配方体系中不含氧化剂，且该浇注炸药的固化剂种类未提及。USP531660公开了浇注型GAP/HMX(RDX)/异氰酸酯混合炸药，炸药配方中不含氧化剂和金属粉，该类炸药的爆热和密度均不高。

因此，亟需一种高能量密度的浇注型含能粘合剂基混合炸药。

发明内容

为解决上述现有技术的弊端，本发明提供了一种高能量高密度的浇注型含能粘合剂基混合炸药。

采用了如下的技术方案：

一种浇注型含能粘合剂基混合炸药，包括如下质量百分比的组分：

含能粘合剂固化体系：5.0％～10.0％

含能增塑剂：4.5％～10％

炸药：15％～40％

氧化剂：20％～40％

燃料：30％～40％

其中，所述燃料为稀土-金属合金，或所述燃料为稀土-金属合金与铝的混合物。