[发明专利]一种核壳结构的硼-硝酸钾及其制备方法

说明书

本发明属于微纳米炸药领域，具体涉及一种核壳结构的硼‑硝酸钾及其制备方法。包括如下步骤：步骤(1)：分别制备硼粉前驱液和硝酸钾前驱液；步骤(2)：以步骤(1)制备的前驱液为原材料，采用同轴静电喷雾装置，同轴针头内层通入硼粉前驱液，外层通入硝酸钾前驱液，两种溶液在同轴针头前端汇聚，在电场作用下向导电基底运动。在喷射的过程中溶剂挥发，硝酸钾析出包覆于内层硼颗粒表面，形成核壳结构的硼/硝酸钾，在导电基底完成接收。本发明制备过程采用同轴静电喷雾方法，得到的药剂核壳结构明显，样品粒度均匀，提升药剂的能量释放速率，且核壳结构可控，为实现硼/硝酸钾均匀混合提供了新方法。

技术领域

本发明属于微纳米炸药领域，具体涉及一种核壳结构的硼-硝酸钾及其制备方法。

背景技术

硼/硝酸钾点火药具有感度好、热值高、点火能力强以及安定性好等特点，是一种性能优越的高能点火药，在火工品中有着广泛的应用。然而传统机械混合硼/硝酸钾药剂粒径较大、局部混合不均匀等特性限制其能量的进一步释放，需探究硼/硝酸钾药剂制备的新方法。

“王蕾，徐文峥，王晶禹.硼-硝酸钾点火药的制备及其性能研究[J].化工中间体，201l，(11)：38-4l”利用喷射细化制备了直径在3μm左右的超细硝酸钾粉，与B粉进行机械混合制备了不同配比的点火药。同时对其火焰感度，静电感度和红外光谱进行了测试和分析。当硼/硝酸钾质量比为1:1时，加入酚醛树脂粘结剂的火焰感度最大，同时此时静电感度最低。

“齐海涛,张景林,潘军杰,et al.硼/超细硝酸钾点火药配方设计及工艺[J].含能材料,2011，(2):180-183”比较了1.0μm和50μm两种粒径KNO3制备的手工混合B/KNO3(50/50)的火焰感度。粒径为1μm的KNO3更容易与B粉混匀，药剂火焰感度较高,点火能力也更强。

综上所述，现有的硼和硝酸钾是以机械混和的形式制备，这种方式制备的药剂颗粒较大，均一性较差且能量释放效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳结构的硼-硝酸钾及其制备方法，解决现有技术存在的机械混合药剂粒径大，混合不均匀等问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种核壳结构的硼-硝酸钾，硝酸钾包覆于内层硼颗粒表面，形成核壳结构的硼-硝酸钾。

进一步的，内层硼颗粒的大小为1-10μm，外层硝酸钾层的厚度为1-5μm。

上述的硼-硝酸钾的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：分别制备硼粉前驱液和硝酸钾前驱液；

步骤(2)：以步骤(1)制备的前驱液为原材料，采用同轴静电喷雾装置，同轴静电喷雾装置的同轴针头内层通入硼粉前驱液，外层通入硝酸钾前驱液，两种溶液在同轴针头前端汇聚，在电场作用下向导电基底运动；在喷射的过程中溶剂挥发，硝酸钾析出包覆于内层硼颗粒表面，形成核壳结构的硼/硝酸钾，在导电基底完成接收。

进一步的，所述步骤(1)具体为：将95～100mg硼粉、4～6mg硝化棉添加至由2-4mL乙醇和2-4mL二甲基甲酰胺组成的溶液中，超声搅拌1h，后机械搅拌12h制备成硼粉前驱液；

将95～100mg硝酸钾、4～6mg十二烷基磺酸钠溶解于由3-5mL乙醇和3-5mL纯水组成的溶液中，机械搅拌1h制备成硝酸钾前驱液。

进一步的，所述步骤(2)中，同轴静电喷雾参数为：保持内外层流速比为1:1.5～1:2，内层硼粉前驱液流速为0.6～0.9mL/h，外层硝酸钾溶液前驱液流速为0.9～1.2mL/h，静电喷射电压为18～22kV，静电喷射距离为8～10cm。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)硼/硝酸钾粒径分布小；采用同轴静电喷雾技术，可使药剂颗粒均匀分散，制备得到的硼/硝酸钾粒径分布小，药剂一致性好。