本发明属于含能材料领域，具体涉及一种摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂及其制备方法。
背景技术：
高能量密度化合物作为混合炸药、推进剂、发射药等含能材料的高能组分，几乎用于所有战略武器系统和战术武器系统，为发射、推进和毁伤提供能源。现代武器对炸药的能量、安全性和可靠性提出了严格的要求。获得简单、可批量化生产的高效钝感剂，可以提高rdx、hmx、cl-20等高能炸药的使用安全性及其在混合炸药中的固含量，这对提高武器系统的安全性和能量具有重要意义。
蜡类物质具有低熔点、高比热容、低导热率、硬度小兼具润滑作用等特点，采用蜡类物质包覆炸药，可以增加包覆后炸药晶体的润滑性。此外，从热力学角度，蜡类物质易于吸热熔化，这种作用有助于降低炸药晶体内的热积累，从而降低热点产生的概率。同时，蜡的包覆层也会阻碍热量的传播，从而降低热点传播的概率。蜡类物质对rdx、hmx、cl-20等高能炸药的摩擦感度具有很好的降感效果。
而高能炸药的降感效果需要同时从降低其撞击感度和摩擦感度来体现，如何得到对炸药的摩擦感度和撞击感度均具有较好降感效果的钝感剂，是含能材料降感领域的研究重点之一。
技术实现要素：
本发明的发明人经研究发现，将石墨烯、氧化石墨烯、硝化石墨烯、氟化石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨和碳纳米管等具有层状结构和较低摩擦系数的材料作为功能添加剂，包覆在炸药颗粒表面可发生层移，从而减弱应力波的传播，对于炸药的撞击感度具有较好的降感效果。基于此，本发明采用石墨烯、氧化石墨烯、硝化石墨烯、氟化石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、碳纳米管等功能添加剂和蜡类物质进行复合，制备得到的摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂，能显著降低rdx、hmx、cl-20等高能炸药的摩擦感度和撞击感度。
本发明的第一方面提供了一种摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂，该蜡类复合钝感剂包含蜡类物质和功能助剂；所述功能助剂选自石墨烯、氧化石墨烯、硝化石墨烯、氟化石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨和碳纳米管中的至少一种。
本发明的第二方面提供了一种上述摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)将蜡类物质加热熔化；
2)将功能助剂加入步骤1)熔化的蜡类物质中，搅拌混合均匀，得到蜡类复合钝感剂。
本发明复合钝感剂的摩擦系数可调范围为0.03～0.25，能够根据需要进行调节，适应于不同含能化合物的需求，复合钝感剂的含量仅占rdx、hmx、cl-20、ap等含能化合物质量的1.5％～3％，可显著降低含能化合物的机械感度(摩擦感度和撞击感度)，能大幅度提高含能化合物的安全性，进而提高其在混合炸药、推进剂等含能材料中的含量和应用安全性。本发明的制备方法具有工艺简单、经济有效的特点。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不用于限制本发明。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂，该蜡类复合钝感剂包含蜡类物质和功能助剂；所述功能助剂选自石墨烯、氧化石墨烯、硝化石墨烯、氟化石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨和碳纳米管中的至少一种。
根据本发明，所述蜡类物质可选自80号微晶蜡、85号微晶蜡、70号石蜡和66号石蜡中的至少一种。
优选地，所述蜡类物质为80号微晶蜡和/或70号石蜡。更优选地，所述蜡类物质为80号微晶蜡。
优选情况下，所述功能助剂为二硫化钼和/或二硫化钨。
本发明中，所述蜡类物质与功能助剂的质量比可为5～30∶1。
根据本发明，所述蜡类复合钝感剂的摩擦系数可为0.03～0.25。调节蜡类复合钝感剂的摩擦系数，适用于各种含能炸药。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种上述摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)将蜡类物质加热熔化；
2)将功能助剂加入步骤1)熔化的蜡类物质中，搅拌混合均匀，得到蜡类复合钝感剂。
本发明中，所述蜡类物质的加热熔化可选用本领域的常规容器和条件进行，只要能够使蜡类物质熔化即可。优选地，蜡类物质在熔蜡釜中加热熔化，熔蜡釜的夹套温度为90～100℃。
优选情况下，步骤2)中，混合的条件包括：搅拌速度为40～60r/min，混合时间为30～50min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
在以下实施例及对比例中：
根据gjb772a-1997方法601.2测试各炸药的撞击感度，测试条件1为：落锤质量为2.000±0.002kg；药量为30±1mg；温度为10～35℃；相对湿度不大于80％；测试条件2为：落锤质量为5.000±0.005kg；药量为50±1mg；温度为10～35℃；相对湿度不大于80％。
根据gjb772a-1997方法602.1测试各炸药的摩擦感度，测试条件为：药量20±1mg；摆锤质量1.5±0.01kg；压力3.92±0.07mpa；摆角(90±1)°；温度为10～35℃；相对湿度不大于80％。
实施例1
本实施例用于说明本发明的摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂及其制备方法。
(1)称量80号微晶蜡200g，加入熔蜡釜中，加热熔化，熔蜡釜的夹套温度为90～100℃。
(2)称量30g二硫化钨加入熔化的微晶蜡中，开启搅拌，搅拌转速为45r/min，混合时间为40min。
将该实施例制备得到的复合钝感剂包覆hmx，复合钝感剂的包覆量为hmx质量的2.3％，进行机械感度测试，结果表明，采用撞击感度测试条件1测试得到的撞击感度特性落高较原料提高26％，测试得到的摩擦感度爆炸百分数由原料的80％降低至4％。
实施例2
本实施例用于说明本发明的摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂及其制备方法。
(1)称量80号微晶蜡200g，加入熔蜡釜中，加热熔化，熔蜡釜的夹套温度为90～100℃。
(2)称量30g二硫化钼加入熔化的微晶蜡中，开启搅拌，搅拌转速为50r/min，混合时间为40min。
该实施例制备得到的复合钝感剂包覆rdx，复合钝感剂的包覆量为rdx质量的2.3％，进行机械感度测试，结果表明，采用撞击感度测试条件1测试得到的撞击感度特性落高较原料提高29.8％，测试得到的摩擦感度爆炸百分数由原料的72％降低至4％。
实施例3
本实施例用于说明本发明的摩擦系数可调的蜡类复合钝感剂及其制备方法。
(1)称量70号石蜡250g，加入熔蜡釜中，加热熔化，熔蜡釜的夹套温度为90～100℃。
(2)称量30g氟化石墨烯加入熔化的微晶蜡中，开启搅拌，搅拌转速为45r/min，混合时间为40min。
将该实施例制备得到的复合钝感剂包覆ap，复合钝感剂的包覆量为ap质量的2.8％，进行机械感度测试，结果表明，采用撞击感度测试条件2测试得到的撞击感度特性落高较原料提高18.2％，测试得到的摩擦感度爆炸百分数由原料的36％降低至0％。
对比例1
采用与实施例1相同包覆量的80号微晶蜡包覆hmx，进行机械感度测试，结果表明，采用撞击感度测试条件1测试得到的撞击感度特性落高较原料提高8.6％，测试得到的摩擦感度爆炸百分数由原料的80％降低至12％。
由实施例1-3可知，本发明的摩擦系数可调的复合钝感剂用于rdx、hmx或ap高能炸药的包覆降感时，与原料相比，机械感度显著降低，撞击感度特性落高可提高15％～35％，摩擦感度爆炸百分数可降低为0％～4％。另外，与单独采用蜡类物质包覆高能炸药(对比例1)相比，本发明的复合钝感剂具有更好的降感效果。本发明的复合钝感剂采用直接法制得，方法简单易行。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。