一种改善HMX基浇注传爆药爆轰波增长速度的方法与流程

文档序号:19415238发布日期:2019-12-14 00:52阅读:595来源:国知局

本发明涉及一种炸药制备技术传爆,特别涉及一种传爆药制备的方法技术,主要用于浇注型不敏感传爆药制备,用于改善浇注传爆药爆轰波增长速度和传爆稳定性。



背景技术:

随着精确打击技术在现代战争中的广泛使用,弹药在易损性方面的重要性越来越受到重视。为防止战斗部在外界刺激下发生恶性事件,弹药钝感处理是改善弹药易损性的主要措施。文献《低易损性炸药的应用研究》(张保良等,兵工自动化,2017年第7期)和文献《不敏感弹药及其引信技术发展综述》(殷瑱等,探测与控制学报,2017年第3期)报道了近年来国外不敏感弹药及其引信技术的发展状况,论述了不敏感弹药及其引信发展待解决的问题。浇注pbx炸药应用是提高炸药低易损性的主要措施,为保证装药整体的安全性要求,需要设计与主炸药易损性等级相一致的传爆药。从传爆药的使用要求分析,传爆药需要较低的冲击波感度,爆轰波增长稳定,增长速度快,爆轰反应区短;从易损性要求,传爆药的安全等级需要与主炸药一致。而浇注pbx因含有较多的粘结剂和采用钝感包覆技术,是目前保证装药易损性的主要途径之一,hmx是当前爆轰性能高,安全性稳定的单质炸药,广泛应用于主炸药和传爆药。

而当前浇注pbx传爆药是将浇注pbx炸药用于传爆药,例如美国研制的afx-108炸药、pbxn-110炸药可以作为浇注传爆药使用,其中,pbxn-110炸药是一种hmx基的浇注pbx。由于浇注pbx炸药没有传爆药对传爆的特殊要求,因此该类浇注传爆药爆轰波增长速度较慢。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的不足和缺陷,提供一种改善hmx基浇注传爆药爆轰波增长速度的方法。

本发明的构思:浇注pbx具有较高的易损性是因为浇注pbx的物理结构决定的。在浇注pbx中,高分子聚合物对炸药颗粒进行完整包覆,减小了炸药颗粒在外界刺激下的直接点火作用。但是,这种包覆结构也抑制了炸药在点火概率,阻滞了炸药爆轰增长过程,不利于爆轰波的增长。

本发明依据传爆药爆轰理论,利用爆轰波成长的尺寸效应,通过炸药的粒度设计和粒子组装,设计传爆药在传爆方向纳米涂膜,仅达到传爆药的粘结成型目的,实现传爆药爆轰波快速增长和稳定传播。

本发明提出了一种改善hmx基浇注传爆药爆轰波增长速度的方法,本发明采用的技术方案如下:

步骤一、在聚氨酯粘结剂预聚物中,加入hmx和石油醚,进行常温捏合包覆处理得到药浆;

步骤二、真空旋转浇注;

步骤三、对浇注后的药柱高温固化,退出模具,修整药柱至需要的尺寸。

更进一步的方案是:

所述的hmx为球形微米级粉体,含量90%~95%,粒度1μm~45μm,质量中位粒度6μm~10μm;所述的聚氨酯粘结剂预聚物由端羟基聚丁二烯、己二酸二辛酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯组成;所述的石油醚添加量为每1ghmx添加1ml石油醚。

更进一步的方案是:

步骤二中,真空旋转浇注,具体过程如下:

过程1,真空浇注:将圆柱形模具轴向垂直固定到旋转台上,将药浆从上端真空浇注到圆柱形模具中,真空度100pa~200pa,浇注速度300g/min~500g/min;

过程2,旋转处理:启动旋转台,旋转速度30r/min~60r/min;旋转过程中药浆保持真空状态,真空度500pa~1200pa;旋转时间2h~6h;

过程3,挤压处理:将圆柱形模具加热至60℃,在14kpa~15kpa压力下压制成型,并在60℃下保温保压1h;将挤注压力提高到100mpa,保压3min。

更进一步的方案是:

起爆传爆方向为药柱的轴线方向。

本发明的有益效果:

(1)起爆阈值压力低:起爆阈值压力小于pbxn-110炸药(4.2gpa);

(2)传爆药爆轰波增长速度快:爆轰增长时间小于pbxn-110炸药(4.5gpa起爆压力下1.24μs);

(3)易损性与pbxn-110炸药相当,通过快速烤燃和子弹撞击试验考核。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

(1)捏合处理:在100g端羟基聚丁二烯、己二酸二辛酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯组成的聚氨酯粘结剂预聚物中,加入900ghmx和900ml石油醚,进行常温捏合包覆处理,捏合机转速30r/min,捏合时间1h;其中hmx为球形微米级粉体,粒度1μm~45μm,质量中位粒度8μm。

(2)真空浇注:将圆柱形模具轴向垂直固定到旋转台上,将药浆充从圆柱形一端真空浇注到圆柱形模具中,真空度100pa,浇注速度300g/min;

(3)旋转处理:启动旋转台,旋转速度30r/min;旋转过程,药浆保持真空状态,真空度500pa;旋转时间6h;

(4)挤压处理:将模具加热至60℃,在15kpa压力下压制成型,并在60℃下保温保压1h;将挤注压力提高到100mpa,保压3min。

(5)对浇注后的药柱60℃固化72h,退出模具,修整药柱至需要的尺寸。

(6)使用过程中从药柱的轴线方向一端起爆。

实施例2

(1)捏合处理:在80g端羟基聚丁二烯、己二酸二辛酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯组成的聚氨酯粘结剂预聚物中,加入920ghmx和920ml石油醚,进行常温捏合包覆处理,捏合机转速30r/min,捏合时间1h;其中hmx为球形微米级粉体,粒度1μm~45μm,质量中位粒度10μm。

(2)真空浇注:将圆柱形模具轴向垂直固定到旋转台上,将药浆充从圆柱形一端真空浇注到圆柱形模具中,真空度200pa,浇注速度500g/min;

(3)旋转处理:启动旋转台,旋转速度60r/min;旋转过程,药浆保持真空状态,真空度1200pa;旋转时间2h;

(4)挤压处理:将模具加热至60℃,在14kpa压力下压制成型,并在60℃下保温保压1h;将挤注压力提高到100mpa,保压3min。

(5)对浇注后的药柱60℃固化72h,退出模具,修整药柱至需要的尺寸。

(6)使用过程中从药柱的轴线方向一端起爆。

实施例3

(1)捏合处理:在500g端羟基聚丁二烯、己二酸二辛酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯组成的聚氨酯粘结剂预聚物中,加入950ghmx和950ml石油醚,进行常温捏合包覆处理,捏合机转速30r/min,捏合时间1h;其中hmx为球形微米级粉体,粒度1μm~45μm,质量中位粒度6μm。

(2)真空浇注:将圆柱形模具轴向垂直固定到旋转台上,将药浆充从圆柱形一端真空浇注到圆柱形模具中,真空度100pa,浇注速度300g/min;

(3)旋转处理:启动旋转台,旋转速度30r/min;旋转过程,药浆保持真空状态,真空度500pa;旋转时间4h;

(4)挤压处理:将模具加热至60℃,在14.5kpa压力下压制成型,并在60℃下保温保压1h;将挤注压力提高到100mpa,保压3min。

(5)对浇注后的药柱60℃固化72h,退出模具,修整药柱至需要的尺寸。

(6)使用过程中从药柱的轴线方向一端起爆。

效果例

采用如下方法对实施例和pbxn-110炸药进行测试:

(1)起爆阈值压力测试:参照gjb772a-97方法605.1试验,测试药柱在聚黑-14(jh-14)炸药爆轰作用下的冲击波隔板(a12,)厚度;采用锰铜测压技术测试传爆药临界起爆压力值。

(2)传爆药爆轰波增长速度测试:由雷管起爆的jh-14,在经过一定厚度的的铝隔板衰减后起爆被测传爆药,测试不同铝隔板厚度所对应的压力值,获取4.5gpa所对应的隔板厚度;在该厚度隔板条件下,起爆待测传爆药,并采用锰铜测压技术测试传爆药内不同界面厚度处的压力值。测试传爆药从接触到爆轰波压缩波波振面到压力稳定不再增长的时间。

(3)易损性试验:将样品装填到内径60mm,长度240mm,厚度3mm的45号钢壳体中,分别进行子弹撞击、快速烤燃和慢速烤燃试验。子弹撞击试验子弹规格为12.7mm穿甲燃烧弹,撞击速度850m/s±20m/s;快烤燃试验采用篝火燃烧,篝火温度不低于800℃;慢速烤燃试验升温速度为5℃/min;

本发明各实施例性能与pbxn-110炸药结果对比如表1所示。

表1本发明性能数据

本发明起爆阈值压力低,传爆药爆轰波增长速度快,易损性与pbxn-110炸药相当,通过快速烤燃和子弹撞击试验考核。

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