一种可自愈合的高聚物黏结炸药及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115819159A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310095278.0(22)申请日2023.02.10(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市尖草坪区学院路3号(72)发明人安崇伟程王健高富炳郑戈霄徐传豪叶宝云王晶禹(74)专利代理机构太原科卫专利事务所(普通合伙)14100专利代理师杨文艳(51)Int.Cl.C06B23/00(2006.01)C06B21/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种可自愈合的高聚物黏结炸药及其制备方法(57)摘要本发明涉及含能复合材料制备技术领域，具体涉及一种可自愈合的高聚物黏结炸药及其制备方法；将聚醚二元醇与过量的二异氰酸酯反应，异氰酸酯指数为1～1.1，以二丁基锡二月桂酸酯为催化剂，先进行反应生成带有‑NCO的预聚体，然后加入二硫化物继续反应，最终得到的聚氨酯结构可以在室温条件下发生可逆断裂并自行修复。利用水悬浮法将该自愈合聚氨酯与含能化合物进行复合，通过压装成型得到具有自修复特性的高聚物黏结炸药。本发明提供的高聚物黏结炸药制备方法简单、实用性强，借助二硫键的可逆动态反应、分子间氢键相互作用以及分子链流动性的耦合作用，在温和的条件下可实现快速愈合，有望提高炸药的力学性能和抗老化性能。CN115819159ACN115819159A权利要求书1/2页1.一种具有自愈合特性聚氨酯黏结剂，其特征在于，其结构式为：。2.根据权利要求1所述的一种具有自愈合特性聚氨酯黏结剂的制备方法，其特征在于，先将过量异氰酸酯与聚醚二元醇反应，在催化剂的作用下将聚醚二元醇进行封端，生成‑NCO封端的预聚物；然后向预聚物中添加二硫化物发生扩链反应；扩链反应结束后的产物置于聚四氟乙烯模具中，分别经过真空干燥及鼓风干燥蒸发掉全部溶剂，得到自愈合聚氨酯黏结剂。3.根据权利要求1所述的一种具有自愈合特性聚氨酯黏结剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）首先将分子量为1000g/mol的聚四氢呋喃溶解于N,N‑二甲基乙酰胺，然后逐滴加入异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡，在通有氮气的反应烧瓶中75~85℃反应2h，生成‑NCO封端的预聚物；（2）将溶解于N,N‑二甲基乙酰胺中的双（2‑氨基苯基）二硫以0.5~1.5mL/min注入速率滴加至在步骤（1）的预聚物中，然后在60~70℃下继续搅拌反应2h；（3）将步骤（2）得到的产物置于聚四氟乙烯模具中，在真空干燥烘箱中处理20~40min后，放入温度为60℃的鼓风干燥箱中干燥1~3d，蒸发掉全部溶剂，得到自愈合聚氨酯。4.根据权利要求3所述的一种具有自愈合特性聚氨酯黏结剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）异氰酸酯与聚四氢呋喃中羟基的摩尔比为2.5~3，二月桂酸二丁基锡占预聚体质量的0.1~0.3%。5.根据权利要求1所述的一种具有自愈合特性聚氨酯黏结剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中双（2‑氨基苯基）二硫含量占反应产物的4.5%~6%。6.一种可自愈合的高聚物黏结炸药的制备方法，采用如1所述的具有自愈合特性聚氨酯黏结剂制备，其特征在于，包括以下步骤：（1）将炸药颗粒和一定量的去离子水置于三口烧瓶中，添加一定量的表面活性剂，超声分散5~15min得到均匀的悬浮液；（2）设定水浴加热温度60~70℃，将自愈合特性聚氨酯黏结剂配置一定浓度的溶液，并以0.5~1.5mL/min注入速率滴入步骤（1）炸药悬浮液中；（3）打开循环水式真空泵，抽除蒸发的有机溶剂，使自愈合特性聚氨酯黏结剂均匀包裹在炸药晶体表面，并黏结成类球形颗粒，经过滤、洗涤、干燥，得到造型粉颗粒；（4）称取一定量造型粉放置模具中，压制成PBX炸药药柱。通过力的加载方式产生损伤，然后在一定温度下进行愈合，恢复其本身结构。7.根据权利要求6所述的一种可自愈合的高聚物黏结炸药的制备方法，其特征在于，步骤（1）中表面活性剂的质量分数为0.1%~1%。8.根据权利要求6所述的一种可自愈合的高聚物黏结炸药的制备方法，其特征在于，步骤（2）中自愈合特性聚氨酯黏结剂溶液的浓度为3%~6%。2CN115819159A权利要求书2/2页9.一种如权利要求6‑8任一项所述的可自愈合的高聚物黏结炸药的制备方法制备得到的高聚物黏结炸药。3CN115819159A说明书1/5页一种可自愈合的高聚物黏结炸药及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及含能复合材料制备技术领域，具体涉及一种可自愈合的高聚物黏结炸药及其制备方法。背景技术[0002]高聚物黏结炸药（PolymerBondedExplosives，PBX）从组成上可以看成一类由炸药为分散相、黏结剂为连续相构成的含能复合材料，其整体性能主要取决