專利名稱:球形藥成型和深鈍感工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輕武器用球形藥領(lǐng)域，特別涉及一種球形藥成型和深鈍感工藝。
技術(shù)背景
提高彈丸初速是身管武器發(fā)射藥裝藥技術(shù)研究的主要目標。提高彈丸初速的方法通常是采用高能發(fā)射藥和提高裝藥密度。高能發(fā)射藥的爆溫高，對武器燒蝕嚴重，導(dǎo)致武器的使用壽命降低。另外，目前通過配方提高能量的幅度較難超過20%，而通過提高裝藥密度提高能量的幅度能達到50%。因此，提高單位藥室容積的發(fā)射藥裝藥量是提高武器初速的有效技術(shù)途徑。
近期高燃速高密度的裝藥技術(shù)得到了發(fā)展，這類裝藥包括模塊裝藥技術(shù)、多層結(jié)構(gòu)式密實裝藥、多元裝藥技術(shù)、球形藥、按序分裂桿狀藥、部分切口多孔桿狀藥、高密度高增燃性裝藥、開槽桿狀藥等。球形藥在藥筒內(nèi)直接密實的方法可以顯著提高裝填密度，從而得到廣泛的重視。在相同燃燒層厚度的條件下，球形藥的流散性最好，顆粒最小，裝填密度最高。小口徑輕武器的藥室容積較小，球形藥是最好的裝藥藥型，國內(nèi)外各種小口徑輕武器普遍都采用球形藥作為發(fā)射藥裝藥。隨著大弧厚球形藥制備工藝的發(fā)展，球形藥在大口徑身管武器發(fā)射藥裝藥中也具有良好的應(yīng)用前景。
球形藥燃燒過程中減面性很大，其燃氣生成規(guī)律不理想，采用球形藥作為發(fā)射藥裝藥時，必須對其進行表面鈍感處理，實現(xiàn)線性燃速的漸增性，改善球形藥裝藥的燃氣生成規(guī)律，提高膛壓的利用率，進而提高彈丸初速。因此，表面鈍感技術(shù)是球形發(fā)射藥生產(chǎn)應(yīng)用中的主要關(guān)鍵技術(shù)之一。鈍感處理技術(shù)是在發(fā)射藥表面層滲入一薄層緩燃物質(zhì)，以減慢燃燒初期的氣體生成速率，當緩燃層逐漸燒去時，氣體生成速率逐漸增大，則形成漸增性燃燒。燃燒漸增性技術(shù)是提高裝藥能量利用率的有效途徑，有利于改善裝藥的內(nèi)彈道性能，有效的控制膛壓，提高彈丸初速。
在球形藥裝藥的生產(chǎn)中，目前都采用先成型、后表面鈍感的兩步法工藝，即先制備出未鈍感的球形藥，然后再用“濕法”鈍感工藝對球形藥進行鈍感，這樣球形藥實際生產(chǎn)就分為兩步一制備球形藥，二對球形藥鈍感，得到成品。整個生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素多。國內(nèi)不少學(xué)者對球形藥的“一步法”工藝進行初步的研究， 取得了一定的成果，初步確定了 “一步法”工藝的可行性，但是公開的“一步法”的鈍感效果比較差，能量損失比較嚴重，因此，“一步法”的鈍感效果還需進一步探討。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在現(xiàn)有球形藥“一步法”工藝的基礎(chǔ)上，選擇更為優(yōu)秀的鈍感劑，減少球形藥“一步法”鈍感過程中的能量損失，降低其初始的動態(tài)活度。
本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的
一種球形藥成型和深鈍感工藝，其特征是在球形藥成型過程的蒸溶階段加入鈍感劑，升高溫度，驅(qū)除溶劑，得到深鈍感球形藥，所述鈍感劑為3，5-二硝基苯甲酸乙酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述3，5- 二硝基苯甲酸乙酯的添加量為藥重的12%，所述三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量為藥重的6%。
鈍感劑選用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯時，加入鈍感劑后五十分鐘加入過氧化二苯甲酰進行固化，過氧化二苯甲酰的加入量為鈍感劑重量的1%。
加入鈍感劑后，升溫至97°C，驅(qū)除溶劑。
本發(fā)明工藝的實現(xiàn)主要是在球形藥成型過程中將鈍感劑加入，球形藥成型過程包括溶解、成球、預(yù)蒸溶、脫水、蒸溶、水洗六個過程。根據(jù)現(xiàn)有的“一步法”工藝，在球形藥的蒸溶過程中將所選擇的鈍感劑加入，完成球形藥的鈍感。在蒸溶過程中，乙酸乙酯被不斷地從溶液中蒸出來，球形藥的結(jié)構(gòu)漸漸地致密，選取一個合適的時機，此時球形藥的結(jié)構(gòu)可以使鈍感劑在球形藥內(nèi)形成有效的濃度梯度并且有足夠的時間保證鈍感劑滲透到球形藥里面，將鈍感劑加入就可以實現(xiàn)球形藥一步工藝。另外，鈍感劑的加入量也必須考慮，鈍感劑加入量太多，會使得球形藥的能量降低得太多，并且可能引起球形藥的初始點火困難；鈍感劑加入量太少，球形藥鈍感效果不明顯。
因此，將適量的鈍感劑在球形藥成型過程中適當?shù)臅r間加入，可得到鈍感效果良好的球形藥。
本發(fā)明的有益效果是球形藥成型和表面鈍感一步工藝的基礎(chǔ)上，選用優(yōu)良的鈍感劑，降低鈍感過程中的能量損失，降低其初始的動態(tài)活度，不僅能簡化生產(chǎn)工藝、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，還可簡化質(zhì)量控制過程、提高產(chǎn)品質(zhì)量。


附圖1為分別用3，5-二硝基苯甲酸乙酯和偏苯三甲酸三辛酯做鈍感劑時的Z B曲線，Z代表動態(tài)活度，i 代表相對壓力。
附圖2為分別用聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸縮水甘油酯做鈍感劑時的Z i 曲線，Z代表動態(tài)活度，S代表相對壓力。
圖中曲線1為3，5- 二硝基苯甲酸乙酯，曲線2為偏苯三甲酸三辛酯，曲線3為聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，曲線4為聚甲基丙烯酸縮水甘油酯。
具體實施方式
實施例1 3，5- 二硝基苯甲酸乙酯一步工藝
在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為550r/ min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌約一個小時。加入6g明膠，此過程大約需要一個小時。成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出約總?cè)軇┝康?596，大約IOOml乙酸乙酯。預(yù)蒸溶時間大約一個小時。在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4，進行脫水。在脫水過程中，水浴的溫度降低到68°C，此過程大約需要一個小時。在脫水結(jié)束后，加入12g的3，5- 二硝基苯甲酸乙酯進行鈍感，繼續(xù)升溫到97°C為止，此過程大約需要三個小時。在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑，需要用水將其洗干凈。將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
實施例2 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯一步工藝[0022]首先，在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為 550r/min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌約一個小時，然后加入6g明膠，此過程大約需要一個小時。成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出約總?cè)軇┝康?5%’預(yù)蒸溶時間大約一個小時。在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4，進行脫水。在脫水過程中，水浴的溫度降低到 68°C，此過程大約需要一個小時。在脫水結(jié)束后，加入6g的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，繼續(xù)升高溫度，四十分鐘后加入鈍感劑重量1%的引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，繼續(xù)升溫到97V為止，此過程大約需要三個小時。在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑，將得到的球形藥用水洗2 3遍后，再用水浸泡12h。將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
對比實施例1偏苯三甲酸三辛酯一步工藝
在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為550r/ min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌約一個小時。加入6g明膠，此過程大約需要一個小時。成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出約總?cè)軇┝康?596，大約IOOml乙酸乙酯。預(yù)蒸溶時間大約一個小時。在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4，進行脫水。在脫水過程中，水浴的溫度降低到68°C，此過程大約需要一個小時。在脫水結(jié)束后，加入12g的偏苯三甲酸三辛酯進行鈍感，繼續(xù)升溫到97°C為止，此過程大約需要三個小時。在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑，需要用水將其洗干凈。將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
對比實施例2聚甲基丙烯酸縮水甘油酯一步工藝
首先，在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為 550r/min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌約一個小時，然后加入6g明膠，此過程大約需要一個小時。成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出約總?cè)軇┝康?5%’預(yù)蒸溶時間大約一個小時。在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4，進行脫水。在脫水過程中，水浴的溫度降低到 68°C，此過程大約需要一個小時。在脫水結(jié)束后，加入6g的聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，繼續(xù)升高溫度，四十分鐘后加入鈍感劑重量1%的引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，繼續(xù)升溫到97V為止，此過程大約需要三個小時。在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑，將得到的球形藥用水洗2 3遍后，再用水浸泡12h。將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
從圖1可以看出使用3，5- 二硝基苯甲酸乙酯做鈍感劑的球形藥的初始動態(tài)活度比用偏苯三甲酸三辛酯做鈍感劑的球形藥的初始動態(tài)活度明顯降低。在同等裝藥量下， 在密閉爆發(fā)期系統(tǒng)中測得未鈍感球形藥的最大壓力為MOMPa，用偏苯三甲酸三辛酯鈍感劑的球形藥最大壓力在233MPa，而用3，5-二硝基苯甲酸乙酯鈍感劑的球形藥最大壓力為 238MPa，能量幾乎沒有損失，表明使用3，5-二硝基苯甲酸乙酯做鈍感劑的性能明顯好于使用偏苯三甲酸三辛酯鈍感劑。
從圖2中可以看出使用聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的鈍感球形藥初始的動態(tài)活度明顯低于使用聚甲基丙烯酸縮水甘油酯鈍感劑的球形藥，在同等裝藥量下，在密閉爆發(fā)期系統(tǒng)中測得能量損失相差不大，說明用多官能團聚合物聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯做鈍感劑會取得良好的鈍感效果。
權(quán)利要求
1.一種球形藥成型和深鈍感工藝，其特征是在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為550r/min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌一個小時，加入6g明膠，此過程需要一個小時；成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出總?cè)軇┝康?5%，預(yù)蒸溶時間一個小時；在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4,進行脫水，在脫水過程中，水浴的溫度降低到68°C，此過程需要一個小時；在脫水結(jié)束后，加入12g的3，5- 二硝基苯甲酸乙酯進行鈍感，繼續(xù)升溫到97°C為止，此過程需要三個小時；在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑，用水將其洗干凈；將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
2.一種球形藥成型和深鈍感工藝，其特征是在燒瓶中加入IOOOml水，并將水浴溫度設(shè)為68°C，開動攪拌并將轉(zhuǎn)速設(shè)為550r/min后加入B級硝化棉68g和TG-I吸收藥片32g，再加入450ml的乙酸乙酯，機械攪拌一個小時，然后加入6g明膠，此過程需要一個小時；成球結(jié)束后，將水浴溫度升到73°C，乙酸乙酯從溶液中不斷地蒸出，直至蒸出總?cè)軇┝康?5%， 預(yù)蒸溶時間一個小時；在預(yù)蒸溶結(jié)束后，加入50g的Na2SO4,進行脫水，在脫水過程中，水浴的溫度降低到68°C，此過程需要一個小時；在脫水結(jié)束后，加入6g的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，繼續(xù)升高溫度，四十分鐘后加入鈍感劑重量1%的引發(fā)劑過氧化二苯甲酰，繼續(xù)升溫到97°C為止，此過程需要三個小時；在驅(qū)溶結(jié)束后，球形藥表面還粘著一些明膠和脫水劑， 將得到的球形藥用水洗2 3遍后，再用水浸泡12h，將水洗后的球形藥放到烘箱內(nèi)進行烘干，驅(qū)除球形藥中殘留的乙酸乙酯和水分，烘箱的溫度50°C，時間48h。
專利摘要
本發(fā)明涉及輕武器用球形藥領(lǐng)域一種球形藥成型和深鈍感工藝。在球形藥成型過程的蒸溶階段加入鈍感劑，升高溫度，驅(qū)除溶劑，得到深鈍感球形藥，所述鈍感劑為3,5-二硝基苯甲酸乙酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。3,5-二硝基苯甲酸乙酯的添加量為藥重的12%，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量為藥重的6%。鈍感劑選用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯時，加入鈍感劑后五十分鐘加入鈍感劑重量的1%的過氧化二苯甲酰進行固化。球形藥成型和表面鈍感一步工藝的基礎(chǔ)上，選用優(yōu)良的鈍感劑，降低鈍感過程中的能量損失，降低其初始的動態(tài)活度，不僅能簡化生產(chǎn)工藝、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，還可簡化質(zhì)量控制過程、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號C06B45/00GKCN102060636SQ201010571259
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月3日
發(fā)明者孟凡軍, 朱化雨, 趙洪義 申請人:山東宏藝科技股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (1),