本發(fā)明涉及燃料，尤其涉及一種具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、高能液體燃料是一種具有發(fā)展前景的液能燃料，其爆轟能量比等質(zhì)量的炸藥釋放的能量高的多，主要是通過(guò)將燃料拋撒到空氣中，燃料液滴霧化并與空氣充分混合形成云霧，再使用二次引信實(shí)施強(qiáng)起爆，將含有燃料液滴的云霧爆轟，利用高溫高壓和強(qiáng)沖擊波來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行毀傷；且沖擊波在墻壁之間反射疊加，超壓值遠(yuǎn)高于開(kāi)闊空間。

2、目前通用的高能液體燃料配方主要是環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、烷烴類(lèi)、烯烴類(lèi)或橋環(huán)類(lèi)等化合物，敏化劑多采用硝酸異丙酯和硝酸異丁酯或硝基甲烷等硝酸酯硝基化合物。為提高其爆轟時(shí)的溫度，增強(qiáng)其對(duì)軟目標(biāo)的殺傷能力，現(xiàn)有技術(shù)一般向燃料中加入鋁粉來(lái)提高爆轟溫度，但是金屬鋁粉在存儲(chǔ)過(guò)程中會(huì)發(fā)生沉降，極大影響了高能液體燃料在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中的安定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料及其制備方法，本發(fā)明提供的高能液體燃料具有優(yōu)異的安定性與燃燒性能。

2、本發(fā)明提供了一種高能液體燃料，包括以下百分含量的組分：

3、10-30wt％鏈狀醚；

4、35-50wt％環(huán)氧烷烴；

5、5-45wt％含氧烷基鋁；

6、10-15wt％敏化劑。

7、優(yōu)選的，所述含氧烷基鋁包括三烷氧基鋁、烷氧基烷基鋁、羧酸鋁、β-酮酸鋁絡(luò)合物和β-二酮鋁絡(luò)合物中的一種或幾種。

8、優(yōu)選的，所述含氧烷基鋁為三甲氧基鋁、三乙氧基鋁、三異丙氧基鋁、異丙氧化二甲基鋁、異辛酸鋁、硬脂酸鋁、三乙酰丙酮鋁和三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鋁中的一種或幾種。

9、優(yōu)選的，所述鏈狀醚包括甲乙醚、乙醚、異丙醚、異丁醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、2-甲氧基呋喃、3-甲氧基呋喃、2,3-二甲氧基呋喃、2-甲氧基四氫呋喃、3-甲氧基四氫呋喃、2,3-二甲氧基四氫呋喃和聚甲氧基烷基醚一種或幾種。

10、優(yōu)選的，所述鏈狀醚包括乙醚、異丙醚或聚甲氧基二烷基醚。

11、優(yōu)選的，所述聚甲氧基二烷基醚的甲氧基聚合度為1-20；

12、所述聚甲氧基二烷基醚中的烷基為碳原子1-16的飽和正構(gòu)烷烴、碳原子3-16的異構(gòu)烷烴、1個(gè)芳香基取代烷基中的一種或兩種。

13、優(yōu)選的，所述環(huán)氧烷烴包括環(huán)氧乙烷、甲基環(huán)氧乙烷、二甲基環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丙烷、2-甲基環(huán)氧丙烷、3-甲基環(huán)氧丙烷、2,3-二甲基環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷中的一種或幾種。

14、優(yōu)選的，所述敏化劑包括硝酸酯。

15、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

16、將鏈狀醚、環(huán)氧烷烴和敏化劑在干燥環(huán)境中混合，得到預(yù)混液；

17、在保護(hù)氣氛中，將所述預(yù)混液與含氧烷基鋁混合，得到所述具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料。

18、優(yōu)選的，所述保護(hù)氣氛為氮?dú)狻?/p>

19、高能液體燃料引爆的技術(shù)主要有兩種：二次引爆技術(shù)或一次引爆技術(shù)。對(duì)于二次引爆技術(shù)來(lái)說(shuō)，第一次引爆用于炸開(kāi)容器拋灑燃料，第二次引爆用于點(diǎn)燃燃料云團(tuán)，形成爆轟。對(duì)于一次引爆技術(shù)來(lái)說(shuō)，與二次引爆相比，一次引爆更簡(jiǎn)單，成本更低。一次引爆的特點(diǎn)是通過(guò)外加能源產(chǎn)生的沖擊波來(lái)同步誘爆燃料(如電火花或者引爆藥)，或者燃料組分自身釋放熱量來(lái)逐步誘爆燃料(如化學(xué)催化、光催化或熱湍流噴流起爆法等)。本發(fā)明是為一次引爆技術(shù)高能液體燃料，其爆轟模型為燃燒轉(zhuǎn)爆轟(ddt，deflagration-to-detonationtransition)模型，本發(fā)明所述具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料在產(chǎn)生云團(tuán)后，燃料中的含氧烷基鋁組分(以三乙氧基鋁和二異丙基氧基鋁為代表)在空氣中無(wú)需催化即可以迅速自燃，起到自誘爆燃料的作用。本發(fā)明提供了一種不通過(guò)催化和物理誘導(dǎo)，單純依靠燃料組分自發(fā)反應(yīng)，誘導(dǎo)爆轟的方案。

20、本發(fā)明提供的高能液體燃料以含氧烷基鋁來(lái)提供轟炸溫度，含氧烷基鋁能夠很好地溶解于鏈狀醚和環(huán)氧烷烴中，且在鏈狀醚和環(huán)氧烷烴形成的液體體系中保存時(shí)間長(zhǎng)，在隔絕空氣的條件下可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存不發(fā)生沉降、聚集或變質(zhì)，具有良好的儲(chǔ)存安定性；而且含氧烷基鋁具有較低的起爆能和較高的燃燒能，保證了高能液體燃料的爆轟溫度。因此，本發(fā)明提供的高能液體燃料很好的平衡了安定性和燃燒性能，具有高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。而且，本發(fā)明的高能液體燃料中添加了敏化劑，能夠加速含氧烷基鋁在空氣中的燃燒。

1.一種具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料，其特征在于，包括以下百分含量的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能液體燃料，其特征在于，所述含氧烷基鋁包括三烷氧基鋁、烷氧基烷基鋁、羧酸鋁、β-酮酸鋁絡(luò)合物和β-二酮鋁絡(luò)合物中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高能液體燃料，其特征在于，所述含氧烷基鋁為三甲氧基鋁、三乙氧基鋁、三異丙氧基鋁、異丙氧化二甲基鋁、異辛酸鋁、硬脂酸鋁、三乙酰丙酮鋁和三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鋁中的一種或幾種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能液體燃料，其特征在于，所述鏈狀醚包括甲乙醚、乙醚、異丙醚、異丁醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、2-甲氧基呋喃、3-甲氧基呋喃、2,3-二甲氧基呋喃、2-甲氧基四氫呋喃、3-甲氧基四氫呋喃、2,3-二甲氧基四氫呋喃和聚甲氧基二烷基醚一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高能液體燃料，其特征在于，所述鏈狀醚包括乙醚、異丙醚或聚甲氧基二烷基醚。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高能液體燃料，其特征在于，所述聚甲氧基二烷基醚的甲氧基聚合度為1-20；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能液體燃料，其特征在于，所述環(huán)氧烷烴包括環(huán)氧乙烷、甲基環(huán)氧乙烷、二甲基環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丙烷、2-甲基環(huán)氧丙烷、3-甲基環(huán)氧丙烷、2,3-二甲基環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能液體燃料，其特征在于，所述敏化劑包括硝酸酯。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述保護(hù)氣氛為氮?dú)狻?/p>
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種具有高儲(chǔ)存安定性的高能液體燃料及其制備方法，高能液體燃料包括以下百分含量的組分：10?30wt％鏈狀醚；35?50wt％環(huán)氧烷烴；5?45wt％含氧烷基鋁；10?15wt％敏化劑。本發(fā)明以含氧烷基鋁提供爆轟溫度，含氧烷基鋁能夠很好地溶解于鏈狀醚和環(huán)氧烷烴中，且在鏈狀醚和環(huán)氧烷烴形成的液體體系中保存時(shí)間長(zhǎng)，在隔絕空氣的條件下可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存不發(fā)生沉降、聚集或變質(zhì)，具有高儲(chǔ)存安定性；而且含氧烷基鋁具有較低的起爆能和較高的燃燒能，保證了高能液體燃料的爆轟溫度。因此，本發(fā)明提供的高能液體燃料很好的平衡了安定性和燃燒性能。而且，本發(fā)明的高能液體燃料中添加了敏化劑，能夠加速含氧烷基鋁在空氣中的燃燒。

技術(shù)研發(fā)人員：安高軍,夏洋峰,邵偉光,陳今茂,魯長(zhǎng)波,王耀輝,鄭哲,徐曦萌,劉亞文,王春智
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30