[发明专利]一种纳米铝粉的球形微米化方法

说明书

本发明公开了一种纳米铝粉的微米化方法，包括：将高分子粘结剂溶解在有机溶剂形成高分子粘结剂溶液；将纳米铝粉分散在无水乙醇中，搅拌，加热至50℃，将高分子粘结剂溶液缓慢加入到铝粉的分散液中，持续搅拌，溶剂缓慢挥发，粘结剂析出，在搅拌过程中纳米铝粉在粘结剂作用下复合成微米颗粒。本发明针对纳米铝粉的团聚和分散性差的问题，通过高分子粘结剂的网络结构复合纳米铝粉形成微米铝颗粒。制备过程简单，工艺易于控制，微米球形铝颗粒的尺寸和分布可控，从而有效防止铝粉的团聚、提高颗粒的分散性，同时纳米颗粒复合而成的微米铝颗粒具有纳米铝粉的高反应活性，纳米铝粉在有机高分子作用下形成微球可以提高纳米铝粉的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种纳米铝粉的处理方法，具体涉及一种纳米铝粉的球形微米化方法，属于含能材料的制备技术领域。

背景技术

纳米铝粉因高的比表面积和反应活性，快速的释能速率在金属化炸药、推进剂等领域具有潜在的应用前景。然而大量的研究发现，纳米铝粉由于表面效应在混合使用过程中易于团聚，分散性差，无法和炸药颗粒、氧化剂(AP)等组分均匀混合分散，导致无法浇注成型。另外纳米铝粉由于活泼的反应性，在使用和存放过程中极易被空气氧化，从而影响含能体系的能量密度和存储寿命。

为了防止纳米铝粉的团聚，提高分散性和稳定性，对纳米铝粉进行表面改性是现有主要的方法，在纳米铝粉表面包覆一层有机高分子材料，可以改变表面属性。Christopher A.C通过分子自组装的方法用三种不同有机酸对铝粉表面进行了改性包覆，能有效提高铝粉在水中的化学稳定性。Fred等人采用棕搁酸对纳米Al粉进行包覆，通过老化实验表明，表面包覆处理对Al粉的抗氧化能力有较大的提高。Guo Lian gui用高分子粘合剂HTPB对铝粉进行了表面包覆，可增加其在空气中稳定性。Young-Soon Kwon用羧酸(C₁₇H₃₃COOH)等有机酸对纳米铝粉进行了包覆处理。

采用有机分子对纳米铝粉表面进行改性，可以提高稳定性，在一定程度上能防止纳米颗粒的团聚，改善了分散性，然而研究发现，现有的方法在防止团聚和提高分散性方面仍然无法满足金属化炸药和推进剂的混合浇注使用要求。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种纳米铝粉的微米化方法，通过纳米铝颗粒与高分子粘结剂复合形成球形微米铝颗粒，提高纳米铝粉分散性，防止团聚，在金属化炸药和推进剂方面具有很好的应用前景。该方法操作简单，制备的铝微球具有高的分散性和流散性，同时兼具纳米铝粉的反应活性和快速的释能特性。纳米铝粉在高分子粘结剂作为形成微米颗粒能提高纳米铝粉的稳定性，防止在使用和存放过程中的再氧化。

本发明具体是这样实现的：

纳米铝粉的微米化方法，包括：

将高分子粘结剂溶解在有机溶剂中形成高分子粘结剂溶液；

将纳米铝粉分散在溶剂中，搅拌，加热至30～50℃，将高分子粘结剂溶液缓慢加入到铝粉的分散液中，持续搅拌，溶剂缓慢挥发，粘结剂缓慢析出与纳米铝粉复合，在粘结剂作用下纳米铝粉复合形成微米颗粒。

更进一步的方案是：

所述高分子粘结剂为粘结剂为偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:1共聚物粘结剂(F2311)、偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:4共聚物(F2314)、偏氟乙烯-三氟氯乙烯1:3共聚物(F2313)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚氨酯(Estanse)和醋酸纤维素(CAB)中的一种或几种。

更进一步的方案是：

所述高分子粘接剂溶液的溶剂为乙酸乙酯或乙酸乙酯/乙酸丁酯。

更进一步的方案是：

所述的纳米铝粉的粒径在10～200nm。

更进一步的方案是：