[发明专利]一种氨水功能化石墨烯钝感包覆含能材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种氨水功能化石墨烯钝感包覆含能材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯分散于水相中得到石墨烯分散液，将含能材料加入石墨烯分散液中继续分散得到第一混合液，所述含能材料与石墨烯的质量比为98：(0.05～1.95)；(2)搅拌状态下，向第一混合液中添加氨水得到第二混合液；(3)将第二混合液加热至60～100℃，持续搅拌得到悬浮液；(4)将所述悬浮液过滤、洗涤、干燥即得氨水功能化石墨烯钝感化含能材料。该方法可以提高包覆效果，降低含能材料的机械感度。

技术领域

本发明涉及含能材料技术领域，具体涉及一种氨水功能化石墨烯钝感包覆含能材料的制备方法。

背景技术

现代战争中，高能材料因受到外界刺激产生爆炸导致的惨痛事件屡屡发生，并且在其生产、运输以及储存过程中因为感度发生的事故更是数不胜数。硝铵类炸药如HMX、CL-20等是目前应用十分广泛的高能主炸药材料，其具有能量密度大、耐热性好、爆轰性能稳定、爆速高等优良性能，但是较高的机械感度在很大程度上限制了其应用，因此对含能材料进行降感研究对武器装备的发展具有重要意义。高能与钝感是难以调和的一对矛盾体，在保持高能量水平的同时，如何有效地提高安全性能仍然是高能材料的一大挑战，更是当前含能材料研究者长期追求的目标。

对高能材料进行降感的方法已有诸多报道，其中对高能材料进行包覆是降低高能材料机械感度较为有效的方法之一。其中，选择的包覆材料、包覆工艺对降感效果有很大的影响，因此选择合适的包覆材料以及包覆工艺是至关重要的。传统的包覆技术存在表面覆盖率低、包覆不均匀、含能材料与包覆材料之间相互作用弱等一些缺点。因此需要去探索新的包覆材料或者包覆工艺来增强含能材料与包覆材料间的相互作用，进而提高包覆率，最终提高含能材料的包覆降感效果。

在众多的包覆材料中，碳纳米材料(C₆₀、碳纳米管、石墨烯及其衍生物)因其独特的结构以及优异的机械、导电、导热性能，被广泛应用于含能材料降感研究。其中石墨烯及其衍生物因其优异的比表面积、良好的热导率和电导率等物理性能而备受关注。尽管已有文献报道石墨烯及其衍生物能够对含能材料的机械感度有一定的改善作用，但是它与含能材料之间弱的相互作用导致了包覆效果有限，进而限制了含能材料的包覆降感效果。因此，如何增强包覆材料和含能材料间的相互作用对于含能材料安全性的提高具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨水功能化石墨烯钝感包覆含能材料的制备方法。通过氨基化石墨烯表面的氨基与含能材料表面的硝基间的静电相互作用，增强两者之间的界面相互作用力，从而提高包覆效果，降低含能材料的机械感度。

为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：

一种氨水功能化石墨烯钝感包覆含能材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯分散于水相中得到石墨烯分散液，将含能材料加入石墨烯分散液中继续分散得到第一混合液，所述含能材料与石墨烯的质量比为98：(0.05～1.95)；(2)搅拌状态下，向第一混合液中添加氨水得到第二混合液；(3)将第二混合液加热至60～100℃，持续搅拌得到悬浮液；(4)将所述悬浮液过滤、洗涤、干燥即得氨水功能化石墨烯钝感化含能材料。

进一步的技术方案为，所述含能材料为硝铵类含能材料。

更优选的，所述含能材料为HMX或CL-20或二者的混合物。

进一步的技术方案为，所述石墨烯分散液的浓度为0.5mg/mL。

进一步的技术方案为，所述石墨烯为氧化石墨烯或还原石墨烯或二者的混合物。

进一步的技术方案为，所述氨水与石墨烯第一混合液的体积比为0.0007：1。

进一步的技术方案为，所述第二混合液持续搅拌时间为2～10小时。