[发明专利]一种团聚硼粉表面包覆金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种团聚硼粉表面包覆金属的方法，属于火炸药和推进剂用团聚硼粉包覆领域。

背景技术

在化工领域，同其它金属燃料相比，硼以其高的质量热值和体积热值被认为是固体推进剂的最佳金属燃料。但在含硼固体推进剂应用过程中主要存在工艺恶化、硼添加量低下、硼粉点火性能差和燃烧效率低等问题，国内外文献报道解决硼粉应用问题主要包括包覆和团聚两种方法，其中团聚对推进剂制药工艺和硼粉燃烧均起到一定作用，但团聚硼粉燃烧时不易崩散，难以在短时间内引燃，造成硼粉燃烧效率低下，虽然可通过在硼粉团聚前进行包覆处理，但使用的包覆剂必然用量较大，降低了团聚硼粉中的有效组分硼的含量，因此燃烧热值降低。解决上述问题的有效手段就是对团聚硼粉进行金属包覆，通过点燃团聚硼粉表面金属来引燃硼粉并对硼粉燃烧起到促进作用，同时金属使用含量较低，对硼粉燃烧热值影响不大。

国际在金属包覆团聚硼粉的研究尚未有公开报道，仅国内有相关公开号为CN101787515A的中国专利申请涉及一种铝包覆硼复合粉体的制备方法。这种方法采用多弧离子镀膜机制备率包覆硼粉，但所使用的硼粉粒度超细、颗粒搭接严重不易分散，因此粉末包覆完整性差，且所镀的金属易于氧化形成阻隔层，对燃烧效果改善有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种团聚硼粉表面包覆金属的方法。镍因其可降低硼的点火温度，因此对硼的燃烧起到很好的引燃和促燃的效果，同时金属镍是推进剂燃烧过程中的催化剂，对改善硼的点火燃烧非常有利，因此对硼粉进行镍包覆是解决硼粉在推进剂中应用的重要手段。该方法不仅可制备镍包覆团聚硼粉，而且可实现铜、铁等多种金属包覆，并且包覆均匀，方便高效，简便易行。

为了实现上述目的，本发明包含以下技术方案：

一种团聚硼粉表面包覆金属的方法包括碱性除油、脱水烘干、粗化、敏化、活化和化学镀金属过程，具体步骤如下：

（1）碱洗除油:采用碱液洗涤以去除团聚硼粉表面杂质，增加粉末颗粒的表面活性。

（2）脱水烘干：将步骤（1）处理后的团聚硼粉进行水洗并彻底脱水烘干。

 (3)粗化：将步骤（2）所得团聚硼粉利用氧化剂进行粗化处理，使粉末表面形成无数微小凹面，由于在这些凹面表面附着力大，有利于金属的吸附。

 (4)活化敏化：将步骤（3）粗化处理的团聚硼粉通过敏化剂和催化剂进行敏化和活化处理，使催化剂在团聚硼粉表面形成催化中心，利于化学金属的生成。

(5)化学镀金属：将金属盐与还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂进行均匀混合，混合后与步骤（4）得到的团聚硼粉混合然后进行加热生产。

如上所述的团聚硼粉表面包覆金属的方法，优选的是，步骤（1）碱液洗涤所用的清洗液为弱碱性除油液。

更优选的是，弱碱性除油液为氢氧化钠、碳酸钠中的任意一种或两种的组合。

在上述任意方案中，优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法，的步骤（1）所述的团聚硼粉为粒径至少为10μm的球形或类球形团聚硼粉。

在上述任一方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法中的团聚硼粉，其制备方法包括捏合制粒法、离心造粒法、喷雾干燥法、挤出造粒法等。

在上述任一方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法，的步骤（2）的烘干温度为50~300℃。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（3）所述的氧化剂为三氧化铬、硫酸、高锰酸钾和氢氟酸中的任意一种或几种。 

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（3）的粗化处理时间为10~60min。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（4）所述的敏化剂为氯化亚锡或次亚磷酸钠。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（4）所述的催化剂为氯化钯或醋酸镍。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（5）中金属盐与还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂的质量比例为1:0.5~5:0.5~5:0.5~5：1~10:0.0001~0.05。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（5）的化学镀金属过程中加热生产的条件：溶液pH值为4~7，加热温度为30~200℃。

在上述任意方案中优选的是，所述团聚硼粉表面包覆金属的方法的步骤（5）中所述金属盐为硫酸铜、硫酸亚铁、氯化镍、硫酸镍和次亚磷酸镍中的任意一种或几种。