一种宽适应性叠氮聚醚推进剂制造技术

本发明专利技术涉及一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，该推进剂主要包括以下质量百分比含量组份：叠氮含能粘合剂：8.0～12.0％；含能增塑剂：10.0～15.0％；交联剂：0.1～3.0％；AP：30.0～50.0％；炸药HMX或RDX：10.0～15.0％；固化剂：0.5％～1.5％；金属燃料Al粉：16.0％～20.0％，推进剂的固体含量在75.0～80.0％之间，该推进剂具备较高的能量，适中的燃速，良好的高低温适应性，极端高低温力学性能优异，具备良好的安全性能，满足1.3级固体推进剂指标要求，满足先进战术、战略武器型号对高能钝感推进剂性能指标的较高要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，特别是涉及一种要求具有良好的高低温力学性能，较高安全性能与能量性能的宽适应性1.3级叠氮聚醚推进剂。
技术介绍
现代武器要求进一步提高推进剂的能量,然而随着推进剂能量的增加,其在制造、贮存、运输和使用过程中的危险性亦相应增加。研制高能、钝感推进剂是现代战争对导弹系统提出的一种新概念和新要求。美国、法国、日本等国都相继对高能、钝感和低特征信号推进剂进行了研究并取得了很大进展。我国在钝感推进剂方面与国际同行相比还有相当的差距,对推进剂的钝感性能尚缺少系统全面的研究。随着大型舰船、高性能战斗机、武装直升机及多功能战车等高性能武器平台的不断涌现，对武器系统的能量和感度有了更高的要求，既要满足远程打击的需要，又要满足钝感弹药的需求固体推进剂是提供武器系统的动力源，其在武器中处于点火装置和毁伤装置之间，在非正常情况下易于被点火装置引发，引发后又可能触发毁伤装置，从而造成武器系统或整个武器平台的大面积损毁。国内研制的高燃速固体推进剂装药对机械撞击、摩擦和静电等外界刺激源很敏感，如高燃速固体推进剂在整形和脱模过程中发生过燃烧和爆燃事故。因此，固体推进剂安全性能成为推进剂应用的主要制约因素。目前，1.3级钝感推进剂的研制和应用已成为战术导弹用固体推进剂研究领域的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，该推进剂具备较高的能量，适中的燃速，良好的高低温适应性，极端高低温力学性能良好，具备良好的安全性能，满足1.3级固体推进剂指标要求，满足先进战术、战略武器型号对高能钝感推进剂性能指标的较高要求。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，包括如下质量百分比含量的组份：粘合剂：6.5～12.0％；增塑剂：10.0～15.0％；交联剂：0.06～3.0％；键合剂：0～0.5％；AP：30.0～50.0％；炸药：10.0～15.0％；固化剂：0.5～1.5％；燃料：16.0～20.0％；固化催化剂：0.01％～0.02％。所述粘合剂为环氧丁烷四氢呋喃叠氮聚醚PBT。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述粘合剂PBT中，Mn：3000～7000gmol-1之间，BAMO与THF的链节比在7/3～3/7(7:3～3:7)之间。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述增塑剂为钝感增塑剂，具体为N-丁基硝氧乙基硝铵BuNENA、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN或N-甲基硝氧乙基硝铵/N-乙基硝氧乙基硝铵混合物MENE42。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述交联剂为小分子交联剂或大分子交联剂，或者小分子交联剂与大分子交联剂的混合物；当为小分子交联剂与大分子交联剂的混合物时，小分子交联剂与大分子交联剂的质量比在1/20～1/5之间。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述小分子交联剂为TEDA、TEA、TMP、PTT、葡萄糖或木糖醇中的一种或组合；所述大分子交联剂为T-PBT、F-PBT、N-PBT、T-PET或端羟基多官能团环氧乙烷－环氧丙烷星形共聚醚PAO中的一种或组合。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述T-PBT为PBT三元醇，Mn：3000～6000gmol-1；所述F-PBT为PBT四元醇，Mn：3000～6000gmol-1；所述N-PBT为PBT多元醇，Mn：3000～20000gmol-1；所述T-PET为PET三元醇，Mn：3000～10000gmol-1。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述键合剂为小分子醇胺类键合剂和大分子中性聚合物键合剂的混合物，且小分子醇胺类键合剂和大分子中性聚合物键合剂的质量比在1/4～1/1之间。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述小分子醇胺类键合剂为三乙醇胺TEA或三乙醇胺与三氟化硼复合物T313；所述大分子中性聚合物键合剂为NPBA。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述炸药为HMX或RDX中的一种或组合；所述AP采用I或II或III或IV类AP中的一种或组合。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述固化剂为包含[NCO]的异氰酸酯分子，具体为TDI、IPDI、MDI、HDI或DDI中的一种或组合。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述燃料为Al粉，Al粉采用FTQ1或FTQ2或FTQ3或FTQ5铝粉中的一种或组合。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述固化催化剂为三苯基铋TPB或三乙氧基苯基铋TEPB。在上述宽适应性叠氮聚醚推进剂中，所述的推进剂固含量s在78.0～80.0％之间。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)、本专利技术通过对组成推进剂的各组份及含量进行选择和优化设计，通过选择合适的含能钝感粘合剂与低感度增塑剂，合适的交联剂、固化剂，同时调节固体填料组分的含量与配比，得到的固体推进剂符合战术导弹发动机用固体推进剂安全性能与能量性能不同兼顾，所制备的固体推进剂可以同时具备较高的能量与良好的安全性能，符合国军标1.3级复合固体推进剂要求，可以应用于要求高比冲与高安全性能固体推进剂场合，推进剂具备较高的能量，实测比冲Isp≧250.0s(6.86MPa)，推进剂密度ρ≧1.795g·cm-3。(2)、本专利技术固体推进剂具有良好的高低温力学性能，温度适应性良好，是一种可以适应极端温度条件的安全性能良好的高能固体推进剂，推进剂玻璃化温度Tg≦-60.0℃，-55℃时最大拉伸强度σm≧3.0MPa，最大伸长率εm≧70.0％，可以适应先进战略、战术导弹对于极端低温的苛刻需求；70℃时，推进剂最大抗拉强度σm≧0.50MPa，最大伸长率εm≧50.0％，可以适应先进战略、战术导弹对于极端高温的苛刻需求。(3)、本专利技术6.86MPa时推进剂燃速r在8.0-20.0mms-1之间可调，推进剂在武器型号中得到应用后可以大幅提高推进剂基导弹的能量与安全性能，改善先进战略、战术导弹在极端高、低温条件时的生存能力和安全性能。(4)、本专利技术制备的钝感的1.3级的高能固体推进剂，推进剂具有较高的能量，危险等级符合国军标GJB6195-20081.3级推进剂要求。同时推进剂具备适中的燃速，良好的高低温力学性能，固体推进剂同时满足高能量与高安全性能的要求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：本专利技术固体推进剂的制备工艺包括以下几个方面：使用立式或卧式混合机进行混合，使用真空浇注系统实现发动机药柱生产。将增塑剂分为两部分：增塑剂1(70wt.％)，增塑剂2(30wt.％)；混合前将PBT与增塑剂1、Al粉、交联剂、键合剂、固化催化剂预混，预混物料加入混合锅后依次加入炸药、AP、固化剂(固化剂与增塑剂2预混)；混合均匀后使用真空浇注系统将药浆浇注到发动机壳体或各类模具中。本专利技术固体推进剂的性能为：推进剂具备较高的能量，适中的燃速，良好的高低温适应性，极端高低温力学性能良好，具备良好的安全性能，满足1.3级固体推进剂指标要求，满足先进战术、战略武器型号对高能钝感推进剂性能指标的较高要求。推进剂具有如下特征：(1)推进剂具备较高的能量，实测比冲Isp≧250.0s(6.86MPa)。(2)推进剂密度ρ≧1.795g·cm-3。(3)推进剂玻璃化温度Tg≦-60.0℃，-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组份：粘合剂：6.5～12.0％；增塑剂：10.0～15.0％；交联剂：0.06～3.0％；键合剂：0～0.5％；AP：30.0～50.0％；炸药：10.0～15.0％；固化剂：0.5～1.5％；燃料：16.0～20.0％；固化催化剂：0.01％～0.02％；所述粘合剂为环氧丁烷四氢呋喃叠氮聚醚PBT。

【技术特征摘要】
1.一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：包括如下质量百分比含量的组份：粘合剂：6.5～12.0％；增塑剂：10.0～15.0％；交联剂：0.06～3.0％；键合剂：0～0.5％；AP：30.0～50.0％；炸药：10.0～15.0％；固化剂：0.5～1.5％；燃料：16.0～20.0％；固化催化剂：0.01％～0.02％；所述粘合剂为环氧丁烷四氢呋喃叠氮聚醚PBT。2.根据权利要求1所述的一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：所述粘合剂PBT中，Mn：3000～7000gmol-1之间，BAMO与THF的链节比在7/3～3/7之间。3.根据权利要求1所述的一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：所述增塑剂为钝感增塑剂，具体为N-丁基硝氧乙基硝铵BuNENA、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN或N-甲基硝氧乙基硝铵/N-乙基硝氧乙基硝铵混合物MENE42。4.根据权利要求1所述的一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：所述交联剂为小分子交联剂或大分子交联剂，或者小分子交联剂与大分子交联剂的混合物；当为小分子交联剂与大分子交联剂的混合物时，小分子交联剂与大分子交联剂的质量比在1/20～1/5之间。5.根据权利要求4所述的一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：所述小分子交联剂为TEDA、TEA、TMP、PTT、葡萄糖或木糖醇中的一种或组合；所述大分子交联剂为T-PBT、F-PBT、N-PBT、T-PET或端羟基多官能团环氧乙烷－环氧丙烷星形共聚醚PAO中的一种或组合。6.根据权利要求5所述的一种宽适应性叠氮聚醚推进剂，其特征在于：所述T-PB...

【专利技术属性】
技术研发人员：周水平，吴芳，唐根，庞爱民，李洪旭，宋会彬，徐海元，徐星星，王艳萍，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42