一种固体推进剂的压强指数调节剂制造技术

本发明专利技术涉及一种固体推进剂的压强指数调节剂。为了解决PEG/硝酸酯/硝胺体系固体推进剂燃速压强指数过高的现有技术不足，本发明专利技术提供一种固体推进剂的压强指数调节剂，其是由Co3O4与CuO按质量比1:1复配而成。针对PEG/硝酸酯/硝胺体系固体推进剂，加入1.0％含量金属氧化物复合压强指数调节剂可使推进剂压强指数最高由0.71降低至0.53，而燃速基本保持不变。该调节剂在PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中的推广，推动了推进剂配方在战术导弹发动机中的应用，具有十分重要的军事意义。

【技术实现步骤摘要】
一种固体推进剂的压强指数调节剂
本专利技术涉及一种固体推进剂的压强指数调节剂，具体涉及一种适用于固体推进剂的金属氧化物复合压强指数调节剂。
技术介绍
硝酸酯增塑(NEPE)聚醚推进剂，是当代高能固体推进剂的代表,既具备改性双基推进剂能量高的优点又由于引入高分子预聚物为粘合剂而获得良好的力学性能。PEG/硝酸酯/硝胺体系高能固体推进剂则是NEPE推进剂中当前实用的最高水平的固体推进剂，美国已用于“三叉戟”Ⅱ、“侏儒”等多种型号导弹，我国也已用于多种新一代战略导弹武器中，大幅度提升了战略武器的性能水平。而随着目前高能固体推进剂应用范围逐步由战略武器拓展向战略战术并重，其由于大量HMX和硝酸酯的引入使推进剂的燃速压强指数明显提高与战术发动机较低的压强指数要求的矛盾日益突出，而由于PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中硝酸酯含量较高，使得原在丁羟和双基推进剂中效果明显的二茂铁类、铵盐、铅铜盐也效果也不明显，极大的限制了高能固体推进剂在战术武器中的应用。PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中由于高能量的需求，体系中使用了40.0％以上的HMX(或RDX)以及8.0％以上的硝酸酯，因此其燃烧性能主要取决于HMX及硝酸酯的热分解过程。硝胺及硝酸酯热分解凝聚相及其表面的主要产物是N2O、NO、HCN和CO2等，它们在燃面附近反应活性不高，因而不能反馈燃面足够的热量，在火焰结构中存在着较厚的暗区，因而在低压时表现出较低的燃速，但随着压强的上升，暗区开始变薄，燃速急剧增加，致使推进剂表现为较高的压强指数。目前国内外针对降低高能推进剂的压强指数的技术途径主要采用的是调节氧化剂AP的粒度级配以及更换增塑剂的种类。调节氧化剂的AP的粒度可以在一定程度上降低推进剂的压强指数，但同时却会大幅度提高推进剂燃速；而更换增塑剂的种类在降低压强指数的同时则会导致推进剂能量性能的大幅度降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对PEG/硝酸酯/硝胺体系高能推进剂压强指数较高的问题，采用四氧化三钴(Co3O4)与氧化铜(CuO)复合金属氧化物，可在保持推进剂燃速无明显变化的情况下，有效降低推进剂压强指数。申请人发现，Co类氧化物和Cu类氧化物，通过一定比例复配，其复配效应可在推进剂硝胺及硝酸酯组分分解过程中起到催化反应的作用，促使产物中OH、H2O、CO等高活性产物的含量大幅度增加，从而燃烧火焰暗区厚度减小并向燃面反馈足够的热量，促进硝胺及硝酸酯的低压分解，从而达到降低压强指数的目的。Co类氧化物和Cu类氧化物的复配使用，加入1％含量，可以在PEG/硝酸酯/硝胺体系在推进剂燃速无明显变化的情况下，使推进剂的3～12MPa下的压强指数最高从0.71降低至0.53，有效的推进了PEG/硝酸酯/硝胺体系高能推进剂在战术导弹武器中的应用，而目前国内外未见Co3O4与CuO复合氧化物用于高能固体推进剂压强指数调节的相关报道。本专利技术的技术解决方案是：一种固体推进剂的压强指数调节剂，其由四氧化三钴和氧化铜复配而成。优选地，所述压强指数调节剂中四氧化三钴和氧化铜的质量比为1:1。优选地，所述压强指数调节剂在固体推进剂中的含量为0.5％～1.0％。优选地，所述固体推进剂的配方体系为PEG/硝酸酯/硝胺体系。优选地，所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中粘合剂体系为聚乙二醇(PEG)。优选地，所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中增塑剂为硝化甘油(NG)、丁三醇三硝酸酯(BTTN)、二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)中的一种或两种以上组合。优选地，所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中氧化剂包括高氯酸铵和含能氧化剂，所述的氧化剂占体系质量的55％～65％，其中所述的含能氧化剂为黑索金和奥克托金的一种或两种。优选地，所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中燃料为铝粉，含量占体系质量的15％～20％。优选地，所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中固化剂为甲苯二异氰酸酯酯(TDI)、多官能度异氰酸酯(N-100)中的一种或两种以上组合。本专利技术的优点是：用量少，效果明显，且对推进剂燃速无显著影响。采用Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，加入量(占推进剂总质量)0.5％，推进剂3～12MPa下压强指数最高从0.71降低至0.64；加入量(占推进剂总质量)1.0％，推进剂3～12MPa下压强指数从0.71降低至0.53；并在降低推进剂压强指数的同时，对推进剂燃速无显著影响，而现有的降低推进剂压强指数技术，在降低推进剂压强指数的同时，一般会导致推进剂燃速的大幅度提升。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行说明，但决不局限于此。本领域技术人员在本专利技术技术方案基础上所作出的修饰或替换均应包含在本专利技术的专利保护范围之内。实施例1PEG/NG/BTTN/HMX推进剂空白配方，无Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，推进剂组成见表1。表1PEG/NG/BTTN/HMX推进剂空白配方组成不含Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂空白推进剂配方燃烧性能如下：1)6.86MPa标准压强下推进剂燃速：r6.86MPa＝12.82mm/s2)3～12MPa压强下推进剂燃速压强指数符合r＝3.2666p0.71，n＝0.71实施例2PEG/NG/BTTN/HMX推进剂空白配方中，加入0.5％的Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，推进剂组成见表2。表2PEG/NG/BTTN/HMX推进剂配方组成含0.5％Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂的推进剂配方燃烧性能如下：1)6.86MPa标准压强下推进剂燃速：r6.86MPa＝12.80mm/s2)3～12MPa压强下推进剂燃速压强指数符合r＝3.7322p0.64，n＝0.64实施例3PEG/NG/BTTN/HMX推进剂空白配方中，加入1.0％的Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，推进剂组成见表3。表3PEG/NG/BTTN/HMX推进剂配方组成含0.5％Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂的推进剂配方燃烧性能如下：1)6.86MPa标准压强下推进剂燃速：r6.86MPa＝12.81mm/s2)3～12MPa压强下推进剂燃速压强指数符合r＝4.6163p0.53，n＝0.53实施例4PEG/NG/TEGDN/HMX推进剂空白配方，无Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，推进剂组成见表4。表4PEG/NG/TEGDN/HMX推进剂空白配方组成不含Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂空白推进剂配方燃烧性能如下：1)6.86MPa标准压强下推进剂燃速：r6.86MPa＝10.86mm/s2)3～12MPa压强下推进剂燃速压强指数符合r＝2.9318p0.68，n＝0.68实施例5PEG/NG/TEGDN/HMX推进剂空白配方，加入0.5％的Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂，推进剂组成见表5。表5PEG/NG/TEGDN/HMX推进剂配方组成加入0.5％的Co3O4·CuO复合金属氧化物压强指数调节剂空白推进剂配方燃烧性能如下：1)6.86MPa标准压强下推进剂燃速：r6.86MPa＝10.88mm/s2)3～12MPa压强下推进剂燃速压强指数符合r＝3.3610p0.61，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于：所述压强指数调节剂由四氧化三钴和氧化铜复配而成。

【技术特征摘要】
1.一种固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于：所述压强指数调节剂由四氧化三钴和氧化铜复配而成。2.根据权利要求1所述的固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于：所述压强指数调节剂中四氧化三钴和氧化铜的质量比为1:1。3.根据权利要求1所述的固体推进剂压强指数调节剂，其特征在于：所述压强指数调节剂在固体推进剂中的含量为0.5％～1.0％。4.根据权利要求1所述的固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于：所述固体推进剂的配方体系为PEG/硝酸酯/硝胺体系。5.根据权利要求4所述的固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于：所述的PEG/硝酸酯/硝胺体系中粘合剂体系为聚乙二醇。6.根据权利要求4所述的固体推进剂的压强指数调节剂，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋会彬，庞爱民，汪越，潘新洲，尹欣梅，唐根，张林，
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