一种室温固化固体推进剂制造技术

本发明专利技术涉及一种室温固化固体推进剂，属于固体推进剂技术领域。所述室温固化固体推进剂，包含如下质量百分比含量的组份：端羟基环氧乙烷‑四氢呋喃共聚醚PET粘合剂6‑10％、增塑剂8‑18％、氧化剂52％‑65％、金属燃料15％‑20％、异氰酸酯类固化剂0.5％‑0.9％、网络调节剂0.8％‑2.0％、助剂0.6％‑0.85％；其中所述网络调节剂为弱碱性多羟基醇胺类化合物。本发明专利技术提供的室温固化固体推进剂通过加入质量含量超过0.8％的网络调节剂，使网络调节剂与异氰酸酯快速发生反应，使推进剂可在室温下固化，大大降低了推进剂研制成本和研制周期；同时，本发明专利技术提供的组分及含量使推进剂具有高比冲、低压强指数和优良力学性能的优点，且不易发生后固化现象，性能稳定。

A solid propellant solidified at room temperature

The present invention relates to a room temperature solidified solid propellant, which belongs to the technical field of solid propellant. The room temperature curing solid propellant comprises the following components: the mass percentage of hydroxyl terminated ethylene oxide tetrahydrofuran copolyether PET binder and plasticizer 6 10% 8 18% 52%, oxidant 65%, 20%, 15% metal fuel isocyanate curing agent 0.5% 0.9%, 2%, 0.8% regulator network agent 0.6% 0.85%; wherein the network modifier is alkalescent polyhydroxy alcohol amine compounds. Room temperature curing solid propellant provided by network regulator adding quality content of more than 0.8%, so the network regulators and isocyanate react rapidly, the propellant can be cured at room temperature, and the development cycle greatly reduces the propellant development cost; at the same time, the invention provides the composition and content of the propellant has the advantages of high specific impulse and low voltage index and excellent mechanical properties, and is not easy to occur after curing phenomenon, stable performance.

【技术实现步骤摘要】
一种室温固化固体推进剂
本专利技术涉及一种室温固化的高性能固体推进剂，属于固体推进剂

技术介绍
环氧乙烷四氢肤喃共聚醚推进剂(简称PET推进剂)为硝酸酯增塑的聚醚推进剂，具备高能量、力学性能优良、压强指数低等特点，因此在战略、战术武器中应用较为广泛。(周集义.环氧乙烷四氢肤喃共聚醚P(E-CO-T)的研制.北京理工大学学报，1992，12(S1)，30-38；周集义，谭惠民.环氧乙烷一四氢映喃共聚醚在NEPE推进剂中的应用进展.化学推进剂与高分子材料，81：1-3)。但此类推进剂装药必须在50-60℃温度下固化，冷却到室温时推进剂将产生热应力即收缩应力。目前，随着导弹武器的发展，固体火箭发动机对固体推进剂结构完整性要求越来越高，而固体推进剂在燃速及能量的限制下，大幅提升力学性能较为困难。而采用常温固化方法可大幅降低推进剂的收缩应力，有效提升固体推进剂药柱的结构完整性，且可减少升温固化制造成本、提高制造过程的安全性，因此国内外学者探索了常温固化在推进剂中的应用研究。美国专利(IngvarA.AmbientTemperatureMix,Cast,AndCureCompositePropellantFormulations.USP5472532)介绍了一种常温混合、浇注、固化的推进剂配方采用复合催化剂。常温催化剂TEPB是在三苯基铋(TPB)的苯环上引入乙氧活化基团得到的室温高效催化剂。CharlesM曾将TEPB用于HTPB/IPDI体系中(CharlesM.RoomTemperatureCuredSolidPropellant.USP3399088)。RussellReed也将催化剂用于推进剂配方中(RussellReed,Jr.PropellantBindersCureCatalyst.USP4379903)。刘训恩将TEPB用于丁羟推进剂中，TEPB能使丁羟推进剂实现室温固化(刘训恩,唐松青.室温固化催化剂的研制和在固体推进剂中的应用[J].化学推进剂与高分子材料，2004，2(2)：4-6)。但参照该文章，将TEPB应用于某丁羟三组元配方后(HTPB/AP/AL/TDI)，配方后固化现象严重，推进剂配方二十天后强度明显提高，伸长率降低14％以上，以至于无法满足发动机的使用要求。
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，提供一种室温固化固体推进剂，该推进剂具有比冲高、压强指数低，力学性能优良的优点，且室温固化后不易发生后固化现象，性能稳定。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：一种室温固化固体推进剂，包含如下质量百分比含量的组份：端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚PET粘合剂6-10％、增塑剂8-18％、氧化剂52％-65％、金属燃料15％-20％、异氰酸酯类固化剂0.5％-0.9％、网络调节剂0.8％-2.0％、助剂0.5％-1.15％；其中所述网络调节剂为弱碱性多羟基醇胺类化合物。在一可选实施例中，所述增塑剂为硝化甘油NG、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、叠氮齐聚物GAPA、双2,2-二硝基丙醇缩甲醛/缩乙醛BDNPF/A、三羟甲基乙烷三硝酸酯TMETN、一缩二乙二醇二硝酸酯DEGDN、1,2,4-丁三醇三硝酸酯BTTN中的一种或一种以上组合。在一可选实施例中，所述的氧化剂为奥克托今HMX和高氯酸铵AP的混合物，或黑索金RDX和AP的混合物。在一可选实施例中，所述的金属燃料为铝粉Al。在一可选实施例中，所述异氰酸酯类固化剂为甲苯二异氰酸酯TDI或多官能度异氰酸酯N-100中的一种或两种组合。在一可选实施例中，所述网络调节剂为三异丙醇胺TIPA或三乙醇胺TEA。在一可选实施例中，所述的助剂包括催化剂、键合剂及化学安定剂中的一种或一种以上组合。在一可选实施例中，所述的催化剂为三苯基铋TPB。在一可选实施例中，所述的键合剂为中性聚合物键合剂NPBA。在一可选实施例中，所述的化学安定剂包括N-甲基-对硝基苯胺MNA和2-二硝基二苯胺2-NDPA中的一种或两种组合。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术提供的室温固化固体推进剂通过加入质量含量超过0.8％的网络调节剂，使网络调节剂与异氰酸酯快速发生反应，使推进剂可在室温下固化，大大降低了推进剂研制成本和研制周期；(2)同时，本专利技术提供的组分及含量使推进剂具有高比冲、低压强指数和优良力学性能的优点，且后固化现象不明显，性能稳定。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：本专利技术实施例提供了一种室温固化固体推进剂，包含如下质量百分比含量的组份：端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚PET粘合剂6-10％、增塑剂8-18％、氧化剂52％-65％、金属燃料15％-20％、异氰酸酯类固化剂0.5％-0.9％、网络调节剂0.8％-2.0％、助剂0.5％-1.15％；其中所述网络调节剂为弱碱性多羟基醇胺类化合物。本专利技术实施例提供的室温固化固体推进剂通过加入质量含量超过0.8％的网络调节剂，使网络调节剂与异氰酸酯快速发生反应，使推进剂可在室温下固化，大大降低了推进剂研制成本和研制周期；同时，本专利技术提供的组分及含量使推进剂具有高比冲、低压强指数和优良力学性能的优点，且不易发生后固化现象，性能稳定。具体地，本专利技术实施例中所述增塑剂为硝化甘油NG、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、叠氮齐聚物GAPA、双2,2-二硝基丙醇缩甲醛/缩乙醛BDNPF/A、三羟甲基乙烷三硝酸酯TMETN、一缩二乙二醇二硝酸酯DEGDN、1,2,4-丁三醇三硝酸酯BTTN中的一种或一种以上组合；所述的氧化剂为奥克托今HMX和高氯酸铵AP的混合物，或黑索金RDX和AP的混合物；所述的金属燃料为铝粉Al；所述异氰酸酯类固化剂为甲苯二异氰酸酯TDI或多官能度异氰酸酯N-100中的一种或两种组合；所述网络调节剂为三异丙醇胺TIPA、三乙醇胺TEA；所述的助剂包括催化剂、键合剂及化学安定剂中的一种或一种以上组合，所述的催化剂为三苯基铋TPB，所述的键合剂为中性聚合物键合剂NPBA，所述的化学安定剂包括N-甲基-对硝基苯胺MNA和2-二硝基二苯胺2-NDPA中的一种或两种组合。本专利技术实施例提供的固体推进剂的制备工艺如下：按配方中各组份的含量称取原料，使用立式混合机对称取的原料进行混合，混合时间为90分钟左右，得到药浆；然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，在室温下固化48～120h，得到发动机药柱。以下为本专利技术的几个具体实施例：实施例1(1)推进剂配方：其中TMETN和BDNPF/A的质量比为1：1；(2)推进剂性能：上述推进剂配方浇注完毕后，放置于25℃环境条件下固化48小时。推进剂进行性能测试结果为：实测比冲：2479.4N.s/kg(6.86MPa)；压强指数：n(3-10MPa)＝0.42；力学性能：70℃εm≥55％；20℃σm≥0.75MPa，εm≥60％；-40℃εm≥65％。将该配方常温放置30天后，推进剂力学性能测试结果为：力学性能：70℃εm≥52％；20℃σm≥0.82MPa，εm≥57％；-40℃εm≥61％。实施例2(1)推进剂配方：其中，TMETN和DEGDN的质量比为1：1；(2)推进剂性能：上述推进剂配方浇注完毕后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室温固化固体推进剂，其特征在于，包含如下质量百分比含量的组份：端羟基环氧乙烷‑四氢呋喃共聚醚PET粘合剂6‑10％、增塑剂8‑18％、氧化剂52％‑65％、金属燃料15％‑20％、异氰酸酯类固化剂0.5％‑0.9％、网络调节剂0.8％‑2.0％、助剂0.5％‑1.15％；其中所述网络调节剂为弱碱性多羟基醇胺类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种室温固化固体推进剂，其特征在于，包含如下质量百分比含量的组份：端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚PET粘合剂6-10％、增塑剂8-18％、氧化剂52％-65％、金属燃料15％-20％、异氰酸酯类固化剂0.5％-0.9％、网络调节剂0.8％-2.0％、助剂0.5％-1.15％；其中所述网络调节剂为弱碱性多羟基醇胺类化合物。2.根据权利要求1所述的一种室温固化固体推进剂，其特征在于：所述增塑剂为硝化甘油NG、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、叠氮齐聚物GAPA、双2,2-二硝基丙醇缩甲醛/缩乙醛BDNPF/A、三羟甲基乙烷三硝酸酯TMETN、一缩二乙二醇二硝酸酯DEGDN、1,2,4-丁三醇三硝酸酯BTTN中的一种或一种以上组合。3.根据权利要求1所述的一种室温固化固体推进剂，其特征在于：所述的氧化剂为奥克托今HMX和高氯酸铵AP的混合物，或黑索金RDX和AP的混合物。4.根据权利要求1所述的一种室温固化的高性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小英，尹欣梅，汪越，潘新洲，李伟，张林，唐泉，胡冬芳，
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