一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法，由如下重量份的原料制成：高氯酸铵68.5‑69.5份，降速剂0.2‑0.5份，铝粉17.5‑18.5份，癸二酸二异辛酯1.5‑5份，端羟基聚丁二烯7‑9份，甲苯二异氰酸酯0.3‑1.2份，三‑1‑（2‑甲基氮丙啶）氧化膦0.05‑0.2份，键合剂0.05‑0.2分，燃速催化剂0‑0.2份，工艺助剂0.05‑0.2份，N,N‑二苯基对苯二胺0.05‑0.2份。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术提供的一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法，通过改变组分质量比和固化参数，能够制备出工艺性能良好，力学性能优良，满足全尺寸发动机使用要求的低燃速高能量丁羟推进剂。

A low burning rate high energy HTPB propellant and its preparation method

The present invention discloses a low burning rate high energy HTPB propellant and its preparation method. It is made of raw material with the following weight: 68.5 ammonium perchlorate, 69.5 portion, 0.2 reducing agent, 17.5 aluminum powder, 18.5 portion, two isooctyl sebacate 1.5, 7 hydroxy polybutadiene, 9, 0.3, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, 1.2, three 0.2 copies of phosphine oxide 0.05, 0.2 points, 0 burning rate catalyst 0.2, 0.2 processing aids 0.05, N, N two benzyl benzene two amine 0.05 0.2 copies. Compared with the existing technology, the beneficial effect of the invention is that the invention provides a low burning rate high energy HTPB propellant and a preparation method. By changing the component mass ratio and the curing parameters, the low burning rate and high energy HTPB can be prepared by the change of the component mass ratio and the curing parameters. Propellant.

【技术实现步骤摘要】
一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法
本专利技术属于复合固体推进剂制造领域，具体涉及到一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法。
技术介绍
复合固体推进剂（简称推进剂）是一种主要由粘合剂系统、增塑剂、金属燃料、氧化剂、催化剂及相关助剂组成的固体含能材料。当前采用的降速剂主要是草酸铵、氟化锂、碳酸钙、氟化钙、六氟磷钙、柠檬酸铵、氯化铵、硫酸铵、碳酸锶。其中草酸铵的降速效果是最明显的。随草酸铵的加入，虽然可以降低推进剂的燃速，但导致推进剂的能量会下降和压强指数升高。本专利技术通过一种新型降速剂（JSJ），可使复合固体推进剂的φ118燃速保持不变，推进剂的比冲由245s提高至254s，压强指数在0.18~0.22之间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低燃速高能量丁羟推进剂，由如下重量份的原料制成：高氯酸铵68.5-69.5份，降速剂0.2-0.5份，铝粉17.5-18.5份，癸二酸二异辛酯1.5-5份，端羟基聚丁二烯7-9份，甲苯二异氰酸酯0.3-1.2份，三-1-（2-甲基氮丙啶）氧化膦0.05-0.2份，键合剂0.05-0.2分，燃速催化剂0-0.2份，工艺助剂0.05-0.2份，N,N-二苯基对苯二胺0.05-0.2份。作为本专利技术进一步的方案：所述端羟基聚丁二烯羟值为0.6mmol/g；高氯酸铵为球形，且多级级配；铝粉为球形，且多级级配；降速剂水含量小于0.05%。一种低燃速高能量丁羟推进剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将氧化剂高氯酸铵和铝粉放于60℃~70℃，预烘12h以上；（2）称取各个组份后采用立式混合机进行混合，搅拌均匀，搅拌时间不少于120min，药浆混合温度为40℃~60℃，制成推进剂药浆；（3）采用真空浇注法在40℃~60℃下浇注推进剂药浆，浇注缸内余压≤10mmHg；（4）将装有推进剂药浆的模具和发动机壳体加热固化，固化温度为50℃~60℃，固化时间144h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种低燃速高能量丁羟推进剂及其制备方法，通过改变组分质量比和固化参数，能够制备出工艺性能良好，力学性能优良，满足全尺寸发动机使用要求的低燃速高能量丁羟推进剂。附图说明图1为BSFΦ315发动机试验曲线图；图2为BSFΦ315发动机工作压强与燃速关系曲线图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。请参阅图1-2，实施案例一现结合几个实施案例对一种低燃速高能量丁羟推进剂的制备方法进行说明：（1）原材料预烘：根据推进剂制备要求，将高氯酸铵和铝粉在70℃下预烘12h以上；（2）预混合：将JSJ（0.5%）、CHJ（0%）、AP（69%）Al粉（18%）、DOS（3.5%）、其余液体料（9%）以及防老剂（0.1%）在50℃预混30min得到预混浆液，预混过程中工房的温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；（3）混合：混合过程中工房温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；将高氯酸铵加入至预混浆液搅拌一段时间后加入TDI继续搅拌；混合机桨叶交替进行正、反转搅拌药浆共100min~130min；药浆混合温度为50℃；（4）浇注：采用真空浇注法在40℃~60℃下将推进剂药浆浇注至BSFΦ315发动机内，浇注缸内余压≤10mmHg；（5）固化：在50℃~70℃下固化5天，完成交联固化反应；（6）脱模和整形：将固化好的BSFΦ315发动机取出，拔出芯模，并对药型面进行适当的修整。上述低燃速高能量丁羟推进剂固体含量87.5%，固化参数为0.94。经药浆粘度测试、推进剂力学性能测试，制备的低燃速高能量推进剂工艺性能良好，力学性能优良，能满足全尺寸发动机装药需求。通过BSFΦ315发动机和BSFΦ118发动机地面静止试验对当前配方水平的推进剂的能量和燃速测试结果可知，当前配方水平的推进剂燃速为实际比冲为251s，7.4mm/s，动态压力指数为0.18。实施案例二（1）原材料预烘：根据推进剂制备要求，将高氯酸铵和铝粉在70℃下预烘12h以上；（2）预混合：将JSJ（0.2%）、CHJ（0%）、AP（69.3%）Al粉（18%）、DOS（3.5%）、其余液体料（9%）以及防老剂（0.1%）在50℃预混30min得到预混浆液，预混过程中工房的温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；（3）混合：混合过程中工房温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；将高氯酸铵加入至预混浆液搅拌一段时间后加入TDI继续搅拌；混合机桨叶交替进行正、反转搅拌药浆共100min~130min；药浆混合温度为50℃；（4）浇注：采用真空浇注法在40℃~60℃下将推进剂药浆浇注至BSFΦ315发动机内，浇注缸内余压≤10mmHg；（5）固化：在50℃~70℃下固化5天，完成交联固化反应；（6）脱模和整形：将固化好的BSFΦ315发动机取出，拔出芯模，并对药型面进行适当的修整。上述低燃速高能量丁羟推进剂固体含量87.5%，固化参数为0.88。经药浆粘度测试、推进剂力学性能测试，制备的低燃速高能量推进剂工艺性能良好，力学性能优良，能满足全尺寸发动机装药需求。通过BSFΦ315发动机和BSFΦ118发动机地面静止试验对当前配方水平的推进剂的能量和燃速测试结果可知，当前配方水平的推进剂燃速为实际比冲为252s，燃速为8.0mm/s，动态压力指数为0.22。实施案例三（1）原材料预烘：根据推进剂制备要求，将高氯酸铵和铝粉在70℃下预烘12h以上；（2）预混合：将JSJ（0.4%）、CHJ（0.1%）、AP（69.1%）、Al粉（18%）、DOS（3.5%）、其余液体料（8.9%）以及防老剂（0.1%）在50℃预混30min得到预混浆液，预混过程中工房的温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；（3）混合：混合过程中工房温湿度：20℃±5℃，相对湿度≤60%；将高氯酸铵加入至预混浆液搅拌一段时间后加入TDI继续搅拌；混合机桨叶交替进行正、反转搅拌药浆共100min~130min；药浆混合温度为50℃；（4）浇注：采用真空浇注法在40℃~60℃下将推进剂药浆浇注至BSFΦ315发动机内，浇注缸内余压≤10mmHg；（5）固化：在50℃~70℃下固化5天，完成交联固化反应；（6）脱模和整形：将固化好的BSFΦ315发动机取出，拔出芯模，并对药型面进行适当的修整。上述低燃速高能量丁羟推进剂固体含量87.5%，固化参数为0.90。经药浆粘度测试、推进剂力学性能测试，制备的低燃速高能量推进剂工艺性能良好，力学性能优良，能满足全尺寸发动机装药需求。通过BSFΦ315发动机和BSFΦ118发动机地面静止试验对当前配方水平的推进剂的能量和燃速测试结果可知，当前配方水平的推进剂燃速为实际比冲为254s，燃速8.7mm/s，动态压力指数为0.19。下表为推进剂各项性能参数：对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低燃速高能量丁羟推进剂，其特征在于，由如下重量份的原料制成：高氯酸铵68.5‑69.5份，降速剂0.2‑0.5份，铝粉17.5‑18.5份，癸二酸二异辛酯1.5‑5份，端羟基聚丁二烯7‑9份，甲苯二异氰酸酯0.3‑1.2份，三‑1‑（2‑甲基氮丙啶）氧化膦0.05‑0.2份，键合剂0.05‑0.2分，燃速催化剂0‑0.2份，工艺助剂0.05‑0.2份，N,N‑二苯基对苯二胺0.05‑0.2份。

【技术特征摘要】
1.一种低燃速高能量丁羟推进剂，其特征在于，由如下重量份的原料制成：高氯酸铵68.5-69.5份，降速剂0.2-0.5份，铝粉17.5-18.5份，癸二酸二异辛酯1.5-5份，端羟基聚丁二烯7-9份，甲苯二异氰酸酯0.3-1.2份，三-1-（2-甲基氮丙啶）氧化膦0.05-0.2份，键合剂0.05-0.2分，燃速催化剂0-0.2份，工艺助剂0.05-0.2份，N,N-二苯基对苯二胺0.05-0.2份。2.根据权利要求1所述的低燃速高能量丁羟推进剂，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯羟值为0.6mmol/g；高氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，彭西来，任曌芝，张高章，康宽传，高强，
申请(专利权)人：江西航天经纬化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36