一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法，属于固体推进剂技术领域。所述浆料的制备方法，包括以下步骤：称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm‑13μm；将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂进行混合，得到混合物，所述部分所述粘合剂体系的质量为原料总质量的9.5‑12％；将称取的高氯酸铵及硝铵炸药加入得到的所述混合物中，混合，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系，混合，得到推进剂浆料。本发明专利技术在不影响推进剂能量、力学性能及混合时间的前提下，可明显改善推进剂浆料的工艺性能。

A high solid content NEPE solid propellant slurry, propellant and preparation method

The invention provides a NEPE solid propellant slurry with high solid content, a propellant and a preparation method thereof, belonging to the technical field of solid propellant. The preparation method of the slurry comprises the following steps: weighing raw materials, wherein the raw materials include ammonium perchlorate, ammonium nitrate explosive, aluminum powder, binder system, curing agent and functional additives, the aluminum powder is a superfine aluminum powder or a mixture of superfine aluminum powder and FLTQ1 aluminum powder, and the particle size of the superfine aluminum powder D50 is 2.5 micron_13 micron. A part of the adhesive system is mixed with the weighted aluminum powder, ammonium nitrate explosive and functional additives to obtain a mixture of 9.5 to 12% of the total mass of the raw material, and the weighted ammonium perchlorate and ammonium nitrate explosive are added into the mixture to mix, and then the curing agent and the curing agent are added. The remaining adhesive system is mixed to obtain propellant slurry. The invention can obviously improve the technical performance of the propellant slurry without affecting the energy, mechanical properties and mixing time of the propellant.

【技术实现步骤摘要】
一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法
本专利技术涉及一种NEPE推进剂及其制备方法，属于固体推进剂

技术介绍
随着战术导弹的应用，其对推进剂高能量、低燃速、高力学性能的要求越来越高。为满足使用性能，一般采用以PET为粘合剂的NEPE高能固体推进剂，其中AL粉含量低于或等于18％，采用GJB1738-93中规定的规格为FLTQ1铝粉。由于高能量的要求，推进剂的固体含量一般需高达77％-81％，这给NEPE推进剂的工艺性能带来较大难题。同时为满足低燃速的要求，推进剂氧化剂和还原剂均采用粗粒度组分，推进剂配方级配不合理，固体填料得不到充分润湿，导致推进剂工艺性能恶化。因此，低燃速、高固体含量NEPE推进剂的工艺性能成为其推广应用的技术瓶颈。基础的高固体含量NEPE推进剂(固体含量80％)5L混合后出料药浆的流变性能为：τy＝214.8Pa，η＝388.9Pa·s。药浆无法满足发动机装药工艺要求，导致发动机装药失败。现有改善推进剂浆料工艺性能的技术主要有：减少键合剂含量、调整固体填料级配、使用工艺助剂和延长混合时间等。这些技术手段如减少键合剂含量的方法降低了推进剂成品药的力学性能；而调整固体填料级配一般是调整氧化剂的级配，该方法改变了推进剂燃烧性能和力学性能；寻求工艺助剂的途径是是有效工艺助剂筛选难度大，针对不同体系需采用不同助剂，同时助剂可能引起推进剂力学性能变化；延长混合时间(长达十几个小时)则不利于规模化生产。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法，在不影响推进剂能量、力学性能及混合时间的前提下，对推进剂燃速影响很小，可明显改善推进剂浆料的工艺性能。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm-13μm；步骤2、将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂进行混合，得到混合物，所述部分所述粘合剂体系的质量为原料总质量的9.5-12％；步骤3、将称取的高氯酸铵加入得到的所述混合物中，混合，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系，混合，得到推进剂浆料。具体地，步骤1所述的原料包含以下质量份组分：高氯酸铵29-45份、硝铵炸药17-30份、铝粉17-18份、粘合剂体系19-22份、固化剂0.5-0.8份及功能助剂0.6-1.2份。具体地，所述高氯酸铵的粒度为120-400μm。具体地，所述硝铵炸药的粒度为80-110μm。在一可选实施例中，所述特细铝粉的粒度为2.5-6μm。进一步地，所述特细铝粉在所述NEPE固体推进剂中的质量百分比为3％-5％。在一可选实施例中，所述特细铝粉的粒度为6.0-13μm。进一步地，所述特细铝粉在所述NEPE固体推进剂中的质量百分比为5％-18％。具体地，所述粘合剂体系包括粘合剂和增塑剂，所述增塑剂与粘合剂的质量比为(1.5～2.0)：1。具体地，所述粘合剂为端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚；所述增塑剂为硝化甘油、二缩三乙二醇二硝酸酯、三羟甲基乙烷三硝酸酯、一缩二乙二醇二硝酸酯或1,2,4-丁三醇三硝酸酯中的一种或一种以上组合。具体地，步骤2将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂在远心浆线速度为1～1.2m/s、混合温度为50～65℃条件下混合20-30分钟。具体地，步骤3将称取的高氯酸铵加入得到的所述混合物中，在远心浆线速度为1～1.2m/s、混合温度为50～65℃下混合40-50分钟，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系在远心浆线速度为1～1.2m/s、混合温度为40～50℃下混合15-25分钟。由上述方法制备的推进剂浆料。一种固体推进剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1、称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm-13μm；步骤2、将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂进行混合，所述部分所述粘合剂体系的质量为原料总质量的9.5-12％，得到混合物；步骤3、将称取的高氯酸铵加入得到的所述混合物中混合，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系混合，固化，得到推进剂。本专利技术与现有技术相比有益效果为：(1)本专利技术实施例提供的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，通过调整还原剂铝粉的粒度，改变配方中固体组分的粒径配合，同时，通过控制粘合剂体系的初始加入量，在不改变推进剂配方组成、不影响推进剂能量和力学性能的前提下，使固体组分与液体组分混合后具中良好的工艺性能，解决了高固体含量NEPE推进剂浆料工艺差，浇注难度大的问题；同时，该方法混合时间短(最长100分钟)，有利于规模化生产；(2)本专利技术通过调整还原剂的级配，大大降低高固体含量NEPE推进剂出料浆料的粘度和屈服值，出料浆料τy≤100Pa，η≤300Pa·s，远远低于现有技术中采用基础工艺出料浆料的流变性能为：τy＝214.8Pa，η＝388.9Pa·s，工艺改善明显，满足发动机浇注要求。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步详细说明。本专利技术实施例提供了一种高固体含量NEPE固体推进剂，其原料包含以下质量份组分：高氯酸铵AP29-45份、硝铵炸药17-30份、铝粉17-18份、粘合剂体系19-22份、固化剂0.5-0.8份及功能助剂0.6-1.2份，其中，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm-13μm；所述高氯酸铵的粒度优选120-400μm；所述硝铵炸药的粒度优选80-110μm。本专利技术实施例中，硝铵炸药一般为奥克托今HMX或黑索今RDX，所述功能助剂包括催化剂、安定剂和键合剂，本专利技术实施例中，所述催化剂优选三苯基铋，所述安定剂优选N－甲基对硝基苯胺MNA或2－硝基二苯胺2-NDPA，所述键合剂优选中性键合剂NPBA；所选固化剂为甲苯二异氰酸酯TDI或改性六次甲基多异氰酸酯LM-100中的一种或两种组合，优选TDI，备选LM-100；本专利技术提供的高固体含量NEPE固体推进剂优选燃速不超过8.5mm/s；所述粘合剂体系包括粘合剂和增塑剂，所述增塑剂与粘合剂的质量比优选(1.5～2.0)：1，当增塑剂为两种物质的混合物时，所述两种物质的质量比优选1：1；所述粘合剂优选端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚PET；所述增塑剂为硝化甘油NG、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、三羟甲基乙烷三硝酸酯TEMTN、一缩二乙二醇二硝酸酯DEGDN或1,2,4-丁三醇三硝酸酯BTTN中的一种或一种以上组合。根据研制经验，由于特细铝粉粒度低于FLQT1铝粉，因而不会使配方的力学性能降低。在一可选实施例中，所述特细铝粉的粒度优选2.5-6μm，所述特细铝粉在所述NEPE固体推进剂中的质量百分比优选3％-5％；在一可选实施例中，所述特细铝粉的粒度优选6.0-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm‑13μm；步骤2、将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂进行混合，得到混合物，所述部分所述粘合剂体系的质量为原料总质量的9.5‑12％；步骤3、将称取的高氯酸铵加入得到的所述混合物中，混合，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系，混合，得到推进剂浆料。

【技术特征摘要】
1.一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d50为2.5μm-13μm；步骤2、将部分所述粘合剂体系与称取的铝粉、硝铵炸药及功能助剂进行混合，得到混合物，所述部分所述粘合剂体系的质量为原料总质量的9.5-12％；步骤3、将称取的高氯酸铵加入得到的所述混合物中，混合，然后加入固化剂及剩余的所述粘合剂体系，混合，得到推进剂浆料。2.根据权利要求1所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，步骤1所述的原料包含以下质量份组分：高氯酸铵29-45份、硝铵炸药17-30份、铝粉17-18份、粘合剂体系19-22份、固化剂0.5-0.8份及功能助剂0.6-1.2份。3.根据权利要求2所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，所述高氯酸铵的粒度为120-400μm。4.根据权利要求2所述的高固体含量NEPE固体推进剂，其特征在于，所述硝铵炸药的粒度为80-110μm。5.根据权利要求1所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于，所述特细铝粉的粒度为2.5-6μm。6.根据权利要求1-5任一项所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于：所述特细铝粉在所述NEPE固体推进剂中的质量百分比为3％-5％。7.根据权利要求1所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于：所述特细铝粉的粒度为6.0-13μm。8.根据权利要求1-4或7所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法，其特征在于：所述特细铝粉在所述NEPE固体推进剂中的质量百分比为5％-18％。9.根据权利要求1所述的高固体含量NEPE固体推进剂浆料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小英，张林，燕为光，唐泉，张艳，潘新洲，李伟，
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