低易损推进剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低易损推进剂及其制备方法，该推进剂的固含量在75.0~77.0%，具体包括按重量计的以下组分：粘合剂7.92~8.95份；增塑剂13.0~15.50份；氧化剂47~57份；燃料18~20份；炸药5~8份；键合剂0.2~0.35份；固化剂0.80~1.10份，此外，还加上述组分总质量0.05~0.2%的固化催化剂。本发明专利技术的推进剂以钝感粘合剂和低感增塑剂为基体，在配方中使用了氧化剂、金属燃料、炸药，降低固含量、氧化剂和炸药，配方具备较高的能量，适中的燃速，良好的力学性能，通过快烤、慢烤、殉爆、子弹撞击、破片、射流冲击六项低易损性试验考核，满足武器弹药的低易损要求。

【技术实现步骤摘要】
低易损推进剂及其制备方法
本专利技术涉及推进剂
，具体为一种低易损推进剂及其制备方法。
技术介绍
固体推进剂作为弹药的重要组成部件以及自身含能材料的危险性，其易损性对整个武器系统的易损性有着至关重要的影响，因而固体推进剂的易损性受到越来越多的重视。低易损性发动机要求武器弹药在遇到意外的热、撞击、电荷、冲击波等刺激时，不造成比燃烧更剧烈的反应；要求战术武器系统均符合低易损性军用标准，开展快速烤燃、慢速烤燃、子弹撞击(枪击)、破片撞击、殉爆和射流六项低易损性试验评估。目前，主要通过以下几个技术途径来降低推进剂的易损性：1)采用低感的粘合剂和低感的含能增塑剂；2)采用低感度的硝胺化合物；3)采用新型高能氧化剂；4)降低推进剂中固体组分的粒度和缺陷、改变固体粒度的形状；5)用低感度炸药取代氧化剂。但很多情况下推进剂的低易损性和能量不能兼顾，在降低推进剂易损性的同时，难以保证推进剂具备优异的能量性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种低易损推进剂及其制备方法，该推进剂以钝感粘合剂和低感增塑剂为基体，在配方中使用了氧化剂、金属燃料、炸药，降低固含量和氧化剂用量，配方具备较高的能量，适中的燃速，良好的力学性能，满足武器弹药的低易损要求。本专利技术的技术方案是，一种低易损推进剂，该推进剂的固含量在75.0～77.0％，推进剂包括按重量计的以下组分：粘合剂7.92～8.95份；增塑剂13.0～15.50份；氧化剂47～57份；燃料18～20份；炸药5～8份；键合剂0.2～0.35份；固化剂0.80～1.10份，此外，还加上述组分总质量0.05～0.2％的固化催化剂。进一步地，所述的粘合剂为端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)、端羟基环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚醚(HTPE)、端羟基聚四氢呋喃-己酸内酯嵌段共聚醚(HTCE)中的一种。进一步地，所述的增塑剂为双2,2-二硝基丙醇缩乙醛和双2,2-二硝基丙醇缩甲醛等质量比的混合物(BDNPF/A)、N-丁基硝氧乙基硝铵(BuNENA)、2,2-二硝基丙醇正己酸酯(DNPH)的一种或几种的组合。进一步地，所述的氧化剂为高氯酸铵(AP)，采用Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型或其它类型的AP的一种或几种的组合，其它类型的AP粒度＜20μm。进一步地，所述的燃料为铝粉(Al)，铝粉采用FLQT1或FLQT2或FLQT3或FLQT6铝粉中的一种或几种的组合。进一步地，所述的炸药为奥克托今(HMX)或黑索今(RDX)。进一步地，所述的键合剂为三乙醇胺与三氟化硼复合物(LBA303)、中性键合剂(NPBA)、三[1-(2-甲基)氮丙啶基]氧化膦(MAPO)、三乙醇胺(TEA)中的一种或几种的组合。进一步地，所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和改性六次甲基多异氰酸酯(N-100)中的一种或几种。进一步地，所述的固化催化剂为三苯基铋(TPB)或二月硅酸二丁基锡(DY-12)。本专利技术还涉及制备所述低易损推进剂的方法，包括以下步骤：1)将粘合剂与键合剂在60±2℃预混30～60min，混合均匀后加入增塑剂、固化催化剂和燃料在室温下混合均匀；2)向步骤1)中加入炸药在55±2℃下混合10～20min，再加入氧化剂在50±2℃下混合30～60min，最后加入固化剂在55±2℃下混合20～30min；3)将混合均匀的混合物稀浆在55±2℃下真空浇注到发动机中后，在60±2℃的固化温度和6～8天的固化时间下固化成型，得到低易损推进剂。本专利技术具有以下有益效果：(1)低易损推进剂中，组分的粘合剂种类、增塑剂种类、固含量以及硝胺炸药用量均会影响推进剂易损性响应程度。同时优异的力学性能对降低易损性也有一定的帮助。本专利技术通过对组分推进剂的各组分及含量进行选择和优化设计，粘合剂为钝感的HTPE、PET、HTCE，对于抑制AP的低温分解造成的燃面扩大均有帮助。选择的增塑剂BDNPF/A、BuNENA、DNPH的热分解温度均在AP低温分解前，增塑剂反应释放的气体有助于冲开壳体束缚，减少AP低温分解时能量聚集导致的易损性响应程度的提升，同时增塑剂含能，可在降低固含量的情况下，减低硝胺炸药和AP用量，保障配方仍具有较高的能量性能。本专利技术中推进剂固含量较低，AP用量远低于一般丁羟推进剂配方，从而减少AP剧烈反应释放能量而导致的易损性响应程度升高。且硝胺炸药含量较低，硝胺炸药与AP的低温分解峰较为接近，硝胺炸药的加入可以促进AP低温分解，从而提高易损性响应程度，而取消硝胺炸药会降低配方能量性能，因此需结合能量性能和低易损性能，合理的控制硝胺炸药含量。本配方使用两种键合剂复配，对低易损推进剂高溶胀体系力学性能的提升有帮助。本专利技术中公开的双固化体系、单固化体系，两种固化体系下配方均能达到较为优异的力学性能，双固化体系在目前推进剂中使用较少。本配方使用的增塑剂DNPH玻璃化温度较低，与BDNPF/A或BuNENA复配时，在保障能量降低易损性的基础上，可拓展推进剂的温度适用范围。另外，本专利技术中通过采用合适的配比，可兼顾低易损性能和优异的能量性能，其能量性能与HTPB推进剂能量性能相当。另外，还可以通过调整配方的粒度级配搭配，使得配方的燃烧性能在一定范围内可调。本专利技术得到的固体推进剂可以兼顾优异的能量性能和安全性能，通过六项低易损试验考核，推进剂具备较高的能量，实测比冲Isp≥245s(6.86MPa，20℃)，推进剂密度ρ≥1.750g/cm3。(2)本专利技术固体推进剂具备良好的常、高、低温力学性能，可满足多数型号发动机的使用要求。常温抗拉强度≥0.75MPa，常温、高温、低温伸长率≥40％。(3)本专利技术固体推进剂燃速在6～10mm/s(6.86MPa)之间可调，推进剂燃烧性能可满足先进导弹、战术导弹对燃烧性能的要求。(4)本专利技术制备的低易损推进剂，能量性能适中，通过了六项低易损试验考核。同时推进剂具备适中的燃速，良好的高低温力学性能，同时推进剂满足低易损与高能量的要求。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例1：低易损推进剂的具体配方如下表1所示。表1该推进剂的具体制备方法为：先将粘合剂与键合剂在60±2℃预混30～60min，混合均匀后加入增塑剂、固化催化剂和燃料在室温下混合均匀；然后加入炸药在55±2℃下混合10～20min，再加入氧化剂在55±2℃下混合30～60min，最后加入固化剂在55±2℃下混合20～30min。将混合均匀的混合物稀浆在55±2℃下真空浇注到发动机中后，在60±2℃的固化温度和6～8天的固化时间下将低易损推进剂固化成型。低易损推进剂的制备过程中，一般可使用立式混合机进行混合，使用真空浇注系统实现发动机药本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低易损推进剂，其特征在于，该推进剂的固含量在75.0~77.0%，推进剂包括按重量计的以下组分：粘合剂7.92~8.95份；增塑剂13.0~15.50份；氧化剂47~57份；燃料18~20份；炸药5~8份；键合剂0.2~0.35份；固化剂0.80~1.10份，此外，还加上述组分总质量0.05~0.2%的固化催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种低易损推进剂，其特征在于，该推进剂的固含量在75.0~77.0%，推进剂包括按重量计的以下组分：粘合剂7.92~8.95份；增塑剂13.0~15.50份；氧化剂47~57份；燃料18~20份；炸药5~8份；键合剂0.2~0.35份；固化剂0.80~1.10份，此外，还加上述组分总质量0.05~0.2%的固化催化剂。


2.根据权利要求1所述的低易损推进剂，其特征在于：所述的粘合剂为端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚、端羟基环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚醚、端羟基聚四氢呋喃-己酸内酯嵌段共聚醚中的一种。


3.根据权利要求1所述的低易损推进剂，其特征在于：所述的增塑剂为双2,2-二硝基丙醇缩乙醛和双2,2-二硝基丙醇缩甲醛等质量比的混合物、N-丁基硝氧乙基硝铵、2,2-二硝基丙醇正己酸酯的一种或几种的组合。


4.根据权利要求1所述的低易损推进剂，其特征在于：所述的氧化剂为高氯酸铵，采用Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型或其它类型的AP的一种或几种的组合，其它类型的AP粒度＜20μm。


5.根据权利要求1所述的低易损推进剂，其特征在于：所述的燃料为铝粉，铝粉采用FLQT1或FLQT2或FLQT3或FLQT6铝粉中的一种或几种的组合。


6.根据权利要求1所述的低易损推进剂，其特征在于：所述的炸药为奥克托今或黑索今。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王晓倩，邓安华，牛草坪，甘露，李洋，张习龙，孙丽娜，刘佳，胡晓亮，
申请(专利权)人：湖北三江航天江河化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42