改进型液体脲类降速剂及其制备方法和固体推进剂技术

本发明专利技术公开了一种改进型液体脲类降速剂及其制备方法和固体推进剂，该改进型液体脲类降速剂具有如下结构式：X2NCO(NHCO)

【技术实现步骤摘要】
改进型液体脲类降速剂及其制备方法和固体推进剂


[0001]本专利技术涉及固体推进剂
，具体而言，涉及一种改进型液体脲类降速剂及其制备方法和固体推进剂。

技术介绍

[0002]目前越来越多的高性能战略、战术导弹主发动机采用了高压强设计，而该类发动机一般需要有尽可能长的工作时间，但推进剂的燃速会随着压强的升高而升高，因此一般要求应用于高压发动机的推进剂具有更低的基础燃速水平，这就需要研发相应的降速剂来降低推进剂基础燃速。
[0003]固体推进剂专家Glaskova将氧化剂为高氯酸铵(AP)推进剂的降速途径分为三类：
①
降速剂分解出的氨抑制AP的分解反应；
②
降速剂与高氯酸结合成更加稳定的化合物；
③
降速剂直接阻止AP产生的高氯酸分解。因此，在降速剂中直接引入高氯酸，可有效抑制AP产生的高氯酸分解，从而进一步提高降速效果。
[0004]现有技术中提供了一种液体型脲类降速剂，具有较好的分散性和降速效果，制备工艺简单。但该类降速剂会大量消耗固化剂，使推进剂的强度和模量大幅降低，严重影响了推进剂的力学性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改进型液体脲类降速剂及其制备方法和固体推进剂，其有效抑制了降速剂对固化剂的消耗，提高了推进剂的强度和模量，同时不影响降速效果。
[0006]本专利技术为了克服现有技术中的不足，提供了一种改进型液体脲类降速剂，该改进型液体脲类降速剂具有如下结构式：
[0007]X2NCO(NHCO)
m
NX2·
HClO4；
[0008]或X2NCO(NH)
m
CONX2·
HClO4；
[0009]其中，所述结构式中X为C2H4CN或氢，且至多两个X为氢；m为常数，且m为0
‑
10。与原液体脲类降速剂相比，改进型液体脲类降速剂在分子结构中引入了高氯酸，提升了降速剂的降速效果，同时有效抑制了降速剂对固化剂的消耗，提高了推进剂的常温强度和模量。
[0010]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种改进型液体脲类降速剂，所述改进型液体脲类降速剂的结构式为：
[0012]X2NCO(NHCO)
m
NX2·
HClO4；
[0013]或X2NCO(NH)
m
CONX2·
HClO4；
[0014]其中，所述结构式中X为C2H4CN或氢，且至多两个X为氢；m为常数，且m为0
‑
10。
[0015]在可选的实施方式中，所述改进型液体脲类降速剂的分子量为 150
‑
750。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种改进型液体脲类降速剂的制备方法，用于制备如前述实施方式所述的改进型液体脲类降速剂，包括：
[0017]将脲类化合物和强碱分散于无水乙醇中，得到混合溶液，其中所述脲类化合物和所述强碱的摩尔比在1:2至1:4之间；
[0018]搅拌条件下将丙烯腈滴加到所述混合溶液中，其中所述丙烯腈和所述强碱的摩尔比为1:1；
[0019]加入去离子水淬灭反应后，滴加稀盐酸调节pH＝7，50～60℃旋蒸除溶剂，加入无水乙醇过滤，滤液真空干燥得到液体脲类降速剂；
[0020]冰浴条件下将高氯酸滴加到所述液体脲类降速剂中，其中所述高氯酸和所述液体脲类降速剂摩尔比为1:1，即得到改进型液体脲类降速剂。
[0021]在可选的实施方式中，在所述搅拌条件下将丙烯腈滴加到所述混合溶液中的步骤中，反应温度为40
‑
70℃，反应时间大于或等于4h。
[0022]在可选的实施方式中，所述脲类化合物的分子式为：
[0023]H2NCO(NHCO)
m
NH2；
[0024]或H2NCO(NH)
m
CONH2；
[0025]其中m为0
‑
10。
[0026]在可选的实施方式中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钠和叔丁醇钾中的至少一种。
[0027]第三方面，本专利技术提供一种固体推进剂，包括如前述实施方式所述的改进型液体脲类降速剂，其中所述改进型液体脲类降速剂的质量百分比为 0.5％
‑
4％。
[0028]第四方面，本专利技术提供一种固体推进剂，所述固体推进剂包括如下质量分数组分：5
‑
15％的聚氨酯粘合剂、2
‑
20％的增塑剂、10
‑
70％的氧化剂、 0
‑
40％的硝铵炸药、5
‑
20％的燃烧剂、0.3
‑
0.5％的固化剂、2
‑
5％的功能助剂，其中，所述功能助剂包括固化催化剂、防老剂、键合剂和降速剂；所述降速剂为前述实施方式所述的改进型液体脲类降速剂，且质量百分比为 0.5％～4％。
[0029]在可选的实施方式中，所述聚氨酯粘合剂为端羟基聚丁二烯HTPB、聚叠氮缩水甘油醚GAP、环氧乙烷
‑
四氢呋喃共聚醚PET和聚乙二醇PEG中的至少一种；
[0030]所述增塑剂为癸二酸二辛酯DOS、硝化甘油NG、丁三醇三硝酸酯 BTTN、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、一缩二乙二醇二硝酸酯DEGDN 中的至少一种；
[0031]所述氧化剂为高氯酸铵AP和二硝酰胺ADN中的至少一种；所述硝铵炸药为黑索今RDX、奥克托金HMX和六硝基六氮杂异戊兹烷CL
‑
20中的至少一种；
[0032]所述燃烧剂为铝粉Al；
[0033]所述固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、1,6
‑ꢀ
六次甲基二异氰酸酯HDI和多官能度异氰酸酯N
‑
100中的至少一种。
[0034]在可选的实施方式中，所述固化催化剂为三苯基铋TPB；
[0035]所述防老剂为N
‑
甲基对硝基苯胺MNA和2
‑
硝基二苯胺2
‑
NDPA中的至少一种；
[0036]所述键合剂为三
‑
(2
‑
甲基氮丙啶基)氧化膦MAPO、三乙醇胺TEA或中性聚合物键合剂NPBA。
[0037]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0038](1)本专利技术提供的改进型液体脲类降速剂与原液体脲类降速剂相比，在分子结构中引入了高氯酸，提升了降速剂的降速效果。
[0039](2)本专利技术提供的改进型液体脲类降速剂在引入高氯酸后，有效抑制了降速剂对固化剂的消耗，提高了推进剂的常温强度和模量。
[0040](3)本专利技术提供的改进型液体脲类降速剂在以丁羟推进剂和硝酸酯增塑聚醚推进剂为代表的聚氨酯推进剂体系中有广泛的应用前景，具有较强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进型液体脲类降速剂，其特征在于，所述改进型液体脲类降速剂的结构式为：X2NCO(NHCO)
m
NX2·
HClO4；或X2NCO(NH)
m
CONX2·
HClO4；其中，所述结构式中X为C2H4CN或氢，且至多两个X为氢；m为常数，且m为0
‑
10。2.根据权利要求1所述的改进型液体脲类降速剂，其特征在于，所述改进型液体脲类降速剂的分子量为150
‑
750。3.一种改进型液体脲类降速剂的制备方法，用于制备如权利要求1或2所述的改进型液体脲类降速剂，其特征在于，包括：将脲类化合物和强碱分散于无水乙醇中，得到混合溶液，其中所述脲类化合物和所述强碱的摩尔比在1:2至1:4之间；搅拌条件下将丙烯腈滴加到所述混合溶液中，其中所述丙烯腈和所述强碱的摩尔比为1:1；加入去离子水淬灭反应后，滴加稀盐酸调节pH＝7，50～60℃旋蒸除溶剂，加入无水乙醇过滤，滤液真空干燥得到液体脲类降速剂；冰浴条件下将高氯酸滴加到所述液体脲类降速剂中，其中所述高氯酸和所述液体脲类降速剂摩尔比为1:1，即得到改进型液体脲类降速剂。4.根据权利要求3所述的改进型液体脲类降速剂的制备方法，其特征在于，在所述搅拌条件下将丙烯腈滴加到所述混合溶液中的步骤中，反应温度为40
‑
70℃，反应时间大于或等于4h。5.根据权利要求3所述的改进型液体脲类降速剂的制备方法，其特征在于，所述脲类化合物的分子式为：H2NCO(NHCO)
m
NH2；或H2NCO(NH)
m
CONH2；其中m为0
‑
10。6.根据权利要求3所述的改进型液体脲类降速剂的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钠和叔丁醇钾中的至少一种。7.一种固体推进剂，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的改进型液体脲类降速剂，其中所述改进型液体脲类降速剂的质量百分比为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爽，庞爱民，汪越，李海涛，李尚文，黄印，程红波，武卓，潘新洲，
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：