一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法及推进剂技术

本发明专利技术提供一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，包括：S1、将所述粘合剂、增塑剂、键合剂按一定比例和氧化剂在声共振混合容器中预混反应直至混合混匀；S2、加入固化剂并混合均匀；S3、加入金属燃烧剂以及配方其他剩余组分，继续混合至设定时间后出料，得到快速混合的推进剂物料。本发明专利技术可以安全高效的完成固体推进剂组分间化学反应和体系网络建立，在20min内实现推进剂药浆的均匀混合。与常规混合工艺相比，混合效率提高6

【技术实现步骤摘要】
一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法及推进剂


[0001]本专利技术涉及固体推进剂工艺领域，特别涉及一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法。

技术介绍

[0002]固体推进剂是战略导弹、战术导弹、空间飞行器各类固体发动机及动能拦截弹武器的动力源，其性能直接关系到导弹武器的作战性能和可靠性。固体推进剂的组分包括氧化剂、金属燃料、粘结剂、催化剂等，这些组分通过混合、浇注、固化等工艺制备成具有一定燃烧、力学性能的推进剂产品。混合工艺是推进剂制备的一个关键工序，直接关系到推进剂的力学试件的内部质量。目前，国内外普遍采用真空立式捏合机进行药浆混合，这种混合方式具有混合效率低、混合时间长等问题，而且，由于桨叶与锅壁的间距小，容易发生安全事故。同时，传统的立式混合器，推进剂混合工艺较为繁琐，具体过程包括：(1)粘合剂、增塑剂、键合剂和固化催化剂在高温下进行预混反应直至混合混匀；(2)加入固化剂，并混合均匀；(3)加入燃速催化剂，并混合均匀；(4)加入其他添加剂，并混合均匀；(5)加入金属燃烧剂，并混合均匀；(6)分步加入氧化剂，并混合均匀；(7)混合设定时间出料。整个混合工艺过程一般需要120
‑
240min，甚至更多。
[0003]声共振混合是基于振动宏观混合和声流微观混合耦合作用的混合新工艺。无桨叶等混合元件、低频声流混合、可一次性加料、遥控操作人机隔离、在线混合时间短等混合工艺过程保证了混合的安全性；混合加速度高、混合无死角、全场混合保证了混合的高效性，此外，声共振还具有节能、易清洗、兼容多种材料体系等优势。因此，声共振混合技术已逐渐被应用到医药、食品、生物、化妆品、含能材料等化工领域。特别地，声共振技术已被证明可适用于超细材料、高固体含量、高粘态材料等的分散混合。CN108043305B公开了一种固体推进剂药浆的无桨混合制备方法及系统，说明声共振混合技术混合推进剂药浆的可行性。CN104492328公开了一种高固含量粘合剂体系的共振混合方法，说明声共振适用于高固含量粘合剂体系的混合，在火炸药等含能材料混合方面有一定的应用前景。CN106000198A公开了一种基于三自由度共振系统的声波混合装置，说明了声共振混合设备产生的声波能够在混合物料内部产生涡流从而使物料快速高效混合，同时混合容器内无桨叶，混合过程安全，对于各类混合体系有广泛的适用性，特别适合用来混合危险物料。
[0004]声共振混合具有安全高效的优点且混合均匀性受物料加入的先后顺序的影响较小，但推进剂是有着复杂化学反应的多组分体系，不当的混合工艺会导致样品产生反应气孔、强度低、断裂伸长率低等性能问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，以解决推进剂混合工艺步骤冗长、耗时较长的问题，在快速的混合工艺下制备出性能优良的推进剂产品。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0007]提供一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，所述固体推进剂包括：粘合剂、氧化剂、增塑剂、键合剂、固化剂和其他组分；包括如下步骤：
[0008]将粘合剂、键合剂、氧化剂和增塑剂加入声共振混合容器中，预混反应得到初混物，增塑剂为增塑剂总量的0
‑
100％但不包括0％；在初混物中加入固化剂，进行再混合得到再混物；在再混物中加入剩余的增塑剂、其他组分，进行终混合，得到快速混合的推进剂物料。
[0009]所述预混加入增塑剂比例为40
‑
100％。
[0010]所述粘合剂为丁羟、聚醚或叠氮粘合剂中的任意一种或多种。
[0011]所述预混反应条件为：0
‑
40G进行0
‑
3min、40
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70G进行0
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7min、70
‑
100G进行0
‑
10min。
[0012]所述再混合温度为50
‑
100℃。
[0013]所述再混合温度为60℃。
[0014]所述再混合条件为40
‑
70G，0
‑
10min。
[0015]所述终混合条件为：0
‑
40G进行0
‑
3min、40
‑
70G进行0
‑
7min、70
‑
100G进行0
‑
10min。
[0016]所述预混反应和终混合的温度可以为常温，也可以为高温。所述高温为50
‑
100℃。若预混反应的温度低于再混合温度，先将初混物升温至再混合温度，再进行再混合。
[0017]所述其他组分包括金属燃烧剂、固化催化剂、安定剂、防老剂、扩链剂、交联剂、其他助剂中的任意一种或多种。
[0018]以固体推进剂质量为100％计，所述固体推进剂包括：粘合剂5％
‑
20％，氧化剂40％
‑
80％，增塑剂1％
‑
15％，键合剂0.1％
‑
0.6％，固化剂0％
‑
2％，其他组分2.01％
‑
22.1％.。
[0019]具体的，以固体推进剂质量为100％计，所述固体推进剂包括：粘合剂5％
‑
20％，氧化剂40％
‑
80％，增塑剂1％
‑
15％，键合剂0.1％
‑
0.6％，固化剂0％
‑
2％，金属燃烧剂2％
‑
20％，固化催化剂0.01％
‑
0.1％，其他组分0％
‑
2％。
[0020]一种推进剂，通过上述任一所述的一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法制备得到。
[0021]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0022](1)本专利技术可以安全快速的完成固体推进剂的均匀混合，通过本专利的混合工艺制备的推进剂样品致密无气孔裂纹，能够实现固体推进剂更加快速的成功制备。
[0023](2)本工艺方法对丁羟、叠氮、聚醚推进剂体系均适用，且混合时间不超过20min。
[0024](3)与常规制备方法的样品相比，本工艺制备样品性能相当或更优。
附图说明
[0025]图1示出了具体对比例1混合工艺下推进剂样品实物图；
[0026]图2示出了具体对比例2混合工艺下推进剂样品实物图；
[0027]图3示出了具体实施例1混合工艺下推进剂样品实物图和力学性能曲线图；
[0028]图4示出了具体对比例3混合工艺下推进剂样品实物图；
[0029]图5示出了具体实施例2混合工艺下推进剂样品实物图；
[0030]图6示出了具体对比例4混合工艺下推进剂样品实物图；
[0031]图7示出了具体实施例3混合工艺下推进剂样品实物图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，所述固体推进剂包括：粘合剂、氧化剂、键合剂、增塑剂、固化剂、其他组分；其特征在于，包括：将所述粘合剂、键合剂、氧化剂和增塑剂加入声共振混合容器中，预混反应得到初混物，增塑剂为增塑剂总量的0
‑
100％但不包括0％；在初混物中加入固化剂，进行再混合得到再混物；在再混物中加入剩余的增塑剂、其他组分，进行终混合，得到快速混合的推进剂物料。2.根据权利要求1所述的一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，其特征在于：所述预混加入增塑剂比例为40
‑
100％。3.根据权利要求1所述的一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，其特征在于：所述粘合剂为丁羟、聚醚或叠氮粘合剂中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，其特征在于：所述预混反应条件为：0
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40G进行0
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3min、40
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70G进行0
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7min、70
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100G进行0
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10min。5.根据权利要求1所述的一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，其特征在于：所述再混合温度为50
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100℃；优选的，所述再混合温度为60℃。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周智鹏，李苗苗，郑亭亭，陈静静，毛成立，曾国伟，曹冲，陆志成，
申请(专利权)人：上海航天化工应用研究所，
类型：发明
国别省市：