[發(fā)明專利]一種用于推進劑澆鑄包覆的無鹵無磷聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210362496.8
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102863724A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新龍;楊媛媛;周露
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: C08L33/10
• 分類號: C08L33/10;C08L1/28;C08K9/06;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/26;C08K3/30;F02K9/10
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及推進劑包覆材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種用于推進劑澆鑄包覆的無鹵無磷聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料及制備方法。

背景技術(shù)

包覆層是固體火箭推進劑裝藥的重更組成部分，它的基本作用是控制推進劑裝藥的燃燒面積，同時又起著對發(fā)動機殼體的隔熱作用；它的性能決定著火箭發(fā)動機的工作狀態(tài)和使用壽命。隨著火箭技術(shù)的不斷提高，多種高分子材料被應(yīng)用于包覆。

目前研究的推進劑包覆材料主要有硅橡膠、聚氨酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等。硅橡膠具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能，較好的耐高溫性能，較低的玻璃化溫度，較強的抗硝化甘油遷移能力，但硅橡膠在機械強度方面存在一定缺陷，粘結(jié)性能不夠穩(wěn)定可靠，因此其應(yīng)用受到一定限制（趙鳳起，鮑冠苓，王新華，翟振宏.?兵工學(xué)報，1999，20:83~86）。聚氨酯耐燒蝕性較差，即使在體系中加入大量無機耐燒蝕填料，燒蝕率仍較高。目前，聚氨酯彈性體多用于燃氣發(fā)生器及內(nèi)孔裝藥的包覆層中，國內(nèi)在某些裝藥品種也采用了聚氨酯包覆層，但應(yīng)用不廣泛。環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性高，收縮率低(收縮率小于2%)，耐熱性好和化學(xué)惰性等優(yōu)點，因此理論上可以作為推進劑的包覆材料。但環(huán)氧樹脂脆性大、韌性不足、難以滿足包覆層的需要，如何提高環(huán)氧樹脂的韌性(延伸率)就成為環(huán)氧包覆材料發(fā)展的關(guān)鍵所在。不飽和聚酯材料具有強度高、透明，能在常溫環(huán)境下固化且固化過程中無副產(chǎn)物，與雙基、改性雙基推進劑粘接可靠，包覆工藝簡單且價格低廉等優(yōu)點，在雙基推進劑的包覆中得到了廣泛應(yīng)用。國外在響尾蛇地空導(dǎo)彈推進劑裝藥、空軍導(dǎo)彈燃氣發(fā)生器裝藥、霍特反坦克導(dǎo)彈續(xù)航發(fā)動機和迪蘭達爾目標(biāo)侵徹彈火箭發(fā)動機等裝藥中都采用不飽和聚酯材料作為包覆層。但是，作為一種熱固性樹脂，不飽和聚酯固化物存在脆性大、與推進劑線脹系數(shù)相差較大的缺點，嚴重影響與推進劑之間的力學(xué)性能匹配，尤其是它的低溫延伸率較低，-40℃延伸率僅為2%左右，對裝藥的應(yīng)用范圍造成一定程度的限制（詹惠安，鄭邯勇，趙文忠，王永昌.船艦防化，2009,3:1~5）。

隨著雙基推進劑、改性雙基推進劑和復(fù)合推進劑的發(fā)展，要求包覆材料具有綜合優(yōu)異性能，但現(xiàn)有包覆材料綜合性能都較差，而且大多含有磷或鹵素化合物添加組分，會產(chǎn)生毒性，影響環(huán)境與操作人員健康。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于推進劑澆鑄包覆的無鹵無磷聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，其具有優(yōu)良的力學(xué)強度，良好的耐燒蝕性能，低發(fā)煙量，不含鹵、磷等元素，無毒性，對人體和環(huán)境的危害及污染程度低等優(yōu)點。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述包覆材料的制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種用于推進劑澆鑄包覆的無鹵無磷聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料，由含聚甲基丙烯酸丁酯的甲基丙烯酸丁酯溶液、氫氧化鋁、硅膠、碳酸鉀、硫酸鉀、碳酸鈣、乙基纖維素、過氧化苯甲酰和N,N-二甲基苯胺按質(zhì)量百分比60~80∶9~16∶4~8∶0.5~1.5∶0.5~1.5∶2.5~6∶3~6∶0.4~0.8∶0.1~0.2混合后聚合反應(yīng)形成，其中含聚甲基丙烯酸丁酯的甲基丙烯酸丁酯溶液中聚甲基丙烯酸丁酯的質(zhì)量分數(shù)8%。

氫氧化鋁、硅膠、碳酸鈣粒徑在1～20μm之間，其表面用硅烷偶聯(lián)劑進行改性處理。

一種制備上述用于推進劑澆鑄包覆的無鹵無磷聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料的制備方法，是按質(zhì)量百分比60~80∶9~16∶4~8∶0.5~1.5∶0.5~1.5∶2.5~6∶3~6∶0.4~0.8∶0.1~0.2將含聚甲基丙烯酸丁酯的甲基丙烯酸丁酯溶液、氫氧化鋁、硅膠、碳酸鉀、硫酸鉀、碳酸鈣、乙基纖維素、過氧化苯甲酰和N,N-二甲基苯胺充分混合，充滿藥柱與模具之間的間隙，在20-40℃溫度下真空脫泡20-40分鐘，水浴固化溫度確定30-50℃，時間15-30小時，制得本發(fā)明的聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料。?