[發明專利]一種1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510053377.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104610038A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 汪營磊;趙鳳起;姬月萍;汪偉;安亭;朱勇;宋振偉;儀建華;徐司雨;陳斌;裴慶;高福磊;劉衛孝
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C07C50/34
• 分類號: C07C50/34;C07C46/00;B01J31/22;C06D5/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 梁勇

技術領域

本發明涉及一種固體推進劑用催化劑，特別涉及一種1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物及其制備方法和應用。

技術背景

在改善雙基推進劑或改性雙基推進劑配方燃燒性能方面，當前常用的方法是通過加入一些金屬鹽作為燃燒催化劑，來調節推進劑的燃速和壓力指數，添加量一般為質量分數的1％-5％。

鉛化合物是現今雙基系推進劑實際應用最主要的催化劑，但鉛化合物具有較大的毒性，并且燃燒分解生成的氧化鉛在發動機排氣中為白色或淺藍色的煙不利于導彈的制導和隱身，這與現代武器要求推進劑具有低特征信號不符。因此，開發無毒或低毒性、無污染的燃燒催化劑成為新的課題。隨著導彈技術的不斷發展，研制低特征信號、環境友好型的固體推進劑是重要發展方向之一，相應地需要開發無毒或低毒性、無污染的燃燒催化劑，以滿足新型固體推進發展的需要。專利CN201310637573.0中報道了1,4,5,8-四羥基蒽醌鉛化合物，作為燃燒催化劑，能夠調節雙基系固體推進劑的燃燒性能，但是結構中含有鉛元素，不能滿足綠色推進劑的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種熱穩定性好、與推進劑組分相容的綠色燃燒催化劑1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物。

本發明的構思是，為了避免鉛的毒性問題，也能降低推進劑燃燒后產生的白煙，有利于導彈的制導和隱身。實現綠色推進劑發展的需求，選用一種特種有機化合物制備成銅鹽，作為固體推進用綠色燃燒催化劑。

本發明的目的之一是提供一種1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物；

本發明的另目的之一是提供上述1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物的合成方法；

本發明還有一個目的是提供上述1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物作為綠色燃燒催化劑的應用。該金屬鹽在改性雙基推進劑中能夠很好的調節燃燒性能。

本發明提供一種1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物，結構式如下所示：

本發明的1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物的合成路線如下：

本發明1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物的制備方法，以1,4,5,8-四羥基蒽醌為原料，包括如下步驟：

將1,4,5,8-四羥基蒽醌分散于水中，用可溶性一價堿金屬氫氧化物水溶液調節體系酸度，控制溶液pH值在6～8，然后在攪拌下加入二價銅鹽溶液，其中二價銅鹽、1,4,5,8-四羥基蒽醌和一價堿金屬氫氧化物的摩爾比為1：2：3.6～4.5，混合均勻；在50℃～70℃溫度下攪拌反應2h～4h，冷卻、靜置；將沉淀洗滌、過濾、干燥，制得1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物。

所述的一價堿金屬氫氧化物為：NaOH或KOH。

所述的二價銅鹽為：硝酸銅或硫酸銅。

本發明的1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物作為燃燒催化劑應用于雙基推進劑

固體推進劑樣品采用吸收-驅水-放熟-壓伸-切成藥條的常規無溶劑壓伸成型工藝制備，對樣品進行燃燒性能測試。

本發明優點與積極效果：

與對比文件中的鉛化合物燃燒催化劑相比，本發明的1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物分解產生綠色催化活性組分銅或氧化銅，不僅可以很好地調節推進劑的燃燒性能，而且還能更好地提高推進劑的燃速，使其在10MPa下燃速達到20.18mm/s，對比文件中的燃速在10MPa下僅為18.45mm/s。

附圖說明

圖1含1,4,5,8-四羥基蒽醌銅改性雙基推進劑的燃速-壓力曲線；

圖2含1,4,5,8-四羥基蒽醌銅改性雙基推進劑的催化效率-壓力曲線；

具體實施方式

實施例1

1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物的制備：

稱取0.01mol的1,4,5,8-四羥基蒽醌，分散于30mL去離子水中，用0.04mol氫氧化鈉調節體系的pH值；稱取0.02mol三水硝酸銅用30mL去離子水溶解配置成溶液，加入到1,4,5,8-四羥基蒽醌鈉中，攪拌混合均勻，升溫至65℃，反應2h，然后冷卻、靜置，將沉淀用去離子水多次洗滌、過濾、干燥可制得暗紅色1,4,5,8-四羥基蒽醌銅3.72g，產率94.2％。

1,4,5,8-四羥基蒽醌銅化合物的表征

紅外分析