[發(fā)明專(zhuān)利]低熔點(diǎn)熱塑性推進(jìn)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611072210.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106588522B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;李偉;王芳;付曉夢(mèng);胡建江;龐愛(ài)民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C06B33/06
• 分類(lèi)號(hào): C06B33/06;C06B33/12;C06B33/14;C06B21/00
• 代理公司: 北京天盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 林曉宏

一種低熔點(diǎn)熱塑性推進(jìn)劑：包含主要組份的質(zhì)量百分比如下：氧化劑：65.0％～75.0％；金屬燃料：10.0％～20.0％；改性塑性油脂：10.0％～20.0％；其他組分：1.0％～5.0％。在不添加溶劑、功能助劑的前提下，該熱塑性推進(jìn)劑的混合溫度低于90℃，推進(jìn)劑混合藥漿粘度低，充分發(fā)揮熱塑性推進(jìn)劑可回收、可循環(huán)和重加工的特性，十分契合固體推進(jìn)劑的大規(guī)模裝藥市場(chǎng)需求。本發(fā)明的熱塑性推進(jìn)劑該推進(jìn)劑加工性能優(yōu)于常規(guī)推進(jìn)劑，未來(lái)有望在重型運(yùn)載火箭用固體大助推發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合固體推進(jìn)劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合溫度低于90℃的低熔點(diǎn)熱塑性推進(jìn)劑及其制備方法。

背景技術(shù)

固體火箭助推技術(shù)是我國(guó)實(shí)施太空發(fā)展戰(zhàn)略的重要步驟，對(duì)于提高進(jìn)入空間能力，增強(qiáng)我國(guó)在國(guó)際社會(huì)的政治影響力，提高綜合國(guó)力有著重要的戰(zhàn)略意義，是我國(guó)固體推進(jìn)劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)軍民融合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要方向。

隨著含能熱塑性推進(jìn)劑技術(shù)研究的不斷深入，其能量性能逐步提升至丁羥復(fù)合固體推進(jìn)劑水平，滿(mǎn)足未來(lái)固體大助推能量性能的應(yīng)用需求。

與傳統(tǒng)熱固性復(fù)合推進(jìn)劑相比，熱塑型推進(jìn)劑內(nèi)部無(wú)化學(xué)交聯(lián)，具備雙向熱彈性，可以根據(jù)需求實(shí)施回收、循環(huán)和重加工，易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)，能夠有效解決目前固體大助推用熱固性推進(jìn)劑制備成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、工藝復(fù)雜的技術(shù)難題。熱塑性推進(jìn)劑混合與澆注工序在時(shí)間和空間上完全獨(dú)立，可以將百?lài)嵓?jí)裝藥任務(wù)分解，通過(guò)多批次小規(guī)模生產(chǎn)模式降低制備工藝難度和安全風(fēng)險(xiǎn)。在未來(lái)實(shí)際操作過(guò)程中，首先采用模塊化連續(xù)生產(chǎn)工藝制備不同規(guī)格或統(tǒng)一規(guī)格的推進(jìn)劑藥塊，常溫儲(chǔ)存，需要時(shí)再分組批澆注入大型發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)。此外，熱塑性推進(jìn)劑通過(guò)溶劑法可實(shí)現(xiàn)原材料的回收再利用，推進(jìn)劑用各類(lèi)原材料利用率高，為大助推發(fā)動(dòng)機(jī)成本控制提供了可行途徑。

熱塑性復(fù)合固體推進(jìn)劑符合低成本、柔性化、綠色化的發(fā)展趨勢(shì)，在未來(lái)的軍民融合領(lǐng)域和特種推進(jìn)劑領(lǐng)域中具有極其廣闊的應(yīng)用前景。

常規(guī)熱塑性推進(jìn)劑選用具備軟硬段的熱塑性有機(jī)高分子作為粘合劑，CN102399352A(一種含能熱塑性彈性體及其合成方法)公開(kāi)了一種含有聚甲基丙烯酸疊氮乙酯嵌段的新型含能熱塑性彈性體及其合成方法，具有較高的能量和可逆的固化過(guò)程，但不具備大批量生產(chǎn)能力。惰性熱塑性推進(jìn)劑技術(shù)成熟度較高，已實(shí)現(xiàn)固體推進(jìn)劑性能的初步研究。CN 105541523A(一種熱塑性碳?xì)渫七M(jìn)劑組合物)公開(kāi)了一種熱塑性碳?xì)渫七M(jìn)劑組合物，其粘合劑硬段單體為含苯聚酯與BAMO的組合，軟段單體為分子量為800～4000的PEG。此類(lèi)TPU熱塑性推進(jìn)劑混合制備溫度高，粘度大，固含量低，一般需要通過(guò)添加溶劑、壓延、造粒等工序才能實(shí)現(xiàn)復(fù)合推進(jìn)劑制備。高的混合溫度增加了工藝實(shí)施過(guò)程中的危險(xiǎn)程度，不利于熱塑性推進(jìn)劑大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)工藝研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混合溫度低于90℃的熱塑性復(fù)合推進(jìn)劑。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)途徑是：采用改性塑性油脂替代常規(guī)熱塑性有機(jī)高分子作為低熔點(diǎn)粘合劑，以熱熔融的方式混合推進(jìn)劑組分并采用程序降溫成型方式制備均一藥塊，熱塑性推進(jìn)劑工藝性能和安全性能與丁羥熱固性推進(jìn)劑相當(dāng)，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)成型。無(wú)需壓延、造粒等工序，充分發(fā)揮熱塑性推進(jìn)劑可回收、可循環(huán)和重加工的特性，有望在重型運(yùn)載火箭用固體大助推發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低熔點(diǎn)熱塑性推進(jìn)劑，其特征在于：它包括，氧化劑；改性塑性油脂；金屬燃料和其他助劑組分。

進(jìn)一步的，上述改性塑性油脂主要由C、H、O三種元素構(gòu)成，熔點(diǎn)處于75～95℃范圍內(nèi)、數(shù)均分子量介于200～1000，選自一種或多種飽和甘油三酸酯。

進(jìn)一步的，上述氧化劑選自高氯酸銨、高氯酸鉀、硝酸銨、二硝酰氨銨中的一種或多種。