[發明專利]一種用于復合固體推進劑的酰胺類助劑及其合成方法

有效

• 申請號: 201710988365.3
• 申請日: 2017-10-21
• 公開（公告）號: CN107628969B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 李遠昊;舒凱凱;喻堯;楊香萍;王曉東;張習龍;牛草坪;段軍鴻;丁敦輝
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江河化工科技有限公司
• 主分類號: C07C255/25
• 分類號: C07C255/25;C07C253/30;C07C231/02;C07C231/12;C07C235/28;C06B23/00
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 樊黎

本發明的一種用于復合固體推進劑的酰胺類助劑，酰胺類助劑的化學分子式為C_5n+23H_8n+42O₅N_2n+1，n＝1～5。其合成方法，包括：蓖麻油酸與多乙烯多胺在攪拌狀態下進行酰化反應步驟；緩慢滴加一定量的丙烯酸?2?羥乙酯反應步驟；再緩慢滴加一定量的丙烯腈反應步驟；將步驟三的反應產物減壓蒸餾步驟，得到所述的酰胺類助劑；上述步驟按順序進行。本發明提供的多功能酰胺類助劑，在多烯多胺結構上引入了與固體填料具有誘導效應的氰基，可以分散低溫拉伸下的應力集中，同時部分羥基可以參與固化反應，提高交聯密度，起到補強劑的效果，故可以改善配方低溫力學性能。

技術領域

本發明屬于復合固體推進劑制造領域，具體涉及一種用于復合固體推進劑的酰胺類助劑及其合成方法。

背景技術

復合固體推進劑是粘合劑系統、增塑劑、金屬微粉(如鋁粉、鎂鋁合金等)、氧化劑微粉(如高氯酸銨、高氯酸鉀等)、燃速調節劑以及功能助劑(如鍵合劑、工藝助劑等)組成的高固體含量的含能材料。其制造過程主要包括藥漿的混合、澆注和固化三道主要工序，推進劑的混合和澆注是在藥漿流動狀態下進行的工藝過程，藥漿工藝性能(如粘度、屈服值等)的好壞直接關系到推進劑的結構完整性、內彈道性能的穩定性等。

自上世紀六十年代開始，國內外固體推進劑行業先后通過選取合適的工藝助劑，改善藥漿的流動流平性，延長藥漿的適用期，國內外先后有工藝助劑得到成功運用的報道，所使用的工藝助劑主要包括：硬脂酸甲酯、卵磷脂、大不列顛洗滌劑和含磷化合物等。硬脂酸甲酯作為丁羥推進劑早期使用的一種工藝助劑，可加快粘合劑對高氯酸銨表面的潤濕速度，降低藥漿固體組分間摩擦因數而增加推進劑流動性，對改善丁羥推進劑工藝性能起過較大的作用，至今仍廣泛應用于三組元推進劑，但在高固含量四組元推進劑中應用效果較差。卵磷脂和大不列顛洗滌劑可改善預聚物和高氯酸銨的浸潤情況，改善工藝性能良好，但影響推進劑力學性能。含磷化合物包括氧化磷和烷基磷酸酯，此類工藝助劑在HTPB/IPDI推進劑中能改善推進劑的工藝性能，對改善低溫力學性能效果較好，但在HTPB/TDI推進劑中應用效果不佳。

聚酰胺是丁羥推進劑用的高效工藝助劑。丁羥推進劑中加入酰胺工藝助劑后，酰胺基具有強極性，在體系中易于向固體粒子表面遷移，將形狀不規則的固體粒子包覆起來，顯著改善固體粒子與粘合劑體系的潤濕狀態，減小藥漿混合時固體填料顆粒間的摩擦力，減少藥漿內部阻礙流動的結構強度，使得固體粒子易于混合過程中分散，降低了藥漿初始粘度和屈服值，改善了推進劑藥漿的工藝性能。聚酰胺工藝助劑結構中多烯多胺部位通過物理吸附作用富集于填料表面，束縛了填料附近粘合劑網絡的分子運動，降低了推進劑連續相與分散相低溫下界面層之間柔性，造成推進劑低溫力學性能隨著強度增高，延伸率下降過快的不良后果。因此，迫切需要研制出多功能工藝助劑，以滿足推進劑同時改善工藝性能和力學性能的目的。

發明內容

為滿足推進劑同時達到用量少、改善工藝效果顯著、藥漿適用期長和改善推進劑力學性能的目的，本發明提供了酰胺類助劑及其合成方法。

本發明的一種用于復合固體推進劑的酰胺類助劑，酰胺類助劑的分子式如下：

分子式中n＝1～6。

具體地，所述分子式中優選n＝1、2、3、4或5。

本發明還提供了如前所述的一種用于復合固體推進劑的酰胺類助劑的合成方法，包括以下步驟：

步驟一、蓖麻油酸與多乙烯多胺在攪拌狀態下進行酰化反應，反應時間1小時～3小時，邊反應邊除掉水份直至反應無水產生時，開始降溫至0℃～10℃；

步驟二、緩慢滴加一定量的丙烯酸-2-羥乙酯，滴加完成之后升溫至40℃反應1小時～2小時；

步驟三、再緩慢滴加一定量的丙烯腈40℃反應1小時～2小時；