[發明專利]用于復合固體推進劑的氰乙基接枝氨烴基硅油及合成方法

有效

• 申請號: 201710988497.6
• 申請日: 2017-10-21
• 公開（公告）號: CN107698764B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 舒凱凱;李遠昊;喻堯;張習龍;王曉東;牛草坪;段軍鴻;丁敦輝;莊容
• 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: C08G77/388
• 分類號: C08G77/388;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

本發明的用于復合固體推進劑的氰乙基接枝氨烴基硅油，化學分子式為C_n+14H_3n+26O_n+2N₄Si_n+2或C_n+24H_3n+42O_n+2N₈Si_n+2或C_n+34H_3n+58O_n+2N₁₂Si_n+2；n＝10～100,優選n＝20～50。其合成方法，包括：一定量的氨基硅氧烷中攪拌狀態下緩慢滴加丙烯腈，加熱條件下反應一段時間步驟；加入一定量的端羥基硅氧烷及堿性催化劑，升溫后縮合反應一段時間步驟；縮合反應結束后加入丙酸中和，加入一定量的有機溶劑萃取步驟；收集有機相，加入適量干燥劑，靜置過夜步驟；減壓蒸餾除去低沸物步驟，得到所述的氰乙基接枝氨烴基硅油；上述步驟按順序進行。本發明提供的氰乙基接枝氨烴基硅油助劑，在復合固體推進劑配方中優選地添加0.03％～0.08％，能夠顯著改善固體顆粒與粘合劑體系界面的濕潤狀態，使固體顆粒靜摩擦因數下降且易于分散。

技術領域

本發明屬于復合固體推進劑制造領域，具體涉及用于復合固體推進劑的氰乙基接枝氨烴基硅油及合成方法。

背景技術

復合固體推進劑材料是粘合劑系統、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，藥漿工藝性能的好壞直接關系到推進劑的可澆注性、流平性、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。上述工藝助劑主要針對含鋁粉、高氯酸銨的丁羥復合固體推進劑適用，而低特征信號推進劑通過采用無鹵氧化劑、高能量燃料替代現有的高氯酸銨氧化劑、鋁粉并添加消焰劑等技術途徑實現。由于其配方組分變化和新材料的應用，使得推進劑體系的固-液界面浸潤效果較差，導致推進劑制藥工藝惡化，而目前普遍使用的工藝助劑應用效果較差，嚴重制約了低特征信號推進劑工程化應用。

有機硅表面活性劑其主鏈是一種易扭曲的螺旋形直鏈結構，由硅原子與氧原子交替組成，主鏈上的Si-O鍵可360°自由旋轉，使得分子具有極好的柔順性。主鏈上的甲基與平面垂直，碳上的氫原子呈傘狀分布，增大了分子間距，使分子間作用比碳氫化合物弱，其疏水基團比傳統的碳鏈疏水性更強，可獲得更好地甲基堆積，易在固體表面形成緊密的單分子膜，降低了分子間的相互作用力，具有優良的降低表面張力的能力，是一類高效的表面活性劑。氰乙基接枝氨烴基硅油通過其分子結構中的氰基與硝胺氧化劑的硝基之間的誘導效應，使其吸附于硝胺顆粒表面，可有效改善硝胺氧化劑與粘合劑體系界面的濕潤狀態；通過有機硅分子主鏈的柔順性和疏水性，易在固體表面形成緊密的單分子膜，降低了分子間的相互作用力，使固體顆粒靜摩擦因數下降且易于分散，具有優良的降低表面張力的能力，降低了低特征信號推進劑藥漿的初始粘度和屈服值，延長了藥漿適用期。

發明內容

本發明提供的用于復合固體推進劑的氰乙基接枝氨烴基硅油，達到摻量低且降低粘度效果顯著，而對藥漿適用期及推進劑力學性能影響較小的目的。

本發明的用于復合固體推進劑的氰乙基接枝氨烴基硅油，氰乙基接枝氨烴基硅油助劑的結構分子式如下：

式中n＝10-100，R為-CH₃、-OCH₃中的任意一種，R’為氨烴基。

優選地，所述分子結構式中優選n＝20～50。