[發(fā)明專利]降低疊氮聚醚推進(jìn)劑玻璃化溫度的方法及制備的推進(jìn)劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711005145.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107879869A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周水平;王艷萍;吳芳;唐根;李洪旭;龐愛民;宋會彬;徐海元;徐星星
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
• 主分類號: C06D5/06
• 分類號: C06D5/06;C06B45/10;C06B29/22;C06B33/06
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所42218
• 代理人: 何靜月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低疊氮聚醚推進(jìn)劑玻璃化溫度的方法及用該方法制備的疊氮聚醚推進(jìn)劑產(chǎn)品。

背景技術(shù)

作為一種新型的高能固體推進(jìn)劑,疊氮聚醚推進(jìn)劑的低溫性能越來越受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)代高性能戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的高點(diǎn)火脈沖可能使推進(jìn)劑顆粒或裝藥在低溫點(diǎn)火時破裂,這不但影響其內(nèi)彈道性能,而且有產(chǎn)生超速燃燒的危險。衡量推進(jìn)劑低溫性能的一個重要熱物理參量是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(簡稱玻璃化溫度，Tg)。無定形或半結(jié)晶聚合物從黏流態(tài)或高彈態(tài)(橡膠態(tài))向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變(或相反的轉(zhuǎn)變)稱為玻璃化轉(zhuǎn)變。玻璃化轉(zhuǎn)變是高聚物或高聚物體系的一個重要特性,實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變的溫度是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(或稱玻璃化溫度)T_g。從分子結(jié)構(gòu)上講,玻璃化轉(zhuǎn)變是高聚物無定形部分從凍結(jié)狀態(tài)到解凍狀態(tài)的一種松弛現(xiàn)象,T_g是分子鏈段解凍時的溫度。在T_g以下,分子鏈和鏈段都不運(yùn)動,只是構(gòu)成分子的原子(或基團(tuán))在其平衡位置振動,而在玻璃化溫度時,鏈段開始運(yùn)動,表現(xiàn)出高彈性質(zhì)；溫度再升高,就使整個分子鏈運(yùn)動而表現(xiàn)出黏流性質(zhì)。在玻璃化轉(zhuǎn)變時,高聚物的比熱容、熱膨脹系數(shù)、黏度、折光率、自由體積以及彈性模量等都要發(fā)生“突變”,因而它對高聚物使用性能的影響很大。

增塑劑的性質(zhì)顯著影響疊氮聚醚粘合劑體系的玻璃化溫度，進(jìn)而顯著影響疊氮聚醚推進(jìn)劑的玻璃化溫度。采用常規(guī)增塑劑如硝化甘油(NG)、1， 2，4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)、三羥甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)、二縮三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)、N-丁基硝氧乙基硝胺(BuNENA)、雙(2,2- 二硝基丙醇縮甲醛與雙(2,2-二硝基丙醇)縮乙醛質(zhì)量比1∶1混合物(A3)等作為疊氮聚醚推進(jìn)劑的增塑劑，推進(jìn)劑的玻璃化溫度在在-20～-40℃之間。在-55℃時，推進(jìn)劑已經(jīng)脆化，低溫性能差，無法適應(yīng)極低溫環(huán)境的苛刻要求。而先進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈需要固體推進(jìn)劑玻璃化溫度低于-60℃，采取方法降低疊氮聚醚推進(jìn)劑的玻璃化溫度具有十分重要的理論與現(xiàn)實意義。

現(xiàn)有的疊氮聚醚推進(jìn)劑玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，無法滿足先進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種降低疊氮聚醚推進(jìn)劑玻璃化溫度的方法。

本發(fā)明的目的還在于提供用上述降低疊氮聚醚推進(jìn)劑玻璃化溫度的方法制備的疊氮聚醚推進(jìn)劑產(chǎn)品。

本發(fā)明以疊氮類增塑劑二疊氮基二縮三乙二醇(TEGDA)為推進(jìn)劑增塑劑，替代推進(jìn)劑中常規(guī)使用的增塑劑，如A3、NG、BTTN、TMETN、 TEGDN等。

本發(fā)明的疊氮類增塑劑“二疊氮基二縮三乙二醇”TEGDA的分子式如下所示：

TEGDA合成路徑如下所示：

TEGDA相對分子量為200.21g/mol，密度為1.15g/cm₃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-111℃(差示掃描量熱法，DSC)。

本發(fā)明的疊氮聚醚推進(jìn)劑的增塑劑與疊氮粘合劑之間的質(zhì)量比在1.0-2.0之間(增塑比在1.0-2.0之間)。

本發(fā)明的疊氮聚醚推進(jìn)劑的增塑劑與粘合劑質(zhì)量之和占疊氮聚醚推進(jìn)劑總質(zhì)量的17.0-25.0％。

本發(fā)明的方法所制備的疊氮聚醚推進(jìn)劑，包括下列質(zhì)量百分比％的組分：

疊氮聚醚推進(jìn)劑粘合劑：7.0％-10.0％；

增塑劑：10.0％-15.0％；

氧化劑高氯酸銨：40.0％-50.0％；

炸藥：13.0％-20.0％；

金屬燃料：15.0％-18.0％；

固化催化劑：0.02％

交聯(lián)劑：0.08％-1.6％；

鍵合劑：0.1％-0.2％；

固化劑：0.5％-1.0％；

本發(fā)明所述的疊氮聚醚推進(jìn)劑粘合劑為各類側(cè)鏈帶有疊氮基的端羥基聚醚，如聚3,3-雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷,聚3,3-雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷與四氫呋喃共聚醚，疊氮縮水甘油醚中的一種或幾種。

本發(fā)明金屬燃料為鋁粉。

本發(fā)明所述的增塑劑為二疊氮基二縮三乙二醇(縮寫TEGDA)。

所述炸藥為奧克托金或黑索今中的一種。

所述固化催化劑為三苯基鉍或三乙氧基苯基鉍中的一種。

本發(fā)明所述交聯(lián)劑為N,N,N′,N′-四羥乙基乙二胺、或三乙醇胺、或三羥甲基丙烷、或季戊四醇、或疊氮聚醚多元醇中的一種或幾種。