[發明專利]一種熱塑性復合固體推進劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811478905.4
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109627133B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王偉;李偉;付曉夢;王芳;徐國舒;趙曉麗;龐愛民
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C06B33/14
• 分類號: C06B33/14;C06B33/12;C06B21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種熱塑性復合固體推進劑及其制備方法，屬于復合固體推進劑制備技術領域。本發明涉及一種熱塑性復合固體推進劑及其制備方法，在不添加溶劑和液體增塑劑的前提下，熱塑性復合固體推進劑的熔融溫度低于95℃，熔融藥漿粘度低，安全性能優異，能夠通過熔融沉積工藝實現復合固推進劑的增材制造，其能量水平與中能熱固性推進劑相當，未來可作為復雜藥型固體發動機、分層可變推力固體發動機的動力源。

技術領域

本發明涉及一種熱塑性復合固體推進劑及其制備方法，屬于復合固體推進劑制備技術領域。

背景技術

復合固體推進劑是一類由高分子粘合劑、金屬燃燒劑、氧化劑、含能材料等組分組成、固體填料的含量超過70％的含能復合性高分子功能材料。傳統復合固體推進劑制造工藝涉及預混、混合、芯模處置、澆注、固化、脫模、整形等多道工序，一般利用特制芯模實現推進劑藥型控制，難以實現一些形狀復雜和分層可變推力固體推進劑藥柱的制造。

近年來，隨著增材制造設備及工藝的不斷成熟，復合固體推進劑增材制造已成為可能。與傳統熱固性復合推進劑相比，熱塑型推進劑內部無化學交聯，具備雙向熱彈性，可以通過熔融沉積技術實現增材制造。常規熱塑性復合固體推進劑配方熔融溫度大于100℃，需要通過添加溶劑的方式降低熔融藥漿粘度，提升配方可加工性能。

現有的固體推進劑增材制造方法，涉及固體推進劑原料與溶劑的連續混合塑化工序，制造過程中添加溶劑雖然能夠有效改善熱塑性推進劑加工特性，但存在溶劑廢料處理、溶劑高效回收、溶劑有效去除等系列問題，對熱塑性推進劑增材制造成本控制和藥柱性能穩定性控制不利。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出一種熱塑性復合固體推進劑及其制備方法。

本發明的技術解決方案是：

一種熱塑性復合固體推進劑，該固體推進劑的組成包括氧化劑、金屬燃料、熱塑性粘合劑、熱塑性彈性體和助劑；

以該固體推進劑的總質量為100％計算，各組分的質量百分含量為：

氧化劑：60％～67％；

金屬燃料：15％～20％；

熱塑性粘合劑：5％～15％；

熱塑性彈性體：5％～10％；

助劑：1.0％～2.0％；

所述的氧化劑為高氯酸銨、改性硝酸銨、黑索今(RDX)、奧克托今(HMX)、三氨基三硝基苯(TATB)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)、1,1’-二羥基-5,5’-聯四唑二羥胺鹽(TKX-50)、六硝基六氮雜異戊茲烷(CL-20)中的一種或兩種以上的混合物；

所述的金屬燃料為球形鋁粉、球形鋁鎂合金、球形鋁硼合金中的一種或兩種以上的混合物；

更進一步的，采用端羥基環氧乙烷-四氫呋喃共聚醚(PET)、端羥基聚丁二烯(HTPB)、聚乙二醇(PEG)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一種或兩種以上的混合材料對所述金屬燃料進行包覆處理，或不處理；

所述的熱塑性粘合劑為一種或兩種以上的飽和甘油三酸酯，由C、H、O三種元素構成，熔點處于75～95℃范圍內、數均分子量介于500～1000；

所述的熱塑性彈性體為乙酸乙烯含量介于15％～45％的乙烯-乙酸乙烯共聚物；

所述的助劑為硬脂酸、硬脂酸甲酯、白炭黑、鈦酸酯、氟化鋰、氧化鐵、辛基二茂鐵、3-氨基1,2,4-三唑絡高氯酸銅、亞鉻酸銅、草酸銨、草酸鈉、草酸二乙酯、N,N-二甲基苯胺、N-環己基-N’-苯基對苯二胺、亞甲基二苯胺、N-環己基對乙氧基苯胺中的一種或兩種以上的混合物。

一種熱塑性復合固體推進劑的制備方法，該方法的步驟包括：