[發明專利]一種端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑

有效

• 申請號: 202010619113.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111793201B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 莫洪昌;魏宗亮;盧先明;徐明輝;陳淼;葛忠學
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C08G65/333
• 分類號: C08G65/333;C08G65/28;C06B23/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

本發明公開了一種端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑，其結構式如下：其中，x+y+z＝15～60，為整數。本發明主要用于固體推進劑。

技術領域

本發明涉及一種固體推進劑用鍵合劑，尤其涉及一種端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑，屬于固體推進劑領域。

背景技術

鍵合劑是一種外加性的添加劑成分，在改善固體推進劑填料與粘合劑基體的粘接強度、提高力學性能方面具有用量少、作用大、配方和工藝適應性好以及對其它性能不良影響小的特點，其基本原理是在同一分子中含有兩種不同的活性基團，一種為鍵合基團，與固體填料結合，另一種為反應基團，與粘合劑體系結合，從而達到增強相界面粘接強度的作用。

鍵合劑的反應基團與固化體系密切相關。目前，固體推進劑使用的鍵合劑主要是針對異氰酸酯固化體系設計，分子結構中含有與異氰酸酯反應的活性羥基基團。這類含羥基鍵合劑在基于疊氮/炔反應的聚三唑交聯固化體系并不適用，其原因在于含羥基鍵合劑并不能進入粘合劑的交聯網絡結構中。

為了解決含羥基鍵合劑存在的上述問題，科研人員開發了含有炔基鍵合劑，即利用炔基與疊氮基之間的1,3-偶極環化加成反應將鍵合劑連接在粘合劑母體中，炔基鍵合劑既可用于疊氮粘合劑的異氰酸酯固化體系中，又可用于炔基固化體系中。例如張麗娜等人《炔丙基二甲基海因的合成及表征》火炸藥學報，2008，3l(4)：18-21中公開了一種炔基鍵合劑，即3-炔丙基-5,5-二甲基海因(PDMH)，其結構式如下：

隨后，張麗娜等人《炔丙基二甲基海因改性GAP的合成及應用》含能材料，2009，17(5)：514-517中公開了PDMH鍵合劑的應用效果。將PDMH改性GAP粘合劑應用到GAP/AP(高氯酸銨)/A1(鋁粉)復合固體推進劑中，用N100做固化劑，測定了推進劑的常溫力學性能隨著R值的變化規律。結果表明：當R值為1.1時效果最佳，最大抗拉強度為0.65MPa，最大延伸率為22.24％，與空白樣相比，鍵合劑PDMH的加入雖然提高了GAP基推進劑的力學性能，但力學性能仍然偏低。

發明內容

為了解決現有技術存在技術問題，本發明提供一種能賦予固體推進劑較高力學性能的端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑。

為了解決上述技術問題，本發明的端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑，其結構式如下：

其中，x+y+z＝15～60，為整數。

本發明的端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑合成方法包括以下步驟：

(1)以1,3,5-三羥乙基異氰脲酸酯為引發劑，三氟化硼·乙醚絡合物為催化劑，二氯甲烷為溶劑，引發3-氰乙氧甲基-3-甲基氧雜環丁烷開環聚合得到1,3,5-三羥基(聚3-氰乙氧甲基-3-甲基氧雜環丁烷)乙基異氰脲酸酯(簡稱1,3,5-三羥基氰基聚醚乙基異氰脲酸酯)；所述3-氰乙氧甲基-3-甲基氧雜環丁烷、三氟化硼·乙醚絡合物和1,3,5-三羥乙基異氰脲酸酯的摩爾比為15～60:0.5～2:1，反應溫度為0℃～30℃。

(2)以1,3,5-三羥基氰基聚醚乙基異氰脲酸酯和甲基丙烯酸異氰基乙酯為原料，二丁基錫二月桂酸酯為催化劑，通過加成化反應得到1,3,5-三甲基丙烯酰氧乙氨酯基(聚3-氰乙氧甲基-3-甲基氧雜環丁烷)乙基異氰脲酸酯(簡稱1,3,5-三甲基丙烯酰氧乙氨酯基氰基聚醚乙基異氰脲酸酯或T-PMACMO)，即為本發明的端甲基丙烯酰氧基三臂星形聚醚鍵合劑；所述甲基丙烯酸異氰基乙酯和1,3,5-三羥基氰基聚醚乙基異氰脲酸酯的摩爾比為3:1，二丁基錫二月桂酸酯與1,3,5-三羥基氰基聚醚乙基異氰脲酸酯的質量比為0.001～0.01:1，反應溫度為55℃～75℃。

本發明技術有益效果：