[發明專利]一種鰲合型鈦酸酯聚合物及其制備方法與作為復合固體推進劑工藝助劑的應用

有效

• 申請號: 202210185033.2
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114605573B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 鄭化;譚銳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08F8/42
• 分類號: C08F8/42;C08F36/06;C06B23/00;C06B25/34;C06D5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 官群

本發明涉及一種鰲合型鈦酸酯聚合物及其制備方法與作為復合固體推進劑工藝助劑的應用，所述鰲合型鈦酸酯聚合物由鈦酸酯與乳酸進行酯交換反應，然后與乙醇胺進行酯交換反應，再與端羥基聚丁二烯進行酯交換反應得到。本發明提供的鰲合型鈦酸酯聚合物用于高固含量丁羥四組元推進劑的工藝助劑能夠改善硝胺氧化劑的表界面性能，改善藥漿懸浮體流變特性，從而降低藥漿初始粘度，延長藥漿適用期，解決高固含量丁羥四組元推進劑工藝性能差、藥漿適應期短容易導致藥柱缺陷的技術難題。

技術領域

本發明屬于炸藥或熱劑的組合物技術領域，具體涉及一種鰲合型鈦酸酯聚合物及其制備方法與作為復合固體推進劑工藝助劑的應用。

背景技術

復合固體推進劑是固體火箭發動機的動力源，是由粘合劑系統、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、硝胺氧化劑等)、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。復合固體推進劑的加工制造需經過藥漿的混合、澆注和固化成型三道主要工序。例如端羥基聚丁二烯(HTPB)推進劑(簡稱丁羥推進劑)以黏流態HTPB為主體，多官能團異氰酸酯為交聯劑，固體氧化劑粒子為填料，經捏合將黏合劑包裹于固體粒子表面，并使黏合體系中含活潑官能團的高聚物與有機物交聯劑相互作用，分子間發生化學交聯反應，形成非牛頓型假塑性黏流體的藥漿。推進劑的順利澆注成型要求藥漿具有良好的工藝性能，如可澆性、流平性和一定的適用期。

目前丁羥推進劑可工程化應用的工藝助劑主要有硬脂酸甲酯、聚酰胺以及烷基磷酸酯類，上述工藝助劑主要通過分子結構中的極性部位與高氯酸銨發生氫鍵相互作用，改善高氯酸銨的表界面性能，加速粘合劑對高氯酸銨的潤濕速度，改善藥漿懸浮體流變特性，從而達到降低藥漿初始粘度，延長藥漿適用期的目的。

高比沖、低燃速、低特征信號是丁羥推進劑的主要發展方向，為增加推進劑比沖，硝胺氧化劑(黑索金、奧克托金)等用量高達20％，硝胺表面光滑且反應活性遠低于高氯酸銨，嚴重限制了粘合劑對硝胺的潤濕速度，導致推進劑藥漿的工藝性能急劇惡化，表現為藥漿流平性差，藥漿初始粘度高達8000Pa·s,藥漿適用期較短，時間不足3h，嚴重影響了推進劑藥柱澆注成型工藝的質量可靠性。而目前研制的工藝助劑主要是針對高氯酸銨表界面開發的，這些工藝助劑在硝胺炸藥表面難以有效集聚，該因素是導致高固含量丁羥四組元推進劑藥漿工藝性能差的主要原因。

針對上述問題，本發明創新性地提出一種適用于高固含量丁羥四組元推進劑的鰲合型鈦酸酯類工藝助劑，攻克高固含量丁羥四組元推進劑工藝性能差、藥漿適應期短容易導致藥柱缺陷的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種鰲合型鈦酸酯聚合物及其制備方法與作為復合固體推進劑工藝助劑的應用，該鰲合型鈦酸酯聚合物具有與硝胺氧化劑相類似的極性五元環，可以利用其較強的極性吸附在硝胺氧化劑表面，非極性部位為端羥基聚丁二烯，與丁羥四組元推進劑粘合劑基體相同，便于加快端羥基聚丁二烯對硝胺氧化劑的浸潤速度，在二者的共同作用下，鰲合型鈦酸酯聚合物作為高固含量丁羥四組元推進劑的工藝助劑能夠改善硝胺氧化劑的表界面性能，改善藥漿懸浮體流變特性，從而達到降低藥漿初始粘度，延長藥漿適用期的目的，解決高固含量丁羥四組元推進劑工藝性能差、藥漿適應期短容易導致藥柱缺陷的技術難題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種鰲合型鈦酸酯聚合物，其由鈦酸酯與乳酸進行酯交換反應，然后與乙醇胺進行酯交換反應，再與端羥基聚丁二烯進行酯交換反應得到。

本發明還包括上述鰲合型鈦酸酯聚合物的制備方法，其具體步驟如下：

1)將乳酸滴加到鈦酸酯中進行酯交換反應，得到混合物Ⅰ(環狀鈦酸酯)；

2)向步驟1)所得混合物Ⅰ中滴加乙醇胺進行酯交換反應，得到混合物Ⅱ(環狀鈦酸乙醇胺酯)；