[發(fā)明專利]一種乙烯醚大分子鍵合劑、制備方法及固體推進(jìn)劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210601757.0
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115093504A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐爽;龐愛民;汪越;周水平;宋會彬;武卓;黃印
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
• 主分類號: C08F220/44
• 分類號: C08F220/44;C08F216/12;C07C255/13;C07C253/30;C06B33/06;C06B23/00;C06D5/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明公開了一種乙烯醚大分子鍵合劑，本發(fā)明鍵合劑同時具有丙烯腈官能團(tuán)和乙烯醚官能團(tuán)，對AP和硝胺炸藥均有鍵合作用，同時乙烯醚官能團(tuán)可參與聚三唑聚醚固化反應(yīng)，本發(fā)明鍵合劑能改善聚三唑聚醚固體推進(jìn)劑的界面性能，顯著提高推進(jìn)劑的力學(xué)性能；本發(fā)明還公開了一種通過自由基聚合反應(yīng)實現(xiàn)乙烯醚大分子鍵合劑制備的方法；本發(fā)明還公開了一種包含乙烯醚大分子鍵合劑的固體推進(jìn)劑，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能夠滿足高強(qiáng)度應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種乙烯醚大分子鍵合劑、制備方法及固體推進(jìn)劑，屬于固體推進(jìn)劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前，復(fù)合固體推進(jìn)劑一般采用異氰酸酯作固化劑，其成型原理是通過具有端羥基的粘合劑與異氰酸酯固化劑反應(yīng)形成聚氨基甲酸酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。然而，異氰酸酯固化劑易與水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，使推進(jìn)劑產(chǎn)生氣孔并影響工藝和力學(xué)性能，這就導(dǎo)致不同環(huán)境濕度下生產(chǎn)的推進(jìn)劑力學(xué)性能波動大，影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性。

Diels-Alder反應(yīng)通過雙鍵或三鍵與共軛雙鍵成環(huán)形成的交聯(lián)固化，在推進(jìn)劑領(lǐng)域一般稱為聚三唑聚醚固化體系，該類型反應(yīng)包括疊氮基團(tuán)與不飽和C/C鍵發(fā)生1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，這一固化方式不受水份影響，與推進(jìn)劑主要高能組分化學(xué)相容，可以避免端羥基聚醚-異氰酸酯固化體系對水敏感的缺點。鍵合劑是一種用于改善固體推進(jìn)劑粘合劑基體與含能填料顆粒界面性能的功能助劑，一般通過在填料顆粒表面形成模量過渡層來抑制推進(jìn)劑“脫濕”?，F(xiàn)有鍵合劑均為針對異氰酸酯固化體系設(shè)計，一般含有可與異氰酸酯固化劑反應(yīng)的羥基或氨基，而這類官能團(tuán)在聚三唑聚醚固化體系中不參與固化反應(yīng)，無法進(jìn)入粘合劑基體網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致現(xiàn)有鍵合劑失效，比如美國專利US5336343A提供了一種對AP/HTPB有鍵合作用的乙烯醚鍵合劑，無法應(yīng)用至聚三唑聚醚固化體系中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種乙烯醚大分子鍵合劑，本發(fā)明鍵合劑同時具有丙烯腈官能團(tuán)和乙烯醚官能團(tuán)，對AP和硝胺炸藥均有鍵合作用，同時乙烯醚官能團(tuán)可參與聚三唑聚醚固化反應(yīng)，本發(fā)明鍵合劑能改善聚三唑聚醚固體推進(jìn)劑的界面性能，顯著提高推進(jìn)劑的力學(xué)性能；本發(fā)明還提供一種通過自由基聚合反應(yīng)實現(xiàn)乙烯醚大分子鍵合劑制備的方法；本發(fā)明還提供一種包含乙烯醚大分子鍵合劑的固體推進(jìn)劑，具有優(yōu)異的力學(xué)性能，能夠滿足高強(qiáng)度應(yīng)用需求。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種乙烯醚大分子鍵合劑，結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R為烷基，支化烷基，環(huán)烷基，烷氧基，烷基胺，羰基、苯基，取代苯基，苯氧烷基，取代苯氧烷基或單環(huán)雜環(huán)基團(tuán)，上述基團(tuán)中C原子個數(shù)為C₁～C₁₀；X為烷基，支化烷基，環(huán)烷基，硫，氮，羰基，亞胺，苯基，取代苯基或單環(huán)雜環(huán)基團(tuán)，上述基團(tuán)中C原子個數(shù)為C₁～C₁₀；n為1或0；m為1或2；p為1～200。

進(jìn)一步的，p為7～15；乙烯醚大分子鍵合劑的分子量為300～50000。

一種乙烯醚大分子鍵合劑的制備方法，包括：

(1)將酚羥基化合物或醇羥基化合物和氫氧化鈉分散于二甲基亞砜中，進(jìn)行攪拌反應(yīng)；

(2)在步驟(1)所得反應(yīng)體系中滴加2-鹵代乙烯基醚，進(jìn)行攪拌反應(yīng)；

(3)將步驟(2)所得反應(yīng)體系倒入水中，依次進(jìn)行萃取、水洗和旋蒸，得到產(chǎn)物A；

(4)將丙烯腈、產(chǎn)物A、巰基乙醇和偶氮二異丁腈加入到丙酮溶劑中，攪拌反應(yīng)后倒入甲醇中，依次進(jìn)行沉降和洗滌得到乙烯醚大分子鍵合劑。

進(jìn)一步的，步驟(1)中，酚羥基化合物或醇羥基化合物和氫氧化鈉的摩爾比為1:2～3，攪拌反應(yīng)的條件為70～75℃攪拌反應(yīng)1～3小時。