CN103204753A - 固体燃气发生剂及其制备方法 - Google Patents

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乔应克
孙兰兰
张军民
李冰
信培培
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Abstract

一种固体燃气发生剂及其制备方法，包含聚醚粘合剂：12％～23％，固化剂：1.2％～3.6％，氧化剂50％～80％，增塑剂0％～5％，降温剂0％～30％，燃烧调节剂0％～5％，其它类添加剂0％～2％。其中聚醚粘合剂为环氧乙烷四氢呋喃共聚醚、环氧丙烷四氢呋喃共聚醚的一种或一种以上的组合，固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多官能能度脂肪族二异氰酸酯中的一种或一种以上的组合，增塑剂为癸二酸二辛酯、乙酰柠檬酸三乙酯、甘油三碳酸三乙酯中的一种或一种以上的组合。本发明为具有负压强指数的固体燃气发生剂，压强指数为0~-0.30，为轻型动能拦截器(KKV)姿控、轨控动力系统提供动力源。

Description

固体燃气发生剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于燃气发生器和其它气体发生器的燃气发生剂，特别是负压强指数型复合固体燃气发生剂。
背景技术
太空侦察卫星、战略武器的突防与反突防已构成未来战争不可忽视的组成部分,而拦截武器在其中起着极为重要的作用。在拦截武器中，动能武器（KEW）技术已经成为各国竞相发展弹道导弹防御系统的主要推动力之一。动能武器的核心部件是“动能杀伤拦截器”（KKV）, 目前，KKV技术的发展方向是轻型化（第二代技术）及轻型化基础上的智能化（第三代技术），这种趋势要求所使用的燃气动力源采用负压强指数技术。目前国内尚没有开展负压强指数型复合固体燃气发生剂的公开报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压强指数为负值的固体燃气发生剂。
本发明的目的还在于提供上述固体燃气发生剂的制备方法。
本发明的固体燃气发生剂，包含下列组份和含量（质量百分比）：
聚醚粘合剂：12％～23％
固化剂：1.2％～3.6％
氧化剂：50％～80％
降温剂：0％～30％
增塑剂：0％～5％
燃烧调节剂：0％～5％
其它添加剂：0％～2％。
本发明的优选配比为：
聚醚粘合剂：15%～23%
固化剂：1.3％～3.6％
氧化剂：50％～70％
降温剂：0％～30％
增塑剂：2%～3％
燃烧调节剂：0％～1％
其它添加剂：1%。
所述聚醚粘合剂为环氧乙烷－四氢呋喃，环氧丙烷－四氢呋喃，1、2－氧乙撑－四氢呋喃共聚醚中的一种，或其中两种以上的组合。
所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多官能度脂肪族二异氰酸酯中的一种，或其中两种以上的组合。
所述的氧化剂为高氯酸铵、硫酸铵中的一种，或两种的组合。
所述的降温剂为草酰二肼。
所述的增塑剂为癸二酸二辛酯、乙酰柠檬酸三乙酯、甘油三碳酸三乙酯中的一种，或其中两种以上的组合。
所述的燃烧调节剂正辛基二茂铁、叔丁基二茂铁、亚铬酸铜中的一种，或其中两种以上的组合。
所述的其它添加剂为卵磷脂、三氟化硼三乙醇胺络合物、乙酰丙酮铁中的一种，或其中两种以上的组合。
本发明的制备工艺包括：
（1）将所述组分按照上述所选定的配方比例称量；
（2）将上述组分放入立式混合机中进行混合，混合温度50℃～70℃，混合时间60min～100min左右，得料浆；
（3）将料浆真空喷淋浇注到模具或浇注到发动机中，然后放在50℃～70℃左右的油浴烘箱中固化7天。
除有说明外，本发明中采用的比例为重量配比。
本发明的固体推进剂的压强指数为0~-0.30，为轻型动能拦截器(KKV)姿控、轨控动力系统提供动力源。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
（1）燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧乙烷四氢呋喃共聚醚 15.8
甲苯二异氰酸酯 1.9
高氯酸铵 60.0
乙酰柠檬酸三乙酯 3.0
硫酸铵 18.0
叔丁基二茂铁 0.7
卵磷脂/三乙醇胺三氟化硼络合物 0.6
 (2) 燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1224
燃气平均分子量, g/mol 22.73
发气量，l/kg 985.6
燃速（3MPa），mm/s 3.273
压强指数n(2-5MPa) －0.19
燃温,℃ 1483
实施例2
(2)   燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧丙烷四氢呋喃共聚醚 17.3
多官能度脂肪族二异氰酸酯 2.6
高氯酸铵 58.0
甘油三碳酸三乙酯 3.0
硫酸铵 18.0
正辛基二茂铁 0.7
卵磷脂/三乙醇胺三氟化硼络合物 0.6
(2) 燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1183
燃气平均分子量, g/mol 21.95
发气量，l/kg 1020
燃速（3MPa），mm/s 2.328
压强指数n(2-5MPa) －0.13
燃温,℃ 1322
实施例3
（1）燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧乙烷四氢呋喃共聚醚 15.21
甲苯二异氰酸酯 1.37
高氯酸铵 58.0
癸二酸二辛酯 3.0
草酰二肼 22
叔丁基二茂铁 0.5
卵磷脂/三乙醇胺三氟化硼络合物 0.6
(2) 燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1255
燃气平均分子量, g/mol 20.45
发气量，l/kg 1096
燃速（3MPa），mm/s 3.982
压强指数n(2-5MPa) -0.02
燃温,℃ 1418
实施例4
（1）燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧乙烷四氢呋喃共聚醚 19.19
甲苯二异氰酸酯 1.66
高氯酸铵 66
癸二酸二辛酯 3
硫酸铵 10
乙酰丙酮铁 0.05
三乙醇胺三氟化硼络合物 0.1
（2）燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1293
燃气平均分子量, g/mol 22.10
发气量，l/kg 1015
燃速（3MPa），mm/s 3.429
压强指数n(2-5MPa) -0.30
燃温,℃ 1637
实施例5
（1）燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧乙烷四氢呋喃共聚醚 21.56
甲苯二异氰酸酯 1.92
高氯酸铵 56
叔丁基二茂铁 0.3
草酰二肼 20
乙酰丙酮铁 0.02
三乙醇胺三氟化硼络合物 0.1
聚酰胺 0.1
（2）燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1201
燃气平均分子量, g/mol 18.8
发气量，l/kg 1024
燃速（3MPa），mm/s 3.837
压强指数n(2-5MPa) -0.16
燃温,℃ 1232
实例6
（1）燃气发生剂组成
配方组成 质量百分比（％）
环氧乙烷四氢呋喃共聚醚 23.04
异佛尔酮二异氰酸酯 1.96
硫酸铵 10
高氯酸铵 63
叔丁基二茂铁 0.5
甘油三碳酸三乙酯 1.5
（2）燃气发生剂性能
特征速度，m/s 1201
燃气平均分子量, g/mol 21.3
发气量，l/kg 1031
燃速（3MPa），mm/s 2.68
压强指数n(2-5MPa) -0.03
燃温,℃ 1393
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种固体燃气发生剂，其特征在于包含下列组分，质量百分比：
聚醚粘合剂：12％～23％
固化剂：1.2％～3.6％
氧化剂：50％～80％
降温剂：0％～30％
增塑剂：0％～5％
燃烧调节剂：0％～5％
其它添加剂：0％～2％。
2.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：包含下列质量百分比的组分：
聚醚粘合剂：15%～23%
固化剂：1.3％～3.6％
氧化剂：50％～70％
降温剂：0％～30％
增塑剂：2%～3％
燃烧调节剂：0％～1％
其它添加剂：1%。
3.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：聚醚粘合剂为环氧乙烷－四氢呋喃，环氧丙烷－四氢呋喃，1、2－氧乙撑－四氢呋喃共聚醚中的一种，或其中两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述负压强指数型复合固体燃气发生剂，其特征在于：所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多官能度脂肪族二异氰酸酯中的一种，或其中两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：所述的氧化剂为高氯酸铵、硫酸铵中的一种，或两种的组合。
6.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：所述的降温剂为草酰二肼。
7.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：所述的增塑剂为癸二酸二辛酯、乙酰柠檬酸三乙酯、甘油三碳酸三乙酯中的一种，或其中两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：所述的燃烧调节剂正辛基二茂铁、叔丁基二茂铁、亚铬酸铜中的一种，或其中两种以上的组合。
9.根据权利要求1所述固体燃气发生剂，其特征在于：所述的其它添加剂为卵磷脂、三氟化硼三乙醇胺络合物、乙酰丙酮铁中的一种，或其中两种以上的组合。
10.一种权利要求1或２所述固体燃气发生剂的制备方法，其特征在于包括：
（1）将所述组分按照上述所选定的配方比例称量；
（2）将上述组分放入立式混合机中进行混合，混合温度50℃～70℃，混合时间60min～100min左右，得料浆；
（3）将料浆真空喷淋浇注到模具或浇注到发动机中，然后放在50℃～70℃左右的油浴烘箱中固化7天。
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