CN104277754B - 一种适用于nepe推进剂的限燃层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种适用于NEPE推进剂的限燃层配方，包含下列组份（质量百分比）：粘合剂：51%～74%；固化剂：9%～12%；补强填料：8%～22%；防老剂：3%～5%；网络调节剂：5%～8%；固化催化剂:1%～2%。其中粘合剂为端羟基聚合物；固化剂为异氰酸酯类化合物；补强填料为无机化合物；防老剂为芳香族化合物；网络调节剂为至少含有二官能团的化合物;补强填料为无机化合物;固化催化剂为有机金属化合物。本发明具有工艺性能好、室温固化、固化时间可调节、综合性能优良的特点，适用于高能推进剂发动机的端面包覆。

Description

一种适用于NEPE推进剂的限燃层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种适用于NEPE高能推进剂的限燃层材料及其制备工艺。
背景技术
限燃层是推进剂固化后，在药柱表面的某一部位成型的一层耐烧材料，其作用是限制药柱的燃面，保证其按设计的燃面燃烧，实现固体火箭发动机预期的内弹道性能。随着NEPE高能推进剂在战略战术固体火箭发动机中的广泛应用，与其配套的限燃层配方的研制需要日益迫切。良好的粘接性能和工艺性能、室温下可调节的固化速度、良好的防硝酸酯迁移性能是高能推进剂限燃层配方研制的关键。对应用于NEPE高能推进剂的限燃层，目前尚未见国内外公开的文献报道。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的不足提供一种适用于NEPE推进剂的限燃层材料。
本发明的发明目的还在于提供一种上述限燃层材料的制备方法。
本发明采用的技术方案是限燃层材料包含下列组份和含量（质量百分比%）：
粘合剂：51%～74%
固化剂：9%～13.5%
补强填料：8%～22%
防老剂：3%～5%
网络调节剂：5%～8%
固化催化剂:0.4%～1%
所述的粘合剂为端羟基聚合物；所述的固化剂为异氰酸酯类化合物。
所述的粘合剂为端羟基聚丁二烯HTPB、聚醚N330中的一种或组合。
所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯TDI、多官能度异氰酸酯N-100(H2O与HDI的反应产物)、三官能度异氰酸酯TTD(1mol三羟甲基丙烷与3molTDI的加成物)中的一种或它们的组合。
所述的补强填料为二氧化钛TiO2、三氧化二铬Cr2O3、氧化锌ZnO、二氧化硅SiO2中的一种或他们的组合。
所述的防老剂为2-硝基二苯胺2-NDPA、N-甲基-4-硝基苯胺MNA、N,N-二苯基对苯二胺、防－H中的一种或几种的组合。
所述的网络调节剂为三－2甲基氮丙啶基氧化磷MAPO、三乙醇胺TEA、N,N-二（2-羟丙基）苯胺Is210中的一种或他们的组合。
所述的固化催化剂为二月桂酸二丁基锡DBTDL、锌酸亚锡SnO、环烷酸钴CoN中的一种或他们的组合。
本发明的制备工艺：
（1）将粘合剂称量于容器中，依次加入网络调节剂、补强填料、防老剂、固化剂、固化催化剂，混合均匀得限燃层料浆，每加入一种组分必须混合均匀后方可加入下一组分；
（2）采用喷涂成型工艺或手工刷涂工艺，将限燃层料浆均匀涂覆于需限燃的推进剂表面并室温固化（25℃）；
（3）限燃层在室温环境中固化6h～18h。
本发明的主要性能：
最大抗拉强度σm：2.0MPa～5MPa（+20℃）；
最大伸长率εm：＞200%（+20℃）；
限燃层/推进剂粘接强度：＞0.9MPa（+20℃）
室温25℃固化时间：6h～30h
本发明的优点在于：通过合理的调节限燃层配方中组份和组份配比，获得工艺性能良好、室温固化时间可调的限燃层材料；配方各项性能稳定，可应用于多种战略战术导弹固体火箭发动机的限燃；限燃层的可生产性良好，环境适应性强；且配方的主要组分易得、价廉、成熟度高，质量稳定、可控。
具体实施方式
以下是本发明所涉及的一些典型实例，但本发明绝不局限于此，应包括权利要求的全部范围。
实施例1制备过程如下：
将51克HTPB中加入6克Is210和2克MAPO，混合5min后加入12克TiO2、5克Cr2O3、5克SiO2、1克防－H、2克MNA、和2克2-NDPA，再混合5min，之后加入7.6克TDI和6克TTD，混合10min,之后加入0.4克的SnO，混合5min，出料待用。
实施例2制备过程如下：
将62克HTPB中加入4克Is210和2克MAPO，混合5min后加入10克TiO2、5克ZnO、2克MNA、和2克2-NDPA，再混合5min，之后加入6克TDI、3克N-100和3克TTD，混合10min,之后加入1克的DBTDL，混合5min，出料待用。
实施例3制备过程如下：
将51克HTPB中加入10克N330，混合3min后加入5克Is210、1克TEA和2克MAPO，混合5min后加入5克TiO2、5克ZnO、5克SiO2、0.5克防－H、2克MNA、和1.5克2-NDPA，再混合5min，之后加入8.4克TDI、3克N-100，混合10min,之后加入0.3克的SnO和0.3克的CoN，混合5min，出料待用。
实施例4制备过程如下：
将56克HTPB中加入5克N330，混合3min后加入3克TEA和3.2克MAPO，混合5min后加入5克TiO2、10克SiO2、3克MNA、和1克2-NDPA，再混合5min，之后加入7克TDI、6克N-100，混合10min,之后加入1克的CoN，混合5min，出料待用。
实施例5制备过程如下：
将74克HTPB中加入3克Is210和2克MAPO，混合5min后加入2克TiO2、3克Cr2O3、3克SiO2、1克防－H、1克MNA、和1克2-NDPA，再混合5min，之后加入9克TDI，混合10min,之后加入0.6克的DBTDL和0.4克的SnO，，混合5min，出料待用。
１所列为上述５例实施例的原料配比和产物的主要性能。
表1实施例1-5

Claims (7)

1.一种适用于NEPE推进剂的限燃层材料，其特征在于包含下列质量百分比的组份：
粘合剂：51%～74%；
固化剂：9%～13.5%；
补强填料：8%～22%；
防老剂：3%～5%；
网络调节剂：5%～8%；
固化催化剂:0.4%～1%；
所述的粘合剂为端羟基聚合物；所述的固化剂为异氰酸酯类化合物。
2.根据权利要求1所述的限燃层材料，其特征在于：所述粘合剂为端羟基聚丁二烯、端羟基聚醚中的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的限燃层材料，其特征在于：所述的补强填料为二氧化钛、三氧化二铬、氧化锌、二氧化硅中的一种或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的限燃层材料，其特征在于：所述的防老剂为2-硝基二苯胺、N-甲基-4-硝基苯胺、N,N-二苯基对苯二胺中的一种或他们的组合。
5.根据权利要求1所述的限燃层材料，其特征在于：所述的网络调节剂为三(2-甲基氮丙啶)氧化膦、三乙醇胺、N,N-二（2-羟丙基）苯胺中的一种或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的限燃层材料，其特征在于：所述的固化催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸钴中的一种或他们的组合。
7.一种权利要求1所述适用于NEPE推进剂的限燃层材料的制备方法，其特征在于包括以下工序：
（1）将粘合剂称量于容器中，依次加入网络调节剂、补强填料、防老剂、固化剂、固化催化剂，混合均匀得限燃层料浆，每加入一种组分须混合均匀后方可加入下一组分；
（2）采用喷涂成型工艺或手工刷涂工艺，将限燃层料浆均匀涂覆于需限燃的推进剂表面并室温固化；
（3）在室温环境中固化时间6h～18h。
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