CN105541523A - 一种热塑性碳氢推进剂组合物 - Google Patents

一种热塑性碳氢推进剂组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN105541523A
CN105541523A CN201510940390.5A CN201510940390A CN105541523A CN 105541523 A CN105541523 A CN 105541523A CN 201510940390 A CN201510940390 A CN 201510940390A CN 105541523 A CN105541523 A CN 105541523A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combination
propellant compositions
particle diameter
hydrocarbon propellant
class
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510940390.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105541523B (zh
Inventor
肖金武
王锐
王园园
黄凌
陈涛
张先瑞
刘建红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Original Assignee
Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology filed Critical Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority to CN201510940390.5A priority Critical patent/CN105541523B/zh
Publication of CN105541523A publication Critical patent/CN105541523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105541523B publication Critical patent/CN105541523B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/12—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being two or more oxygen-yielding compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/06—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being an inorganic oxygen-halogen salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/12—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being two or more oxygen-yielding compounds
    • C06B33/14—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being two or more oxygen-yielding compounds at least one being an inorganic nitrogen-oxygen salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于冲压发动机的热塑性碳氢推进剂组合物，采用该技术制备推进剂取消了固化交联反应，不需要长时间保温固化过程，能耗低，生产周期短、成本低，推进剂具有低易损特性和3R特性。采用热熔融冷却成型，解决了易吸湿组分在推进剂组合物中应用的问题，不存在适用期问题，可以连续生产，在生产过程中容易控制误差，生产过程中废料少，产品性能稳定。具备常规推进剂所不具备的诸多优点，在未来的战略、战术型号发动机以及燃气发生器中具有极其广阔的应用前景。

Description

一种热塑性碳氢推进剂组合物
技术领域
本发明涉及一种热塑性碳氢推进剂组合物，具体涉及一种用于冲压发动机的热塑性碳氢推进剂组合物，属于碳氢推进剂领域。
背景技术
热塑性聚合物弹性体(TPE)是指同时具有热塑性和高弹性性质的一类特殊类型的高分子材料，一般是由具有不同聚集状态或结晶性能的聚合物链段组成的嵌段聚合物。玻璃化温度高或结晶性高的聚合物链段被称之为硬段，赋予聚合物热塑性能；玻璃化温度低或结晶性低的聚合物链段被称之为软段，赋予聚合物高弹性能。当聚合物温度高于其熔融温度时，聚合物软化熔融为粘流态；当聚合物温度低于其熔融温度时，聚合物中的硬段形成微相分离的玻璃态或结晶态物理微畴，起到了物理交联的作用，并赋予聚合物热可逆性。
与传统的固体推进剂化学交联弹性体粘合剂比较，热塑性聚合物弹性体粘合剂由于取消了推进剂制造过程中的固化交联反应，改变了传统化学交联推进剂的混合、浇注、固化的加工工艺，避免了传统推进剂制造中因固化交联反应带来的一系列问题，特别是重要组分的化学相容性及药浆适用期问题。热塑性弹性体粘合剂拥有可逆的固化体系，根据热塑性聚合物弹性体粘合剂的特性确定的推进剂研制模式和生产工艺与传统推进剂存在本质区别，工艺过程简单，生产周期短，易于实现推进剂的大批量连续化生产。热塑性推进剂由于具备常规推进剂所不具备的诸多优点，在未来的战略、战术型号发动机以及燃气发生器中具有极其广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供了一种用于冲压发动机的热塑性碳氢推进剂组合物，该推进剂组合物配方合理，生产过程中无需固化交联反应，不需要长时间保温固化过程，生产能耗低，生产周期短、制备成本低，并且推进剂具有低易损特性和3R特性，具有广阔的应用前景。
本发明采用的技术方案是：采用热塑性粘合剂，以热熔融的方式混合推进剂组分并采用自然冷却成型方式制备推进剂，可连续生产，不需要长时间保温固化过程，能耗低，生产周期短、成本低。
一种适用于冲压发动机的热塑性碳氢推进剂组合物，其包含下列组分和质量百分比含量：
氧化剂：25～40％；
金属燃料：2～15％；
碳氢燃料：10～35％；
粘合剂：15～25％；
工艺助剂：2～7％。
所采用的氧化剂为高氯酸铵(AP)、高氯酸钾(KP)、硝酸铵(AN)、硝酸钾(KN)、二硝酰氨铵(ADN)、三氨基胍硝酸盐(TAGN)中的一种或组合；
所采用的氧化剂的类型为Ⅰ类(280～360μm)、Ⅱ类(180～280μm)、Ⅲ类(90～140μm)、Ⅳ类(5～15μm)、Ⅴ类(0.5～2μm)中的一种或组合；
所述金属燃料为铝粉(Al)、镁粉(Mg)、硼粉(B)、钛粉(Ti)、锆粉(Zr)中的一种或组合；
所述的金属粉为球形，种类为FLQT1(29±3μm)、FLQT2(24±3μm)、FLQT3(13±3μm)、FLQT4(6±1.5μm)、FLQT5(2±1μm)中的一种或其组合；
所述碳氢燃料粒径不大于200μm，包括五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷(PCU)、甲基五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷(MPCU)、双五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷(PCUD)、双甲基五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷(MPCUD)、蒽、菲、萘、聚乙烯、聚丙烯、SBS、SIS、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金刚烷、金刚烷二聚体、蒽醌、菲醌、萘醌、腈基蒽、腈基菲、腈基萘、石墨中的一种或其组合；
所述粘合剂为自行合成的热塑性粘合剂，其硬段单体为含苯聚酯与3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)的组合，软段单体为分子量为800～4000的PEG，链接剂为六甲撑二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)；
所述工艺助剂为硝酸酯乙基硝胺(NENA)、柠檬酸酯、甘油三碳酸酯、癸二酸二异辛酯、三[1-(2-甲基)氮丙啶基]氧化膦、三氟化硼三乙醇胺、氧化铁、辛基二茂铁、3-氨基1,2,4-三唑络高氯酸铜、N,N-二苯基对苯二胺、N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N-环己烷基对苯二胺、氟硼酸铵、氟化锂中的一种或其组合。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1)解决了易吸湿组分在推进剂组合物中应用的问题，不存在适用期问题，可以连续生产，在生产过程中容易控制误差，生产过程中废料少，产品性能稳定。
2)推进剂符合3R标准，具备常规推进剂所不具备的诸多优点，在未来的战略、战术型号发动机以及燃气发生器中具有极其广阔的应用前景。
具体实施方式
下面再结合具体的实施例进行详细说明。
实施例1
粘合剂硬段：聚间苯二甲酸1,4-丁二醇酯、BAMO，软段：PEG2000、链接剂：HMDI
⑴推进剂组合物组成
⑵推进剂性能
实施例2
粘合剂硬段：聚对苯二甲酸乙二醇酯、BAMO，软段：PEG1000、链接剂：MDI
⑴推进剂组合物组成
⑵推进剂性能
实施例3
粘合剂硬段：聚对苯二甲酸1,4-丁二醇酯、BAMO，软段：PEG3000、链接剂：HDI
⑴推进剂组合物组成
⑵推进剂性能
实施例4
粘合剂硬段：聚对苯二甲酸乙二醇酯、BAMO，软段：PEG1000、链接剂：MDI
⑴推进剂组合物组成
⑵推进剂性能
实施例5
粘合剂硬段：聚邻苯二甲酸乙二醇酯、BAMO，软段：PEG4000、链接剂：HMDI
⑴推进剂组合物组成
⑵推进剂性能

Claims (8)

1.一种热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：其包含下列组分和质量百分比含量：
氧化剂：25～40％；
金属燃料：2～15％；
碳氢燃料：10～35％；
粘合剂：15～25％；
工艺助剂：2～7％。
2.根据权利要求1所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所采用的氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、硝酸铵、硝酸钾、二硝酰氨铵、三氨基胍硝酸盐中的一种或其组合。
3.根据权利要求2所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所采用的氧化剂的类型为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所述金属燃料为铝粉、镁粉、硼粉、钛粉、锆粉中的一种或组合。
5.根据权利要求4所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所述的金属燃料为球形，其种类为粒径为29±3μm的FLQT1、粒径为24±3μm的FLQT2、粒径为13±3μm的FLQT3、粒径为6±1.5μm的FLQT4、粒径为2±1μm的FLQT5中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所述的碳氢燃料粒径不大于200μm，包括五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷、甲基五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷、双五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷、双甲基五环[5.4.0.02,6.03,10.05,9]十一烷、蒽、菲、萘、聚乙烯、聚丙烯、SBS、SIS、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、金刚烷、金刚烷二聚体、蒽醌、菲醌、萘醌、腈基蒽、腈基菲、腈基萘、石墨中的一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所述粘合剂为自行合成的热塑性粘合剂，其特征为：硬段单体为含苯聚酯与BAMO的组合，软段单体为分子量为800～4000的PEG，链接剂为六甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯)、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。
8.根据权利要求1所述的热塑性碳氢推进剂组合物，其特征在于：所述工艺助剂为硝酸酯乙基硝胺、柠檬酸酯、甘油三碳酸酯、癸二酸二异辛酯、三[1-(2-甲基)氮丙啶基]氧化膦、三氟化硼三乙醇胺、氧化铁、辛基二茂铁、3-氨基1,2,4-三唑络高氯酸铜、N,N-二苯基对苯二胺、N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N-环己烷基对苯二胺、氟硼酸铵、氟化锂中的一种或其组合。
CN201510940390.5A 2015-12-15 2015-12-15 一种热塑性碳氢推进剂组合物 Active CN105541523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510940390.5A CN105541523B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种热塑性碳氢推进剂组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510940390.5A CN105541523B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种热塑性碳氢推进剂组合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105541523A true CN105541523A (zh) 2016-05-04
CN105541523B CN105541523B (zh) 2017-11-10

Family

ID=55821144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510940390.5A Active CN105541523B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种热塑性碳氢推进剂组合物

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105541523B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106346774A (zh) * 2016-11-09 2017-01-25 南京理工大学 一种固体推进剂的增材制造方法
CN106588522A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 湖北航天化学技术研究所 低熔点热塑性推进剂及其制备方法
CN108191589A (zh) * 2018-03-13 2018-06-22 中国人民解放军国防科技大学 一种高燃速压强指数中硼含量富燃料推进剂
CN109384636A (zh) * 2018-12-26 2019-02-26 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂及其制备方法
CN109503301A (zh) * 2019-01-14 2019-03-22 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂
CN109574773A (zh) * 2019-01-14 2019-04-05 湖北航天化学技术研究所 一种含硼富燃料推进剂
CN110845285A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 南京理工大学 降低高氯酸铵吸湿性的方法
CN110981675A (zh) * 2019-11-04 2020-04-10 湖北航天化学技术研究所 一种具备超低玻璃化温度的聚醚固体推进剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381614A (en) * 1965-10-01 1968-05-07 Ratz Heinz Acid pretreated polyethyleneglycol terephthalate sheet as insulation for solid rocket propellent charges
EP2013114A1 (de) * 2006-05-04 2009-01-14 Aerosol-Service AG Druckbehälter mit polyethylenglykolen und kohlendioxid als treibmittel
CN102399352A (zh) * 2010-09-15 2012-04-04 南开大学 一种含能热塑性弹性体及其合成方法
CN105121389A (zh) * 2013-04-25 2015-12-02 费希尔厂有限责任两合公司 可电点火的无壳推进剂、其制备和用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381614A (en) * 1965-10-01 1968-05-07 Ratz Heinz Acid pretreated polyethyleneglycol terephthalate sheet as insulation for solid rocket propellent charges
EP2013114A1 (de) * 2006-05-04 2009-01-14 Aerosol-Service AG Druckbehälter mit polyethylenglykolen und kohlendioxid als treibmittel
CN102399352A (zh) * 2010-09-15 2012-04-04 南开大学 一种含能热塑性弹性体及其合成方法
CN105121389A (zh) * 2013-04-25 2015-12-02 费希尔厂有限责任两合公司 可电点火的无壳推进剂、其制备和用途

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何吉宇等: "热塑性聚氨酯复合固体推进剂", 《宇航学报》 *
栾恩杰等: "《国防科技名词大典》", 31 January 2002 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106346774A (zh) * 2016-11-09 2017-01-25 南京理工大学 一种固体推进剂的增材制造方法
CN106588522A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 湖北航天化学技术研究所 低熔点热塑性推进剂及其制备方法
CN106588522B (zh) * 2016-11-29 2018-05-29 湖北航天化学技术研究所 低熔点热塑性推进剂及其制备方法
CN108191589A (zh) * 2018-03-13 2018-06-22 中国人民解放军国防科技大学 一种高燃速压强指数中硼含量富燃料推进剂
CN108191589B (zh) * 2018-03-13 2018-11-20 中国人民解放军国防科技大学 一种高燃速压强指数中硼含量富燃料推进剂
CN110845285B (zh) * 2018-08-20 2021-07-06 南京理工大学 降低高氯酸铵吸湿性的方法
CN110845285A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 南京理工大学 降低高氯酸铵吸湿性的方法
CN109384636B (zh) * 2018-12-26 2020-09-22 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂及其制备方法
CN109384636A (zh) * 2018-12-26 2019-02-26 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂及其制备方法
CN109503301A (zh) * 2019-01-14 2019-03-22 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂
CN109503301B (zh) * 2019-01-14 2020-09-18 湖北航天化学技术研究所 一种碳氢富燃料推进剂
CN109574773A (zh) * 2019-01-14 2019-04-05 湖北航天化学技术研究所 一种含硼富燃料推进剂
CN110981675A (zh) * 2019-11-04 2020-04-10 湖北航天化学技术研究所 一种具备超低玻璃化温度的聚醚固体推进剂及其制备方法
CN110981675B (zh) * 2019-11-04 2021-07-13 湖北航天化学技术研究所 一种具备超低玻璃化温度的聚醚固体推进剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105541523B (zh) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105541523A (zh) 一种热塑性碳氢推进剂组合物
CN106588522B (zh) 低熔点热塑性推进剂及其制备方法
CN102690511B (zh) 一种高强度聚氨酯固―固相变储能材料及其制备方法
Ye et al. In-situ polymerized cross-linked binder for cathode in lithium-sulfur batteries
CN103000941A (zh) 凝胶电解液的配方及使用该配方制备凝胶电解液的方法
CN114276202B (zh) 一种热塑性复合固体推进剂及其制备方法
CN106981683B (zh) 锂电池用可生物降解的复合聚合物电解质及其制备方法
CN107867961A (zh) 提高丁羟推进剂力学性能的方法及制备的丁羟推进剂
CN104936889A (zh) 储氢材料
WO2023197546A1 (zh) 一种热塑性复合固体推进剂及其制备方法
CN104693409A (zh) 柔性可调的加核型超支化聚氨酯丙烯酸酯树脂及制备方法
CN102412393B (zh) 一种采用高温固相法合成Mg2V2O7纳米颗粒的方法及应用
CN111423293A (zh) 一种提升含能材料中铝粉有效反应率的方法及产品
KR101914070B1 (ko) 리튬 2차 전지 음극 활물질용 Ｓｉ 합금-형상 기억 합금 복합체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 리튬 2차 전지 음극 활물질용 Ｓｉ합금-형상 기억 합금 복합체
CN104966847B (zh) 一种高锂盐浓度的水性聚氨酯离聚体的制备方法及应用
CN108129248B (zh) 解决室温固化丁羟推进剂后固化问题的方法及制备的产品
CN103435818A (zh) 一种通过单异氰酸酯对木粉进行疏水改性的方法及应用方法
CN109232145A (zh) 一种以二聚脂肪酸二异氰酸酯为固化剂的丁羟推进剂
KR20140124911A (ko) 고체 추진제 바인더 및 그 제조방법
Mulage et al. Studies on a novel thermoplastic polyurethane as a binder for extruded composite propellants
CN110628033A (zh) 一种聚酰亚胺接枝聚乙二醇复合固固相变材料及其制备方法
CN101320789A (zh) 一种高韧性蓄电池壳体及制备方法
KR101101218B1 (ko) 기계적 특성이 우수한 ｇａｐ/니트라민계 고에너지 추진제 조성물
CN105367362A (zh) 新高反应焓含能材料及其制备方法
JP2013256590A (ja) 変形材料およびアクチュエーター

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant