CN109134168A - 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法 - Google Patents

一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109134168A
CN109134168A CN201811085084.8A CN201811085084A CN109134168A CN 109134168 A CN109134168 A CN 109134168A CN 201811085084 A CN201811085084 A CN 201811085084A CN 109134168 A CN109134168 A CN 109134168A
Authority
CN
China
Prior art keywords
extremely low
solid content
preparation
azide
polyethers system
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.)
Pending
Application number
CN201811085084.8A
Other languages
English (en)
Inventor
沈业炜
仉玉成
吴祝骏
童丽伦
纪明卫
屠仁举
张惠坤
干效东
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.)
Shanghai Aerospace Chemical Industry Research Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Chemical Industry Research Institute
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 Shanghai Aerospace Chemical Industry Research Institute filed Critical Shanghai Aerospace Chemical Industry Research Institute
Priority to CN201811085084.8A priority Critical patent/CN109134168A/zh
Publication of CN109134168A publication Critical patent/CN109134168A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C06B33/06—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
    • C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/009—Wetting agents, hydrophobing agents, dehydrating agents, antistatic additives, viscosity improvers, antiagglomerating agents, grinding agents and other additives for working up

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，在配方中引入固化催化剂，固化催化剂为四甲基丁二胺、三乙烯二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜、环烷酸铝、三苯基铋和三乙基苯基铋等材料中的一种或几种，固化催化剂用量为0.01％～0.5％。固化催化剂能够加快固化体系的反应速率，增加药浆粘度，降低填料粒子沉降速率，在短时间内固化成型，从而得到填料均匀分布的叠氮聚醚体系。

Description

一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法
技术领域
本发明涉及复合固体推进剂技术领域，具体涉及极低固体含量叠氮聚醚体系制备方法。
背景技术
固体推进剂是一种特殊的含能材料，是导弹武器和火箭的动力源。推进剂需要具有一定的力学性能，因为其在制造、贮存、运输、点火和飞行过程中，要承受热应力、冲击、振动、加速度和点火压力等载荷的作用。在上述载荷的作用下，推进剂药柱的任何破坏，都会引起发动机工作性能的严重恶化，如压力骤增、烧穿、甚至炸毁。
推进剂的力学性能取决于粘合剂基体的力学特性、填料的补强特性和填料/基体间的界面粘结特性。在外力作用下，推进剂结构发生破坏的过程可分成两个阶段：第一阶段，当填料/基体界面粘结良好时，在固体填料颗粒周围的粘合剂基体内首先发生内扯离，而产生裂纹；第二阶段，粘合剂基体中这些裂纹不断扩展，最终到达填料颗粒表面，在固体填料表面发生剥离，颗粒表面被暴露出来，即所谓的“脱湿”现象。
对于叠氮聚醚推进剂而言，由于能量性能、燃烧性能等要求，其配方中需加入大量的氧化剂和金属燃料。由于AP、RDX、HMX等非补强性固体功能填料表面电子分布特性和极性与粘合剂基体差异较大，导致其与叠氮聚醚粘合剂基体间的界面粘接强度低，在外力作用下，很容易引起界面开裂，使得损伤过早发生，进而导致叠氮聚醚推进剂力学性能不佳。
为了提高叠氮聚醚推进剂力学性能，需要开展单一固体填料对推进剂力学性能的影响研究，通过单因素对整体力学影响的分析，获得影响推进剂力学性能的主要因素、次要因素。当推进剂中只含一种固体填料时，固含量较低，通常为20％～60％，制造过程中由于固体颗粒与粘合剂基体密度的差异，容易导致固体颗粒发生沉降。因此，能否开发一种新的制备方法，使得制得的极低固体含量叠氮聚醚体系中填料均匀分布，具有一定的力学性能，为力学性能影响因素分析提供试验数据，就显得非常有必要了。
发明内容
针对极低固体含量推进剂制备过程中易出现沉降现象的问题，本发明公开了一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，该方法的要点是通过在配方中引入固化催化剂，加快固化体系的反应速率，增加药浆粘度，降低填料粒子沉降速率，在短时间内固化成型，从而得到填料均匀分布的叠氮聚醚体系。
本发明的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，所述极低固体含量叠氮聚醚体系的组成包括：粘合剂、增塑剂、氧化剂、金属燃料、固化催化剂、固化剂，制备本发明的极低固体含量叠氮聚醚体系的方法由以下步骤组成：
(1)按照推进剂的使用要求，确定推进剂的组分、增塑比、固化参数，进而确定推进剂的具体组成；
(2)按照所述确定的推进剂的具体组成，准备各种组分，在去湿的环境下称取各种组分；
(3)将所述称取好的各组分分别在50℃～70℃的温度下预烘20min～30min，然后将粘合剂、增塑剂、金属燃料预混；
(4)预混后的药浆加入到真空立式混合机中，并加入氧化剂或固体燃料的一种或两种，，在加入固体颗粒60min后加入固化剂，继续混合20～40min后出料，进行真空浇注；
(5)将浇注好的方坯置于50～60℃烘箱中固化7天；
(6)将固化好的所述方坯脱模整形。
进一步，粘合剂为3,3′-双叠氮甲基氧杂环丁烷与四氢呋喃共聚醚(BAMO/THF，简称PBT)。粘合剂用以提供配方制作过程中的基体材料。粘合剂也可以是聚叠氮缩水甘油醚(GAP)，支化的聚叠氮缩水甘油醚(BGAP)，聚3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PAMMO)，3,3′-双叠氮甲基氧杂环丁烷与3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷共聚物(BAMO/AMMO)中的一种或几种。
进一步，双(2,2′-二硝基丙醇)缩乙醛/双(2,2′-二硝基丙醇)缩甲醛(BDNPA/F)作为含能增塑剂。含能增塑剂用以提高推进剂的能量。增塑剂还可以是端叠氮基叠氮缩水甘油醚增塑剂GAPA、端酯基叠氮缩水甘油醚增塑剂GAPE,也可以是硝氧乙基硝胺类增塑剂，如丁基硝氧乙基硝胺增塑剂Bu-NENA、乙基硝氧乙基硝胺增塑剂Et-NENA，还可以是硝酸脂类增塑剂，如1,2,4-丁三醇三硝酸脂BTTN，二缩三乙二醇二硝酸脂TMGDN，一缩二乙二醇硝酸脂DEGDN,三羟甲基乙烷三硝酸脂TMETN中的一种或几种。
进一步，氧化剂为高氯酸铵(AP)和奥克托今(HMX)混合氧化剂。氧化剂用以提供推进剂燃烧中的部分氧元素以及作为粘合剂基体的填充物。氧化剂还可以是单独高氯酸铵或奥克托今、黑索今中的任意一种。
进一步，固体燃料为铝粉。固体燃料用以提高组分热值，保持燃烧稳定性。固体燃料也可以是氢化铝、锆粉中的任意一种。
进一步，固化催化剂为二月桂酸二丁基锡与三苯基铋。固化催化剂可以降低羟基-异氰酸酯反应活化能，加快反应速度。固化催化剂也可以是四甲基丁二胺、三乙烯二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜、环烷酸铝、三苯基铋和三乙基苯基铋等材料中的一种或几种，用量为0.01％～0.5％。
进一步，固化剂为多官能度异氰酸酯(N100)。固化剂用以提供配方制作过程中同粘合剂等组分形成交联网络基体结构的材料。固化剂也可以是甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多官能度异氰酸酯(N100)，1,6-六次甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4’-二己环甲烷二异氰酸酯(HMDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)中的任意一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
该方法制备的固化催化剂能够加快固化体系的反应速率，增加药浆粘度，降低填料粒子沉降速率，在短时间内固化成型，从而得到填料均匀分布的叠氮聚醚体系。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
表1 具体的极低固体含量叠氮聚醚体系组成
实施例1
称取429g PBT，429g BDNPA/F，0.6g TPB，0.4g T12于预混容器1内，置于70℃烘箱内预烘30min。称取100g 100目～140目AP于容器2内，称取41g TDI于容器3内。将容器1内的药浆加入到真空立式混合机中，并加入氧化剂，进行混合。混合60min后加入固化剂，继续混合20min，然后出料，进行真空浇注。将浇注好的方坯置于50℃烘箱中固化7天。将固化好的方坯脱模整形，利用单向拉伸试验进行力学性能测试，结果列于表2。
实施例2
按表1中指定的各组合含量重复实验实施例1的方法，但100目～140目AP的用量为300g，PBT的用量为334g，BDNPA/F的用量为334g，TDI的用量为31g，测试结果列于表2。
实施例3
按表1中指定的各组合含量重复实验实施例1的方法，但不含100目～140目AP，改为使用3类HMX，用量为100g，测试结果列于表2。
实施例4
按表1中指定的各组合含量重复实验实施例1的方法，但不含100目～140目AP，使用3类HMX，用量为300g，PBT的用量为334g，BDNPA/F的用量为334g，TDI的用量为31g，测试结果列于表2。
实施例5
按表1中指定的各组合含量重复实验实施例1的方法，但不含100目～140目AP，改为使用Al粉，用量为100g，测试结果列于表2。
实施例6
按表1中指定的各组合含量重复实验实施例1的方法，但不含100目～140目AP，使用Al粉，用量为200g，PBT的用量为382g，BDNPA/F的用量为382g，TDI的用量为35g，测试结果列于表2。
表2 各实施例性能测试结果
从表2的测试结果可以看出，本发明的极低固体含量叠氮聚醚体系具有一定的力学性能，为推进剂力学性能研究提供基础。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，所述叠氮聚醚体系的组成包括：粘合剂、增塑剂、氧化剂、金属燃料、固化催化剂、固化剂，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)按照推进剂的使用要求，确定推进剂的组分、增塑比、固化参数，进而确定推进剂的具体组成；
步骤2)按照所述确定的推进剂的具体组成，准备各种组分，在去湿的环境下称取各种组分；
步骤3)将所述称取好的各组分分别在50℃～70℃的温度下预烘20min～30min，然后将粘合剂、增塑剂、金属燃料预混；
步骤4)预混后的药浆加入到真空立式混合机中，并加入氧化剂或固体燃料的一种或两种，在加入固体颗粒60min后加入固化剂，继续混合20～40min后出料，进行真空浇注；
步骤5)将浇注好的方坯置于50～60℃烘箱中固化7天；
步骤6)将固化好的所述方坯脱模整形。
2.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述粘合剂是3,3′-双叠氮甲基氧杂环丁烷与四氢呋喃共聚醚、聚叠氮缩水甘油醚、支化的聚叠氮缩水甘油醚、聚3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷、3,3′-双叠氮甲基氧杂环丁烷与3-叠氮甲基-3-甲基氧杂环丁烷共聚物、环氧乙烷四氢呋喃共聚醚、三羟基四氢呋喃环氧丙烷共聚醚中的一种或几种。
3.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为双缩乙醛/双缩甲醛、端叠氮基叠氮缩水甘油醚、端酯基叠氮缩水甘油醚、丁基硝氧乙基硝胺、乙基硝氧乙基硝胺、1,2,4-丁三醇三硝酸脂、二缩三乙二醇二硝酸脂、一缩二乙二醇硝酸脂、三羟甲基乙烷三硝酸脂中的一种或几种。
4.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为高氯酸铵、奥克托今、黑索今中的一种或几种。
5.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述固体燃料为铝粉、氢化铝、锆粉中的一种或几种。
6.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述固化催化剂为四甲基丁二胺、三乙烯二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜、环烷酸铝、三苯基铋和三乙基苯基铋等材料中的一种或几种，用量为0.01％～0.5％。
7.依据权利要求1所述的一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法，其特征在于，所述固化剂是甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多官能度异氰酸酯，1,6-六次甲基二异氰酸酯、4,4’-二己环甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、多官能度脂肪族异氰酸酯中的一种或几种。
CN201811085084.8A 2018-09-18 2018-09-18 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法 Pending CN109134168A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811085084.8A CN109134168A (zh) 2018-09-18 2018-09-18 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811085084.8A CN109134168A (zh) 2018-09-18 2018-09-18 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109134168A true CN109134168A (zh) 2019-01-04

Family

ID=64814668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811085084.8A Pending CN109134168A (zh) 2018-09-18 2018-09-18 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109134168A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110627592A (zh) * 2019-08-22 2019-12-31 南京理工大学 一种含二氟氨基粘合剂的固化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692600A (en) * 1969-12-05 1972-09-19 Us Army High temperature-resistant propellants
CN106631644A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 湖北航天化学技术研究所 一种具备优良低温适应性的叠氮推进剂及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3692600A (en) * 1969-12-05 1972-09-19 Us Army High temperature-resistant propellants
CN106631644A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 湖北航天化学技术研究所 一种具备优良低温适应性的叠氮推进剂及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110627592A (zh) * 2019-08-22 2019-12-31 南京理工大学 一种含二氟氨基粘合剂的固化方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8172965B2 (en) Explosive compositions and methods for fabricating explosive compositions
CN106631644B (zh) 一种具备优良低温适应性的叠氮推进剂及其制备方法
CN112500253B (zh) 一种温敏时变高能固体推进剂
CN110981675B (zh) 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
CN110156548B (zh) 一种浇注型高能不敏感炸药及其制备方法
CN112898106B (zh) 一种平台燃烧的高燃速推进剂及其制备方法
CN110156547A (zh) 一种高强度低压强指数丁羟复合固体推进剂及其制备方法
CN112250529A (zh) 一种变推力固体火箭发动机用高能推进剂及其制备工艺
CN107512998A (zh) 一种室温固化固体推进剂
Wibowo Current solid propellant research and development in Indonesia and its future direction
CN110423184B (zh) 一种固体火箭发动机用推进剂及其制备方法
CN109134168A (zh) 一种极低固体含量均匀叠氮聚醚体系的制备方法
CN108530239A (zh) 一种高固体含量nepe固体推进剂浆料、推进剂及制备方法
CN110963866B (zh) 一种温敏时变的固体推进剂
KR20150076312A (ko) 니트레이트 에스터 폴리에테르계 저온 고체 추진제 조성물
CN109651027A (zh) 一种工艺性能改善的高固含量ddi-htpb推进剂及其加工工艺
Ramesh et al. Development of a composite propellant formulation with a high performance index using a pressure casting technique
KR101101218B1 (ko) 기계적 특성이 우수한 ｇａｐ/니트라민계 고에너지 추진제 조성물
Boshra et al. Composite solid rocket propellant based on GAP polyurethane matrix with different plasticizers
US20230093642A1 (en) Methods of passivating fuel materials for use in solid propellants, and related solid fuels, ramjet engines, and methods
CN110304977A (zh) 一种适用不敏感弹药黏结剂体系及制备方法
CN106748600B (zh) 含AlH3的高理论比冲和高密度推进剂及其制备方法
Wibowo Kajian program peningkatan kinerja propelan komposit berbasis AP/HTPB/Al
Hartaya PENYEMPURNAAN PROSES PEMBUATAN PROPELAN KOMPOSIT LAPAN BERDASAR HASIL PENELITIAN DARI INDIA (PROCESS IMPROVEMENT OF LAPAN’ S COMPOSITE PROPELLANT PREPARATION BASED ON RESEARCH RESULT FROM INDIA)
US7824511B1 (en) Method of making GAP propellants by pre-reacting a metal fuel with isocyanate before mixing with binder and plasticizer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication