CN114149294B - Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法 - Google Patents

Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114149294B
CN114149294B CN202111527852.2A CN202111527852A CN114149294B CN 114149294 B CN114149294 B CN 114149294B CN 202111527852 A CN202111527852 A CN 202111527852A CN 114149294 B CN114149294 B CN 114149294B
Authority
CN
China
Prior art keywords
propellant
etpe
gap
thermoplastic
adhesive
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.)
Active
Application number
CN202111527852.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114149294A (zh
Inventor
田南焱
刘超
赵海
牛草坪
邓安华
陈丽萍
甘露
孙丽娜
王军利
吴涛
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 Sanjiang Aerospace Jianghe Chemical Technology Co Ltd
Original Assignee
Hubei Sanjiang Aerospace Jianghe Chemical Technology Co Ltd
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 Sanjiang Aerospace Jianghe Chemical Technology Co Ltd filed Critical Hubei Sanjiang Aerospace Jianghe Chemical Technology Co Ltd
Priority to CN202111527852.2A priority Critical patent/CN114149294B/zh
Publication of CN114149294A publication Critical patent/CN114149294A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114149294B publication Critical patent/CN114149294B/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
    • C06B33/06—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
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0033—Shaping the mixture
    • C06B21/0066—Shaping the mixture by granulation, e.g. flaking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0033—Shaping the mixture
    • C06B21/0075—Shaping the mixture by extrusion
    • 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
    • C06B23/007—Ballistic modifiers, burning rate catalysts, burning rate depressing agents, e.g. for gas generating
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids

Abstract

本发明公开了一种热塑性推进剂成型工艺，属于复合固体推进剂制造领域。该推进剂配方包含热塑性粘合剂、氧化剂、金属粉、燃烧催化剂等功能助剂，该推进剂成型工艺包括以下步骤：（1）溶剂加热溶解一部分热塑性粘合剂；（2）加入氧化剂粉体并混合造粒；（3）另一部分热塑性粘合剂加热熔融；（4）分步加入金属粉、燃速催化剂等组分混匀造粒；（5）将两部分造粒粉采用物理机械混匀；（6）采用合适的模具进行压装药的冷压、热压成型。本发明热塑性推进剂成型工艺方法具备流程简洁，操作简单等优点，可提高热塑性推进剂成型工艺安全性，获得实测密度大的压装推进剂，适用于以热塑性弹性体（ETPE）为粘合剂的热塑性推进剂的成型制备。

Description

GAP-ETPE基压装推进剂及其制备方法
技术领域
本发明属于复合固体推进剂制造领域，涉及GAP-ETPE基压装推进剂及其制备方法。
背景技术
热固性复合固体推进剂主要由液体粘合剂、固体氧化剂、金属燃料、功能助剂以及固化剂组成，其制造工艺存在生产工序复杂，保温固化周期较长，过期药柱难回收等缺点。热塑性推进剂是以热塑性粘合剂为母体，氧化剂和金属粉为固相填料的高分子复合材料。
现阶段热塑性推进剂主要采用热塑性粘合剂加热熔融，加入固体填料，高温混合、浇注成型的制备工艺。此类工艺需要混合和浇注温度(80℃～90℃)偏高，且后续浇注工序仍存在工艺复杂和时间长等缺点。
发明内容
本发明提供了一种GAP-ETPE基压装推进剂及其制备方法，针对GAP-ETPE基热塑性推进剂，先分别造粒，最后压装成型工艺，实现GAP-ETPE基热塑性推进剂安全高效的混合、造粒及模具压装成型。
本发明的技术方案是，一种GAP-ETPE基压装推进剂，包括以下原料：热塑性粘合剂GAP-ETPE、增塑剂、氧化剂、金属燃料、燃速催化剂和助剂，还包括不计入推进剂原料的溶剂，溶剂与热塑性粘合剂GAP-ETPE的质量比为3～6:1。
进一步地，所述的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯和丙酮中的一种或几种混合溶液。
进一步地，固体推进剂的总质量为100％，其中热塑性粘合剂GAP-ETPE：15％～25％，增塑剂：5％～15％，氧化剂：60％～70％，金属燃料：5％～10％，燃速催化剂：0.1～0.5％，助剂：0.1％～0.5％；分散液不在
本发明还涉及制备所述GAP-ETPE基压装推进剂的方法，具体步骤为：
S1、将部分热塑性粘合剂加入容器中，加入溶剂，加热搅拌，制备粘合剂溶液；
S2、将氧化剂加入S1中得到的粘合剂溶液中，充分混合，使其均匀分散在粘合剂溶液中；然后烘干去除溶剂，揉搓造粒；
S3、将另一部分热塑性粘合剂高温加热熔融，加入剩余的推进剂原料，混合均匀并造粒；
S4、将S2和S3中得到的造粒粉体采用声共振设备混合均匀得推进剂粉体，将粉体放入模具进行冷压定型和热压成型，制得GAP-ETPE基压装推进剂。
进一步地，热塑性粘合剂与溶剂混合时，加热温度为55～60℃，加热时间为60～120min。
进一步地，S2中混合时温度为55℃～60℃，烘干温度为60～70℃，造粒后进行筛分，过20～50目筛。
进一步地，S3中热塑性粘合剂加热熔融温度为100～120℃；其与剩余的推进剂原料混合时间为30～60min，温度为90～100℃。
进一步地，S3中造粒时为球磨造粒，过50～80目筛。
进一步地，S5中冷压强度5～10MPa，保压时间10～20min。
进一步地，S5中热压强度10～15MPa，保压时间20～30min。
本发明具备以下有益效果：
(1)本发明采用溶剂溶解粘合剂和高温熔融粘合剂配合的处理工艺，结合混合、造粒及压装的推进剂制备工艺，很好的解决了溶剂使用过多的后处理问题，大大改善了热塑性推进剂高温熔融制备工艺的安全性问题，且流程简洁，操作简单，可实现工程化应用。
(2)本发明采用压装推进剂成型工艺，且两种粉体的颗粒粒径不同，可获得的压装推进剂实测密度大，接近理论密度，有利于推进剂能量的保障。
(3)本发明采用氧化剂与金属燃料分别与粘合剂混合的方法，从根本上避免了推进剂制造过程中氧化剂与金属燃料直接接触的风险，提高了推进剂制造工艺安全性。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1：一种GAP-ETPE基热塑性推进剂，其配方组成如下：粘合剂：GAP-ETPE粘合剂：15％；氧化剂高氯酸铵：65％；金属燃料铝粉：10％；增塑剂葵二酸二异辛酯：9.6％；燃烧催化剂亚铬酸铜：0.1％；工艺助剂硬脂酸甲酯：0.3％。
制备工艺流程如下：
按照上述配比，取60％的GAP-ETPE粘合剂，加入与其质量比为5:1的四氢呋喃溶剂，60℃水浴加热90min溶解，将氧化剂加入溶液，60℃下使其混合均匀，将得到的混合均匀的药浆倒入托盘，平铺开来，至于烘箱内，60℃，2h。将得到较干的药块置于筛网揉搓造粒，过20目筛，得到粉体。
将剩下GAP-ETPE粘合剂加热至100℃，使其熔融，后加入剩下推进剂原材料，90℃混合30min，后倒入球磨机进一步混合造粒得到另一部分粉体，过80目筛。
将两部分操作分别得到的粉体置于声共振混合设备，得到混合均匀的推进剂粉体，先将其倒入模具，常温8MPa，保压5min，后65℃高温热压，15MPa，保压20min。最终得到推进剂试样。
得到的推进剂性能如下表1所示。
表1
Figure BDA0003410902330000031
实施例2：一种GAP-ETPE基热塑性推进剂，其配方组成如下：粘合剂：GAP-ETPE粘合剂，25％；氧化剂高氯酸铵：60％；金属燃料铝粉：5％；增塑剂葵二酸二异辛酯：9.5％；燃烧催化剂亚铬酸铜：0.2％；工艺助剂硬脂酸甲酯：0.3％。
制备工艺流程如下：
按照上述配比，取60％GAP-ETPE粘合剂，加入与其质量比为5:1的四氢呋喃和丙酮的混合溶剂，60℃水浴加热60min溶解，将氧化剂加入溶液，60℃下使其混合均匀，将得到的混合均匀的药浆倒入托盘，平铺开来，至于烘箱内，60℃，2h。将得到较干的药块置于筛网揉搓造粒，过50目筛，得到粉体。
将剩下GAP-ETPE粘合剂加热至100℃，使其熔融，后加入剩下推进剂原材料，90℃混合30min，后倒入球磨机进一步混合造粒得到另一部分粉体，过80目筛。将分别得到的粉体置于声共振混合设备，得到混合均匀的推进剂粉体，先将其倒入模具，常温10MPa，保压5min，后65℃高温热压，15MPa，保压30min。最终得到推进剂试样。
得到的推进剂性能如下表2：
表2
Figure BDA0003410902330000032
Figure BDA0003410902330000041
实施例3
一种GAP-ETPE基热塑性推进剂，其配方组成如下：粘合剂：GAP-ETPE粘合剂，20％；氧化剂高氯酸铵：60％；金属燃料铝粉：5％；增塑剂葵二酸二异辛酯：14.1％；燃烧催化剂亚铬酸铜：0.5％；工艺助剂：0.4％。
制备工艺流程如下：
按照上述配比，取50％GAP-ETPE粘合剂，加入与其质量比为6:1的丙酮和乙酸乙酯的混合溶剂，60℃水浴加热30min溶解，将氧化剂加入溶液，60℃下使其混合均匀，将得到的混合均匀的药浆倒入托盘，平铺开来，至于烘箱内，60℃，2h。将得到较干的药块置于筛网揉搓造粒，过20目筛，得到粉体。
将剩下GAP-ETPE粘合剂加热至100℃，使其熔融，后加入剩下推进剂原材料，90℃混合30min，后倒入球磨机进一步混合造粒得到另一部分粉体，过80目筛。将分别得到的粉体置于声共振混合设备，得到混合均匀的推进剂粉体，先将其倒入模具，常温5MPa，保压10min，后65℃高温热压，15MPa，保压20min。最终得到推进剂试样。
得到的推进剂性能如下表：
表3
Figure BDA0003410902330000042
实施例4
一种GAP-ETPE基热塑性推进剂，其配方组成如下：粘合剂：GAP-ETPE粘合剂：15％；氧化剂高氯酸铵：65％；金属燃料铝粉：10％；增塑剂葵二酸二异辛酯：9.6％；燃烧催化剂亚铬酸铜：0.1％；工艺助剂硬脂酸甲酯：0.3％。
制备工艺流程如下：
按照上述配比，取GAP-ETPE粘合剂，加入与其质量比为5:1的四氢呋喃溶剂，60℃水浴加热90min溶解，将增塑剂加入溶液，升温至60℃，使其混合均匀，向容器中添加金属燃料和功能助剂，对其进行预混，向混合机中分次加入定量的氧化剂进行混合，混合温度为60℃。混合30分钟，得到除去大部分粘合剂分散液的均匀推进剂药浆，烘箱中进一步干燥(60℃，6h)并过筛。得到推进剂粉体倒入专用模具，采用模压机挤压成型，冷压(压力8MPa，保压5min)，热压(压力10MPa，保压20min，65℃)，最终得到推进剂试样。
得到的推进剂性能如下表4：
表4
Figure BDA0003410902330000051
实施例5
一种GAP-ETPE基热塑性推进剂，其配方组成如下：粘合剂：GAP-ETPE粘合剂：15％；氧化剂高氯酸铵：65％；金属燃料铝粉：10％；增塑剂葵二酸二异辛酯：9.6％；燃烧催化剂亚铬酸铜：0.1％；工艺助剂硬脂酸甲酯：0.3％。
制备工艺流程如下：
按照上述配比，取GAP-ETPE粘合剂，放入立式混合机120℃加热熔融，将增塑剂、金属燃料、功能助剂、氧化剂等推进剂原料分次加入进行混合，混合温度为90℃，混合时间90min。将推进剂药浆真空浇注进模具，室温冷却成型得到推进剂试样。
得到的推进剂性能如下表5。
表5
Figure BDA0003410902330000052
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于，包括以下原料：热塑性粘合剂GAP-ETPE、增塑剂葵二酸二异辛酯、氧化剂高氯酸铵、金属燃料铝粉、燃速催化剂亚铬酸铜和助剂硬脂酸甲酯，还包括不计入推进剂原料的溶剂，溶剂与热塑性粘合剂GAP-ETPE的质量比为3~6:1；
该推进剂的具体制备步骤为：
S1、将部分热塑性粘合剂加入容器中，加入溶剂，加热搅拌，制备粘合剂溶液；
S2、将氧化剂加入S1中得到的粘合剂溶液中，充分混合，使其均匀分散在粘合剂溶液中；然后烘干去除溶剂，揉搓造粒；
S3、将另一部分热塑性粘合剂高温加热熔融，加入剩余的推进剂原料，混合均匀并造粒；
S4、将S2和S3中得到的造粒粉体采用声共振设备混合均匀得推进剂粉体，将粉体放入模具进行冷压定型和热压成型，制得GAP-ETPE基压装推进剂。
2.根据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：所述的溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯和丙酮中的一种或几种混合溶液。
3.根据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：固体推进剂的总质量为100%，其中热塑性粘合剂GAP-ETPE：15%~25%，增塑剂：5%~15%，氧化剂：60%~70%，金属燃料：5%~10%，燃速催化剂：0.1~0.5%，助剂：0.1%~0.5%。
4.根据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：热塑性粘合剂与溶剂混合时，加热温度为55~60℃，加热时间为60~120min。
5.据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：S2中混合时温度为55℃~60℃，烘干温度为60~70℃，造粒后进行筛分，过20~50目筛。
6.据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：S3中热塑性粘合剂加热熔融温度为100~120℃；其与剩余的推进剂原料混合时间为30~60min，温度为90~100℃。
7.据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：S3中造粒时为球磨造粒，过50~80目筛。
8.据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：S4中冷压强度5~10MPa，保压时间5~20min。
9.据权利要求1所述的GAP-ETPE基压装推进剂，其特征在于：S4中热压强度10~15MPa，保压时间20~30min。
CN202111527852.2A 2021-12-14 2021-12-14 Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法 Active CN114149294B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111527852.2A CN114149294B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111527852.2A CN114149294B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114149294A CN114149294A (zh) 2022-03-08
CN114149294B true CN114149294B (zh) 2023-02-07

Family

ID=80451181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111527852.2A Active CN114149294B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114149294B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6508894B1 (en) * 1997-07-24 2003-01-21 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Insensitive propellant formulations containing energetic thermoplastic elastomers
EP1186582A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-13 Her Majesty in Right of Canada, as represented by the Minister of National Defence Insensitive propellant formulations containing energetic copolyurethane thermoplastic elastomers
CN111620758B (zh) * 2020-05-20 2022-01-18 湖北三江航天江河化工科技有限公司 Gap基热塑性推进剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114149294A (zh) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110976878B (zh) 一种基于金属粉末挤出成型的金刚石绳锯串珠制备方法
CN110653370B (zh) 一种基于双金属粉末注射成型的金刚石绳锯串珠制备方法
CN102140246A (zh) 一种制备选择性激光烧结用尼龙粉末的方法
CN104291814A (zh) 陶瓷耳机及制造方法
CN102827445A (zh) 一种纤维缠绕壳体成型用水溶性芯模材料及制备方法
CN103643067A (zh) 一种纳米级碳化硅增强金属基复合材料及其制备方法
CN108296442B (zh) 一种3d打印覆膜砂成型工艺
CN110470521B (zh) 一种聚合物基熔铸炸药工艺试验用模拟材料
CN103272490A (zh) 一种纤维增强平板状炭膜及其制备方法
CN114149294B (zh) Gap-etpe基压装推进剂及其制备方法
CN103436042A (zh) 一种木塑材料及其制备方法
CN102850808B (zh) 一种激光烧结用复合蜡粉成型材料及其制备方法
CN106280278A (zh) 干式变压器或干式互感器用速固化环氧树脂浇注料及其制备和使用方法
CN102452122B (zh) 一种陶瓷坯体及其成型方法以及一种陶瓷产品
CN101972852B (zh) 一种制备复杂形状钼零件的方法
CN110467812B (zh) 一种激光3d打印用复合改性尼龙12的制造方法
CN111826540A (zh) 一种max相金属陶瓷注射成型工艺
CN111171345A (zh) 一种聚酰胺微球的制备方法
CN114988882A (zh) 一种复杂形状氮化硅高温陶瓷部件及其制备方法
CN105234414A (zh) 一种低压注射成型制造过滤器元件工艺
CN114210980A (zh) 用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法
CN115873566A (zh) 钻井液用架桥堵漏材料及其制备方法
CN111499482A (zh) 一种聚合物基熔铸炸药耐低温模拟材料
JP2008060066A (ja) 燃料電池セパレータの製造方法
LU501913B1 (en) Low-cost stainless steel indirect additive manufacturing method

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant