本发明专利技术涉及一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系及推进剂，属于固体推进剂技术领域。所述体系包括以下质量份组分：粘合剂54％～96.6％、固化剂3.2％～45.3％、固化催化剂0.2％～1.5％；其中所述粘合剂为聚叠氮缩水甘油醚GAP，所述固化剂为两官能度或多官能度的端炔基聚醚，所述固化催化剂为纳米铜粉和一价铜盐中的至少一种。本发明专利技术提供的推进剂固化反应活性较高、反应速率较快，能够在常温下实现固化，解决了药柱固化残留热应力问题；反应机理不受水分影响，可消除环境湿度和原材料水分对固化及力学性能的影响；得到的推进剂力学性能优良，尤其是具有较高的伸长率，伸长率可达到100％以上，远高于国外报道的力学性能水平。
A non isocyanate cured azide polyether adhesive system and propellant
【技术实现步骤摘要】
一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系及推进剂
本专利技术涉及一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系及推进剂，属于固体推进剂
技术介绍
叠氮缩水甘油聚醚(GAP)粘合剂由于具有生成热高、密度大、安定性好、燃气洁净、特征信号低等优点，在燃气发生剂、火炸药和推进剂领域展现出了良好的应用前景，得到了世界各国的广泛关注和深入研究。但是，由于GAP粘合剂分子中含有较大的叠氮甲基官能团侧链，同时分子链端的羟基为反应活性较低的仲羟基，使得GAP类推进剂的固化反应过程更容易受到环境中水分的影响。首先，水与异氰酸酯反应产生二氧化碳，导致药柱内部形成孔洞和裂纹，影响药柱的结构完整性；其次，水和羟基聚醚在与异氰酸酯竞争反应中处于优势地位，会消耗部分固化剂，降低有效固化参数，导致不同环境湿度下生产的推进剂力学性能波动大，影响产品质量稳定性和可靠性；第三，对于关键原材料，尤其是粘合剂在使用前必须进行除水处理及检测，耗时耗资；另外，ADN与异氰酸酯固化剂化学相容性较差，限制了ADN的工程化应用。针对上述问题，德国ICT、挪威FEI等研究部门相继开展了基于GAP粘合剂的炔基固化体系研究。德国ICT的Keicher等以叠氮GAP为粘合剂，以丁二酸二丙炔醇酯(BPS)、3，6，9-三氧杂十一烷二酸丙炔醇酯(BP-Tounds)为固化剂，制备了聚三唑交联弹性体，对弹性体的力学性能进行了深入研究，研究发现由于三唑环的刚性结构，以及固化网络结构的缺陷，弹性体的力学性能较差(KeicherT.,KuglstatterW.,EiseleS.,etal.Isocyanate-freecuringofglycidylazidepolymer(GAP)withbis-propargyl-succinate(Ⅱ)[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics,2009,34:210-217.KeicherT.,KuglstatterW.,EiseleS.,etal.Isocyanate-freecuringofglycidylazidepolymer(GAP)withbis-propargyl-succinate[C]//39thInt.AnnualConferenceofICT,Karlsruhe.Germany,June24-27,2008,P.66/1-14.KeicherT.,KuglstatterW.,EiseleS.,etal.Isocyanate-freecuringofglycidyl-azide-polymer(GAP)[C]//41stInt.AnnualConferenceofICT,Karlsruhe.Germany,June29-July2,2010,P.12/1-15)。挪威FEI的Hagen等研究发现基于GAP粘合剂的聚三唑弹性体比聚氨酯弹性体具有更高的玻璃化温度(HagenT.H.,JensenT.L.,UnnebergE.,etal.Curingofglycidylazidepolymer(GAP)diolusingisocyanate,isocyanate-free,synchronousdual,andsequentialdualcuringsystems[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics,2014,40:275-284)。Landsem等采用自制的双酚A二丙炔醚(BABE)为固化剂，制备了含能增塑的GAP微烟推进剂，该固化体系推进剂的力学性能较N-100固化体系的力学性能差(LandsemE.,JensenT.L.,KristensenT.E.,etal.Isocyanate-freeanddualcuringofsmokelesscompositerocketpropellants[J].Propellants,Explosives,Pyrotechnics,2013,38:75-86)。综上可知，基于GAP粘合剂的聚三唑固化体系得到了大量的研究，并在高能推进剂中展现出了一定的应用前景。但是，目前国内外报道的基于GAP粘合剂的聚三唑体系普遍存在力学性能偏低的问题，采用的固化剂多是含苯环类的小分子固化剂，依靠环张力提高固化活性，致使侧链上三唑环的刚性结构及构建的网络交联结构不合理，因此力学性能不佳，伸长率普遍较低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系及推进剂。本专利技术解决技术的方案是：一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，包括以下质量百分比组分：粘合剂54％～96.6％；固化剂3.2％～45.3％；固化催化剂0.2％～1.5％；所述粘合剂为聚叠氮缩水甘油醚GAP，所述固化剂为两官能度或多官能度的端炔基聚醚，所述固化催化剂为纳米铜粉和一价铜盐中的至少一种。在一可选实施例中，所述粘合剂的数均分子量为3000～11000。在一可选实施例中，所述端炔基聚醚为端炔基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚QJPET、端炔基聚四氢呋喃QJTHF和端炔基聚乙二醇QJPEG中的至少一种。在一可选实施例中，所述端炔基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚数均分子量为600～8000；所述端炔基聚四氢呋喃数均分子量为600～2000；所述端炔基聚乙二醇数均分子量为600～10000。在一可选实施例中，所述端炔基聚醚的制备方法，包括以下步骤：(1)将端羟基聚醚溶于有机溶剂中，在惰性气体保护下向端羟基聚醚溶液内加入碱金属氢化物，其中，端羟基聚醚与碱金属氢化物的摩尔百分比范围为1:2～1:3；(2)将步骤(1)得到的混合溶液，在20～40℃下，反应3h～5h；(3)将步骤(2)反应后的体系降温至0～10℃，待温度平衡后，按照比例逐滴滴加溴丙炔，其中所述溴丙炔与碱金属氢化物的摩尔百分比为(1:1～1:2)；(4)将步骤(3)得到的体系，在惰性气体保护下密封，并在20℃～25℃下，继续反应48～72h；(5)将步骤(4)得到的体系过滤，去除所述有机溶剂后得到端炔基聚醚固化剂粗产物；(6)将步骤(5)得到的粗产物溶解于去离子水中，萃取、干燥、沉淀，得到端炔基聚醚。在一可选实施例中，所述一价铜盐为碘化亚铜、醋酸亚铜、六氟乙酰丙酮-环辛二烯铜或氯化亚铜。一种推进剂，其原料包括以下质量百分比组分：上述的非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系：6.5～21％；增塑剂：6～20％；氧化剂：15～35％；燃料：15～20％：炸药：25～45％；安定剂：0.2～0.6％。在一可选实施例中，所述的增塑剂为硝化甘油NG、1,2,4-丁三醇三硝酸酯BTTN、二缩三乙二醇二硝酸酯TEGDN、三羟甲基丙烷三硝酸酯TMETN中的一种或组合。在一可选实施例中，所述氧化剂为高氯酸铵AP、或硝酸铵AN、或二硝酰胺铵ADN中的一种或组合。在一可选实施例中，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，包括以下质量百分比组分：/n粘合剂54％～96.6％；/n固化剂3.2％～45.3％；/n固化催化剂0.2％～1.5％；/n所述粘合剂为聚叠氮缩水甘油醚GAP，所述固化剂为两官能度或多官能度的端炔基聚醚，所述固化催化剂为纳米铜粉和一价铜盐中的至少一种。/n
【技术特征摘要】
1.一种非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，包括以下质量百分比组分：
粘合剂54％～96.6％；
固化剂3.2％～45.3％；
固化催化剂0.2％～1.5％；
所述粘合剂为聚叠氮缩水甘油醚GAP，所述固化剂为两官能度或多官能度的端炔基聚醚，所述固化催化剂为纳米铜粉和一价铜盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，所述粘合剂的数均分子量为3000～11000。
3.根据权利要求1所述的非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，所述端炔基聚醚为端炔基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚QJPET、端炔基聚四氢呋喃QJTHF和端炔基聚乙二醇QJPEG中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，所述端炔基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚数均分子量为600～8000；所述端炔基聚四氢呋喃数均分子量为600～2000；所述端炔基聚乙二醇数均分子量为600～10000。
5.根据权利要求3所述的非异氰酸酯固化的叠氮聚醚粘合剂体系，其特征在于，所述端炔基聚醚的制备方法，包括以下步骤：
(1)将端羟基聚醚溶于有机溶剂中，在惰性气体保护下向端羟基聚醚溶液内加入碱金属氢化物，其中，端羟基聚醚与碱金属氢化物的摩尔百分比范围为1:2～1:3；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液，在20～40℃下，反应3h～5h；
(3)将步骤(2)反应后的体系降温至0～10℃，按照比例逐滴滴加溴丙炔，其中所述溴丙炔与碱金属氢化物的摩尔百分比为(1:1～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，唐泉，杨品高，王小英，刘雄，尹欣梅，汪越，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。