一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种以端丙炔基聚丁二烯(PTPB)为粘合剂的复合推进剂及其制备方法，属于推进剂制备技术领域。采用CuAAC反应替代氨基甲酸酯反应，以炔基聚合物和叠氮化合物反应形成新的聚三唑固化体系，有望解决传统复合推进剂对湿度敏感及异氰酸酯毒性大、价格昂贵等问题。选用的小分子量叠氮缩水甘油醚(GAP)含能固化剂也进一步提高体系能量水平。

【技术实现步骤摘要】
一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法
本专利技术涉及一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法，属于推进剂制备

技术介绍
现代复合固体推进剂通常是以端羟基(-OH)聚酯和聚醚预聚物与异氰酸酯(-NCO)反应形成聚氨酯(-NH-COO-)粘合剂体系作为承载固体填料的基体。对于聚氨酯体系，异氰酸酯固化剂不仅会与聚酯和聚醚预聚物的羟基上的活泼氢反应，还极易与氨基、水、脲及氨基甲酸酯等反应。其中，异氰酸酯与水反应，会生成氨基甲酸，氨基甲酸不稳定会快速分解为氨和二氧化碳，在推进剂中易形成气孔，从而影响推进剂的力学性能、贮存性能和安全性能。故而，此类推进剂在生产加工时，受湿度影响较大，对推进剂各组分的水含量要求极高。异氰酸酯有剧毒，合成工艺复杂不易控制，造价昂贵，安全要求高，会对环境造成一定的污染。为了更好地克服上述缺点，发展其他的粘合剂体系是未来推进剂发展的一个方向。利用点击化学原理，采用CuAAC反应替代氨基甲酸酯反应，以炔基聚合物和叠氮化合物组成新的聚三唑固化体系，有望解决传统固体复合推进剂固化体系存在的问题，拓展其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂，其特征在于：以该推进剂的总质量为100份计算，该推进剂中各组分及质量含量为：粘合剂体系5-20份铝粉0-20份余量为氧化剂上述的推进剂中还可以包括单质炸药，以该推进剂的总质量为100份计算，该推进剂中各组分及质量含量为：粘合剂体系5-20份铝粉0-20份单质炸药0-15份余量为氧化剂所述的粘合剂体系包括粘合剂、增塑剂、固化剂和固化促进剂，以粘合剂的质量为100份计算，增塑剂的质量份数为65-100份，固化剂的质量份数为6-8份，固化促进剂的质量分数为10份；所述的粘合剂为端丙炔基聚丁二烯，数均分子量为2700-4600，炔基含量为为0.48mmol/g-0.71mmol/g；所述的增塑剂为癸二酸二异辛酯或癸二酸二辛酯；所述的固化剂为叠氮缩水甘油醚(GAP)，数均分子量为427，官能度为3.82；所述的铝粉粒径范围为100nm-10μm；所述的氧化剂为高氯酸铵或者高氯酸钾中的一种或几种；所述的单质炸药为黑索金(RDX)、奥克托今(HMX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)中的一种或两种以上的混合物。本专利技术的以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入铝粉、氧化剂，并充分混合，得到混合物A；(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结束后得到以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂。当复合推进剂中还包括单质炸药时，以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入单质炸药、铝粉和氧化剂，并充分混合，得到混合物A；(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结束后得到以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂。有益效果(1)本专利技术立足于兼顾提高推进剂燃烧时氧化剂的反应活性和燃烧产物中气相产物的含量的出发点，提出使用聚三唑固化体系替代推进剂原有的聚氨酯体系，设计了一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂的配方。(2)本专利技术的目的在于通过端炔基聚丁二烯与叠氮缩水甘油醚发生点击化学反应组成新的粘合剂体系，对于传统HTPB复合推进剂的在固化过程中对水分要求较高以及异氰酸酯固化剂有剧毒等问题有重大应用价值。(3)本专利技术的方法通过粘合剂和固化剂形成交联网络，由增塑剂来调节力学性能，获得适合的力学性能。(4)本专利技术制备的以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂采用了含能固化剂，在体系中引入的含能基团，可以进一步提高体系的能量性能。具体实施方式实施例1配方组成：粘合剂7.74克，增塑剂6.68克，固化剂0.60克，固化催化剂77.4毫克，铝粉18克，氧化剂67克。铝粉的粒径为5μm。粘合剂采用数均分子量为2700-4600的端炔基聚丁二烯；增塑剂为癸二酸二异辛酯；固化剂为叠氮缩水甘油醚(GAP)，数均分子量为427，官能度为3.82；氧化剂为高氯酸铵；将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在60℃的温度下进行混合，然后加入铝粉和氧化剂，并充分混合后加入固化剂，再充分混合，将得到的混合物进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为60℃，固化时间为7天，固化结束后得到端丙炔基聚丁二烯复合推进剂。实施例2配方组成：粘合剂6.18克，增塑剂5.34克，固化剂0.48克，固化催化剂61.8毫克，铝粉20克，氧化剂53克，单质炸药15g。铝粉的粒径为2μm；粘合剂采用数均分子量为2700-4600的端炔基聚丁二烯；增塑剂为癸二酸二异辛酯；固化剂为叠氮缩水甘油醚(GAP)，数均分子量为427，官能度为3.82；氧化剂为高氯酸铵(AP)；单质炸药为黑索金(RDX)。将增塑剂和粘合剂在60℃的温度下进行混合，然后加入单质炸药、铝粉、氧化剂和含氟有机燃烧催化剂，并充分混合后加入固化剂，再充分混合，将得到的混合物进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为60℃，固化时间为7天，固化结束后得到端丙炔基聚丁二烯复合推进剂。实施例3配方组成：粘合剂9.81克，增塑剂6.38克，固化剂0.81克，固化催化剂98.1毫克，铝粉10克，氧化剂73克。铝粉的粒径为500nm。粘合剂采用数均分子量为2700-4600的端炔基聚丁二烯；增塑剂为癸二酸二辛酯；固化剂为叠氮缩水甘油醚(GAP)，数均分子量为427，官能度为3.82；氧化剂为高氯酸铵(AP)；将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在60℃的温度下进行混合，然后加入铝粉和氧化剂，并充分混合后加入固化剂，再充分混合，将得到的混合物进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为60℃，固化时间为7天，固化结束后得到端丙炔基聚丁二烯复合推进剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：/n(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入铝粉、氧化剂，并充分混合，得到混合物A；/n(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；/n(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结束后得到以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂。/n当复合推进剂中还包括单质炸药时，以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：/n(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入单质炸药、铝粉和氧化剂，并充分混合，得到混合物A；/n(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；/n(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结束后得到以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂及其制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：
(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入铝粉、氧化剂，并充分混合，得到混合物A；
(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；
(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结束后得到以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂。
当复合推进剂中还包括单质炸药时，以端丙炔基聚丁二烯为粘合剂的复合推进剂的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：
(1)将增塑剂、粘合剂和固化促进剂在50-60℃的温度下进行混合，然后加入单质炸药、铝粉和氧化剂，并充分混合，得到混合物A；
(2)在步骤(1)得到的混合物A中加入固化剂，并充分混合，得到混合物B；
(3)将步骤(2)得到的混合物B进行真空浇铸，浇铸结束后进行固化，固化温度为50-60℃，固化时间为5-7天，固化结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，李永辉，杨荣杰，高文博，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11