二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料及其应用，在咪唑硼烷加合物液体燃料基础上，通过添加有机金属二茂铁缩短自燃型液体燃料的点火延迟时间，点火延迟时间从无添加剂的数十毫秒最大程度缩短至1.4ms；相对于改性前，有机金属咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火延迟时间具有极大的优势；本发明专利技术的调控方法省时、操作简单易重复，具有广泛的推广应用价值。具有广泛的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料及其应用


[0001]本专利技术属于含能液体燃料
，具体涉及一种二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料及其应用。

技术介绍

[0002]咪唑硼烷基的液体燃料具有低熔点、低粘度、高的热稳定性、高放热量、高密度等优良特性，成为新一代的绿色含能燃料。它的挥发性低，可避免材料的损失，其较低的蒸汽压毒性，相较于肼类燃料，对人体有更小的健康影响。液体燃料与氧化剂发生反应，在极短时间内放出大量热从而引燃系统燃烧。咪唑环具有较高的密度和生成焓，也是含能材料的重要母环结构。硼烷类化合物由于具有很强的还原性，在双组元自燃液体推进剂领域也被广泛研究。咪唑硼烷类化合物结合两者的优势，在双组元液体推进剂方面具有很多优良的理化性质和较高的能量水平，具有良好的应用前景。因此，对咪唑硼烷类液体燃料进行改性，降低其点火延迟时间，可满足推进剂等对燃料的极短的点火延迟时间的要求。
[0003]在众多改性方法中，二茂铁作为一种有机金属还原剂，可溶于液体燃料，增强液体燃料的还原性，从而使还原性液体燃料与强氧化剂作用时，快速达到着火温度，产生燃烧现象，极大缩短了液体燃料的点火延迟时间。且该改性方法操作简单，对于缩短液体燃料点火延迟时间的效果显著。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料及其应用，通过调控有机金属二茂铁的添加量，达到缩短液体燃料点火延迟时间的作用，调控方法具有操作简单、效果显著的优势。
[0005]为解决上述性能问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料，将二茂铁均匀分散于咪唑硼烷类加合物液体燃料体系中即得到改性后咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料。
[0007]进一步，所述二茂铁与咪唑硼烷类加合物液体燃料的质量体积比不高于二茂铁在咪唑硼烷液体燃料中的溶解度。
[0008]进一步，所述咪唑硼烷类加合物液体燃料具有如下结构：
[0009][0010]式中，R为
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH2CH3、
‑
CH2CH2CH2CH3或
‑
CH2CH＝CH2。
[0011]一种二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料作为自燃液体推进剂的应用。
[0012]进一步，通过调整二茂铁的添加量来调控自燃型咪唑硼烷加合物液体燃料的点火
延迟时间。
[0013]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0014]1、本专利技术在咪唑硼烷液体燃料的基础上，通过添加有机金属二茂铁缩短自燃型液体燃料的点火延迟时间。经在氧化剂白烟硝酸中进行点火延迟时间测试，结果表明，相对无添加剂的咪唑硼烷液体燃料，含有机金属二茂铁的咪唑硼烷液体燃料的点火延迟时间从无添加剂的数十毫秒最大程度缩短至1.4ms。相对于改性前，有机金属咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火延迟时间具有极大的优势。
[0015]2、作为优选，本专利技术所述的有机金属二茂铁的添加量需控制在可完全溶解范围内。避免添加剂过量导致液体燃料的黏度变大，反而会加长液体燃料的点火延迟时间。
[0016]3、本专利技术的调控方法省时、操作简单易重复，具有广泛的推广应用价值。
附图说明
[0017]图1为制备合成的1
‑
甲基咪唑硼烷加合物液体燃料的FT
‑
IR图
[0018]图2为制备合成的1
‑
甲基咪唑硼烷加合物液体燃料的1H NMR图
[0019]图3为制备合成的1
‑
甲基咪唑硼烷加合物液体燃料的
13
CNMR图
[0020]图4为制备合成的1
‑
甲基咪唑硼烷加合物液体燃料的高分辨质谱(HRMS)图。
[0021]图5为液体燃料在白烟硝酸中的点火测试装置结构示意图
[0022]图6为空白组无任何添加剂的1
‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0023]图7为5mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0024]图8为10mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0025]图9为15mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0026]图10为20mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0027]图11为30mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0028]图12为40mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0029]图13为50mg二茂铁
‑1‑
甲基咪唑硼烷自燃型液体燃料的点火过程图
[0030]图中：1
‑
光源；2
‑
PC光扩散板；3
‑
针管夹持器；4
‑
针管；5
‑
夜池；6
‑
升降台；7
‑
高速摄像机
具体实施方式
[0031]以下结合实施例对本专利技术的具体内容做进一步详细解释说明。
[0032]本专利技术二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料，将有机金属二茂铁分散于咪唑硼烷液体燃料中，制备得到含有机金属的咪唑硼烷自燃型液体燃料。
[0033]通过将不同质量的有机金属二茂铁加入到咪唑硼烷液体燃料中，使其充分溶解混合均匀，得到澄清透明的混合液体燃料。
[0034]优选的，所述有机金属与咪唑硼烷液体燃料的质量体积比为(5～50)：1，所述有机金属的质量单位为mg，咪唑硼烷液体燃料的体积单位为mL。
[0035]图1为1
‑
甲基咪唑硼烷加合物的FT
‑
IR图，在2400cm
‑1位置处有B
‑
H键的特征峰。
[0036]图2为1
‑
甲基咪唑硼烷加合物的1HNMR图，在化学位移1.5～2.5ppm之间有一组多重峰，是硼烷上的氢原子。
[0037]图4为1
‑
甲基咪唑硼烷加合物的HRMS图，目标化合物与K
+
的理论计算值[M+K]+
为135.04904，实测值为135.04452，实测值在误差范围内，有效。
[0038]图1、图2、图3、图4分别为1
‑
甲基咪唑硼烷的FT
‑
IR图、1HNMR图，
13
CNMR图、HRMS图，都说明了1
‑
甲基咪唑硼烷加合物的成功制备。
[0039]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料，其特征在于：将二茂铁均匀分散于咪唑硼烷类加合物液体燃料体系中即得到改性后咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料。2.如权利要求1所述的二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料，其特征在于：所述二茂铁与咪唑硼烷类加合物液体燃料的质量体积比不高于二茂铁在咪唑硼烷液体燃料中的溶解度。3.如权利要求1所述的二茂铁调控点火延迟时间的咪唑硼烷类加合物自燃型液体燃料，其特征在于：所述咪唑硼烷类加合物液体燃料具有如下结构：式...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鸿辉，王熖瑶，陈鹏飞，赵程程，王勇，李光熙，洪流，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：