一种用硬脂酸溶液燃烧法制备LaOCl-Mn复合氧化物的方法，方案是：(1)按摩尔比硝酸镧∶氯化锰∶硬脂酸＝1∶1∶x(x＝7.0-10.0)，称量硝酸镧，氯化锰及硬脂酸。在油浴加热条件下，先将硬脂酸熔融，恒温磁力搅拌下，将硝酸镧，氯化锰固体熔于熔融硬脂酸中，控温110～118℃，使其生成均匀的硬脂酸络合物溶液，并将其置于500-600℃马弗炉中，使其燃烧后，得到LaOCl-Mn复合氧化物产物。将得到的LaOCl-Mn复合氧化物直接用于硝胺类高能推进剂中，能使推进剂的压强指数降低，并提高了推进剂的燃烧性能。所采用的制备工艺具有快速简单，方便，所需原料易得，无毒且易实现工业化等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硝胺类固体推进剂中LaOCl-Mn复合氧化物的制备及对推进剂燃烧性能的影响。
技术介绍
固体推进剂的燃速压强指数(简称压强指数)是固体火箭发动机的重要技术参数，除特殊的可控发动机需要固体推进剂具有高的压强指数外，一般战略和战术用固体火箭发动机，为了保证弹道性能稳定和发动机工作的可靠性，都需要固体推进剂有低的压强指数。硝铵类推进剂(尤其是高能NEPE推进剂，即硝酸酯增塑的聚醚推进剂)中由于大量环四亚甲基四硝基胺(HMX)或黑索今(RDX、1，3，5-三硝基-1，3，5-三氮杂环己烷、又称环三亚甲基三硝胺)的引入使推进剂的燃速压强指数明显提高(在0.5以上)，燃速调节困难。因此为获得良好的发动机性能，降低压力指数成为NEPE等高能硝胺类推进剂的一个关键技术。研究表明:纳米LaCoO3,纳米氧化镧对含有AP的RDX基爆炸混合物及黑索今的热分解具有催化作用；在双基推进剂中，多种纳米复合氧化物经过包覆后，能使某些双基推进剂在低压下燃速提高2 3倍，压强指数下降，并出现平台和负压强指数；在高能NEPE推进剂中，研究表明:纳米碳酸铅与硝酸酯有良好的相容性，对降低NEPE推进剂压力指数有显著作用，含量为I %和2 %时分别使该推进剂压力指数降至0.54和0.52，接近大型导弹的应用水平。8-羟基喹啉金属盐均能提高NEPE推进剂4.0-10.0MPa压强下的燃速，并不同程度地降低其燃速压强指数。以上研究表明:纳米氧化物催化剂作为燃速催化剂表现了较好的效果。但由于铅、铜盐的毒性再加上目前NEPE推进剂的燃烧性能尚不尽如人意，所以仍需开展燃速催化剂及推进剂燃烧性能的研究工作。
技术实现思路
由于制备方法影响所得产品的催化性能，所以本专利技术通过硬脂酸溶液燃烧法合成了 LaOCl-Mn复合氧化物，实验发现:它与硬脂酸凝胶燃烧法所得的粉体性能有很大的不同。本专利技术通过燃烧不同比例的硝酸镧，氯化锰与硬脂酸所生成的硬脂酸络合物溶液，直接获得LaOCl-Mn复合氧化物，将其用作硝胺类推进剂(如NEPE推进剂，硝胺改性双基推进齐U)的燃速催化剂，研究表明:能有效的降低推进剂的压强指数，提高燃烧性能。本专利技术是采用以下列方案实现的:LaOCl-Mn复合氧化物的制备方法:(I)按摩尔比硝酸镧:氯化锰:硬脂酸=1:1: (7-10)，称量硝酸镧，氯化锰，硬脂酸。在油浴加热条件下，先将硬脂酸熔融，恒温磁力搅拌下，将硝酸镧、氯化锰固体熔于熔融硬脂酸中，控温110 118°C，使其生成均匀的硬脂酸络合物溶液，将其置于500-600°C马弗炉中，使其燃烧后，得到LaOCl-Mn复合氧化物产物。本专利技术还提供了不同硬脂酸比例所合成LaOCl-Mn复合氧化物添加不同量时对高能硝胺类NEPE推进剂燃烧性能的影响。将LaOCl-Mn复合氧化物直接外加，加入量为0.5-5.0 %;配方固含量 75%。粘合剂体系:PET/N-100 ;增塑剂:NG/TE⑶N ;填料:HMX/AP/Al。NEPE推进剂制备:将各样品按设计参数配制，用HKV-1I型立式捏合机真空捏合，烧注，50°C固化7天后，将推进剂样品制成5mmX 5mmX IOOmm药条并用聚乙烯醇包覆,利用静态恒压燃速仪在20°C测定燃速，测试方法参照GJB-770B-2005方法706.1。硝胺改性双基推进剂配方组成:催化剂加入量为1.1-2.1 %，其余为RDX，硝化棉，硝甘等。实验表明:通过加入0.5% -3.0% LaOCl-Mn复合氧化物，提高了推进剂在低压时燃速，降低了其在高压时的燃速，明显的降低了硝胺类推进剂的压强指数。本专利技术具有以下的优点及效果:对于制备方法，本专利技术所使用的原料易得，且无毒。所采用的制备工艺具有快速简单，方便，且易实现工业化等特点。所制备的LaOCl-Mn复合氧化物与推进剂相容性好，无需包覆等处理。这些优势是目前常用铅、铜盐燃速催化剂所无法比拟的。附图说明图1是按摩尔比硝酸镧:氯化锰:硬脂酸=1:1:8样品LaOCl-Mn复合氧化物SEM图，表明所得粉体为纳米聚集体。X-射线显示为LaOCl与无定形粉体的混合物，即LaOCl-Mn复合氧化物。具体实施方式实施例1按摩尔比硝酸镧:氯化锰:硬脂酸=1:1: 7，称量硝酸镧，氯化锰，硬脂酸。在油浴加热条件下，先将硬脂酸熔融，恒温磁力搅拌下，将硝酸镧、氯化锰固体熔于熔融硬脂酸中，控温112°C，使其生成均匀的硬脂酸络合物溶液，将其置于500-600°C马弗炉中，使其燃烧后，得到LaOCl-Mn复合氧化物。按照以下配比制作高能NEPE硝胺类推进剂。采用PET/NG/TG类NEPE推进剂配方(Al: 15% 18%，AP: 15 20% )，组成及含量如下:PET/N-100为粘合剂体系，含量7% 8% ;如/^0^为增塑剂，含量18% 20% ;固体填料储量72% 75%。其中，PET的相对分子质量Mn = 4280，羟值:26.4mgK0H/g,链节比n (EO) /n (THF) = 50/50，平均官能度f =1.9，N-100 平均官能度 3.92，NCO 含量 5.32mmol/g。0.5% LaOCl-Mn 复合氧化物。将各样品按设计参数配制，用HKV-1I型立式捏合机真空捏合，浇注，50°C固化7天。将推进剂样品制成5mmX5mmX IOOmm药条并用聚乙烯醇包覆,利用静态恒压燃速仪在20°C测定燃速，测试方法参照GJB-770B-2005方法706.1。实验结果表明:1)制备的LaOCl-Mn复合氧化物与NEPE推进剂体系相容，推进剂制备和固化未见明显异常(出孔或安定性变差等)，均可制的均匀致密的推进剂样品。2)催化剂对药浆固化反应影响较小，药浆经7天固化可得到正常推进剂样品。推进剂的燃速与压强指数的关系为:r = bPn式中r，b，P，和η分别为燃速，实验常数，压强及压强指数。以In(r)-1n(P)作图， 所得结果见表I。从表I中可见，增加0.5%的所得LaOCl-Mn复合氧化物明显了增加了低压时的燃速，降低了高压时的燃速，从而明显了降低了 NEPE推进剂的压强指数。实施例2按摩尔比硝酸镧:氯化锰:硬脂酸=I: I: 10，称量硝酸镧，氯化锰，硬脂酸。在油浴加热条件下，先将硬脂酸熔融，恒温磁力搅拌下，将硝酸镧、氯化锰固体熔于熔融硬脂酸中，控温117°C，使其生成均匀的硬脂酸络合物溶液，将其置于500-600°C马弗炉中，使其燃烧后，得到LaOCl-Mn复合氧化物产物。推进剂制备与燃烧性能测试方法同实施例1，NEPE推进剂中添加1.0%的所得LaOCl-Mn复合氧化物产物。实验结果表明:制备的LaOCl-Mn复合氧化物与NEPE推进剂体系相容，催化剂对药浆固化反应影响较小，药浆经7天固化可得到正常推进剂样品。以In (r)-1n (P)作图，所得结果见表I。从表I中可见，增加1.0 %的所得LaOCl-Mn复合氧化物明显了增加了低压时的燃速，降低了高压时的燃速，从而明显了降低了 NEPE推进剂的压强指数。表ILaOCl-Mn复 合氧化物对NEPE推进剂燃烧性能的影响本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种降低硝胺类推进剂燃速压强指数的方法，其特征是：使用硬脂酸溶液燃烧法制备的LaOCl?Mn复合氧化物，将0.5?3.0％的LaOCl?Mn复合氧化物直接添加到硝胺类高能推进剂中，所述的LaOCl?Mn复合氧化物的制备方法如下：按摩尔比硝酸镧∶氯化锰∶硬脂酸＝1∶1∶x(x＝7.0?10.0)，称量硝酸镧、氯化锰及硬脂酸，在油浴加热条件下，先将硬脂酸熔融，在恒温磁力搅拌下，将硝酸镧，氯化锰固体熔于熔融硬脂酸中，控温110～118℃，使其生成均匀的硬脂酸络合物溶液，将其置于500?600℃马弗炉中，使其燃烧后，得到LaOCl?Mn复合氧化物产物。
【技术特征摘要】
1.一种降低硝胺类推进剂燃速压强指数的方法，其特征是:使用硬脂酸溶液燃烧法制备的LaOCl-Mn复合氧化物，将0.5-3.0 %的LaOCl-Mn复合氧化物直接添加到硝胺类高能推进剂中，所述的LaOCl-Mn复合氧化物的制备方法如下: 按摩尔比硝酸镧:氯化猛:硬脂酸=I: I: X ...
【专利技术属性】
技术研发人员：卫芝贤，王艳，龚磊，高原，李延斌，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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