[发明专利]一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及火药包覆材料技术领域，具体地讲是一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料及制备方法。

背景技术

包覆层是固体火箭推进剂装药的重更组成部分，它的基本作用是控制推进剂装药的燃烧面积, 同时又起着对发动机壳体的隔热作用，它的性能决定着火箭发动机的工作状态和使用寿命。随着火箭技术的不断提高，多种高分子材料被应用于包覆。通常的包覆技术有浸渍包覆、浇铸包覆、贴片包覆、挤注包覆等。采用挤注包覆来包覆火药是火药包覆领域的新技术，它在短时间内将包覆料颗粒加热到粘流态，在热塑性塑料成型机或其它浇铸机械上于压力下挤注包覆火药。俄罗斯专利RU2209135(2003)和美国专利US3642961均提出了这种包覆方法，其特点是生产效率高，质量稳定，可以包覆具有复杂几何形状表面的火药柱。

现有应用于挤注包覆的热塑性包覆材料种类少，常见报道的为醋酸纤维素基材料，其力学性能、耐烧蚀性能差，挤注温度较高，一般在150~190^oC之间，需很大压力，容易造成部分底漆被冲走，导致装药的报废，造成重大经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料，该包覆材料挤注温度低，可以在120^oC左右的温度下，通过挤注成型方法对火药进行包覆，力学性能与耐烧蚀性能好，生产方法简单。

本发明的另一个目的是提供一种上述火药包覆材料的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料，由质量百分比为25~55∶5~8∶7~12∶30~50∶3~5的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合组成，杂化填料为有机无机杂化核-壳结构粒子，有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH₃)_nSi(OCH₃)_4-n（n=1, 2、3）和Si(OEt)₄组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交联产物；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。

所述的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量为20~50wt%。

一种制备上述用于火药包覆的低温挤注包覆材料的方法，按质量百分比为25~55∶5~8∶7~12∶30~50∶3~5将甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合并挤出造粒得到低温挤注包覆材料。

本发明的用于火药包覆的低温挤注包覆材料与现有技术相比，其显著优点为：（1）基体材料采用甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物，该共聚物结合了聚甲基丙烯酸丁酯和聚苯乙烯两者的优点，力学性能好，粘流温度低，在相对较低的温度下有高的流动性能，可以在120^oC左右的较低温度下加工成型；（2）采用有机无机杂化核-壳结构粒子作为耐烧蚀填料，其特点是耐烧蚀性能好，与基体材料甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物相容性好，提高了包覆材料力学等性能。（3）添加甲基硅树脂粉和氢氧化铝使材料的耐烧蚀性能进一步得到保障，同时具有无烟等特点，可以为火药包覆材料解决“少烟”难题。（4）本发明所使用的耐烧蚀填料热稳定性好、无毒、不挥发。（5）包覆材料生产工艺简单，生产效率高。

附图说明

附图1为本发明杂化填料有机无机杂化核-壳结构粒子的电镜形貌图。

具体实施方式

实现本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料，由甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合组成。

其中甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物含20~50%甲基丙烯酸丁酯，可以采用常规聚合方法生产。杂化填料为有机无机杂化核-壳结构粒子，其形貌如附图1所示，大小为50~400nm。有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH₃)_nSi(OCH₃)_4-n（n=1, 2, 3）和Si(OEt)₄组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交联产物，可以通过常规种子乳液聚合生产。甲基硅树脂粉大小为50~200nm，可以通过常规乳液缩聚生产；氢氧化铝大小1~5μm，其表面用硅烷偶联剂进行改性处理，改性处理方法为本技术领域内的常规技术。