[发明专利]一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂及其合成方法

说明书

本发明的一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂，酰胺类助剂的化学分子式为C_5n+23H_8n+42O₅N_2n+1，n＝1～5。其合成方法，包括：蓖麻油酸与多乙烯多胺在搅拌状态下进行酰化反应步骤；缓慢滴加一定量的丙烯酸‑2‑羟乙酯反应步骤；再缓慢滴加一定量的丙烯腈反应步骤；将步骤三的反应产物减压蒸馏步骤，得到所述的酰胺类助剂；上述步骤按顺序进行。本发明提供的多功能酰胺类助剂，在多烯多胺结构上引入了与固体填料具有诱导效应的氰基，可以分散低温拉伸下的应力集中，同时部分羟基可以参与固化反应，提高交联密度，起到补强剂的效果，故可以改善配方低温力学性能。

技术领域

本发明属于复合固体推进剂制造领域，具体涉及一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂及其合成方法。

背景技术

复合固体推进剂是粘合剂系统、增塑剂、金属微粉(如铝粉、镁铝合金等)、氧化剂微粉(如高氯酸铵、高氯酸钾等)、燃速调节剂以及功能助剂(如键合剂、工艺助剂等)组成的高固体含量的含能材料。其制造过程主要包括药浆的混合、浇注和固化三道主要工序，推进剂的混合和浇注是在药浆流动状态下进行的工艺过程，药浆工艺性能(如粘度、屈服值等)的好坏直接关系到推进剂的结构完整性、内弹道性能的稳定性等。

自上世纪六十年代开始，国内外固体推进剂行业先后通过选取合适的工艺助剂，改善药浆的流动流平性，延长药浆的适用期，国内外先后有工艺助剂得到成功运用的报道，所使用的工艺助剂主要包括：硬脂酸甲酯、卵磷脂、大不列颠洗涤剂和含磷化合物等。硬脂酸甲酯作为丁羟推进剂早期使用的一种工艺助剂，可加快粘合剂对高氯酸铵表面的润湿速度，降低药浆固体组分间摩擦因数而增加推进剂流动性，对改善丁羟推进剂工艺性能起过较大的作用，至今仍广泛应用于三组元推进剂，但在高固含量四组元推进剂中应用效果较差。卵磷脂和大不列颠洗涤剂可改善预聚物和高氯酸铵的浸润情况，改善工艺性能良好，但影响推进剂力学性能。含磷化合物包括氧化磷和烷基磷酸酯，此类工艺助剂在HTPB/IPDI推进剂中能改善推进剂的工艺性能，对改善低温力学性能效果较好，但在HTPB/TDI推进剂中应用效果不佳。

聚酰胺是丁羟推进剂用的高效工艺助剂。丁羟推进剂中加入酰胺工艺助剂后，酰胺基具有强极性，在体系中易于向固体粒子表面迁移，将形状不规则的固体粒子包覆起来，显著改善固体粒子与粘合剂体系的润湿状态，减小药浆混合时固体填料颗粒间的摩擦力，减少药浆内部阻碍流动的结构强度，使得固体粒子易于混合过程中分散，降低了药浆初始粘度和屈服值，改善了推进剂药浆的工艺性能。聚酰胺工艺助剂结构中多烯多胺部位通过物理吸附作用富集于填料表面，束缚了填料附近粘合剂网络的分子运动，降低了推进剂连续相与分散相低温下界面层之间柔性，造成推进剂低温力学性能随着强度增高，延伸率下降过快的不良后果。因此，迫切需要研制出多功能工艺助剂，以满足推进剂同时改善工艺性能和力学性能的目的。

发明内容

为满足推进剂同时达到用量少、改善工艺效果显著、药浆适用期长和改善推进剂力学性能的目的，本发明提供了酰胺类助剂及其合成方法。

本发明的一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂，酰胺类助剂的分子式如下：

分子式中n＝1～6。

具体地，所述分子式中优选n＝1、2、3、4或5。

本发明还提供了如前所述的一种用于复合固体推进剂的酰胺类助剂的合成方法，包括以下步骤：

步骤一、蓖麻油酸与多乙烯多胺在搅拌状态下进行酰化反应，反应时间1小时～3小时，边反应边除掉水份直至反应无水产生时，开始降温至0℃～10℃；

步骤二、缓慢滴加一定量的丙烯酸-2-羟乙酯，滴加完成之后升温至40℃反应1小时～2小时；

步骤三、再缓慢滴加一定量的丙烯腈40℃反应1小时～2小时；