[发明专利]一种推进剂

说明书

本发明公开了一种推进剂，包括按重量份计的以下组分：氧化剂69‑70份、金属粉18‑19份、粘合剂8.0‑8.3份、增塑剂3份、燃速催化剂0.7‑1.0份、工艺助剂0.2份和键合剂0.05~0.1份；所述粘合剂由端羟基聚丁二烯、甲苯二异氰酸酯、防老剂H、三（2‑甲基‑1‑氮丙啶）氧化磷组成。本发明通过采用新型燃速催化剂，价格低廉，催化效率高，降低了配方原材料成本；为原催化剂成本的1/2。且制备的推进剂通过调节粘合剂体系的组分配比，达到高强度（≥1.3MPa）效果，适用于重型运载火箭分块装药。另外，制备的推进剂性能稳定，工艺性能好，市场前景广阔。

技术领域

本发明属于复合固体推进剂制造技术领域，具体涉及一种推进剂。

背景技术

商业卫星、太空旅游等民用航天市场的不断发展，特别是微纳米卫星技术的进步，使得低轨道太空日趋拥挤，太空垃圾不断增加，使得低轨道太空资源日趋匮乏。无论是太空军事战略优势的争夺，还是民用航天市场激烈的商业竞争，高轨道太空资源的争夺日益提上议程。

高轨道太空资源的争夺归根结底是各国重型运载能力的博弈。固体火箭发动机具有推力大、结构简单、制造成本低、响应速度快等特点，无论是面对战时紧急状态，还是和平时期快速变化的市场环境，较液体火箭发动机更具优势。

传统的复合固体推进剂现装药工艺：配料-混合机捏合-真空浇注-高温固化成型，一般固化7～10天。但对于重型运载火箭来说，装药量高达上百吨，如按照传统模式，药浆浇注过程中，底层先浇注的药浆可能已经固化，产品质量无法保证。国内外重型运载火箭装药多采用分段装药、多级对接等方式。分段装药虽能降低劳动强度和设备持续使用率，但每次分段装药均是带药操作，存在一定的安全风险。多级对接虽能使总体推力达到预期要求，但每级发动机壳体及绝热层等消极质量增加，也不利于重型运载火箭的生产。

针对重型运载火箭，国内提出了“分块装药、组合粘结”的装药思路，将重型运载火箭的装药分成若干个独立药柱，再将这些药柱组合粘结，最后形成完整的装药燃烧室，满足重型运载火箭的推力要求。根据这一设计思路，分块药块必须具有足够的强度，以保证粘结过程中，不被压裂、拉裂，而且未避免粘结尺寸偏差，每个药块的尺寸控制也较为严格，需要一种高强度的复合固体推进剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种推进剂，使其满足重型运载火箭装药量大的要求。

本发明所采取的技术方案是，一种推进剂，包括按重量份计的以下组分：氧化剂69- 70份、金属粉18-19份、粘合剂8.0-8.3份、增塑剂3份、燃速催化剂0.7-1.0份、工艺助剂0.2份和键合剂0.05～0.1份；所述粘合剂由端羟基聚丁二烯(HTPB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、防老剂H(FH)、三(2-甲基-1-氮丙啶)氧化磷(MAPO)组成，

进一步地，所述氧化剂为高氯酸铵(AP)；金属粉为金属铝粉(Al)。所述燃速催化剂为奥托辛(Fe-C)，由中国科学院上海有机化学研究所提供，其内部代码为FC-1601 该产品已申请专利，申请号为201818001444.6。

进一步地，所述高氯酸铵为Ⅰ型、Ⅲ型和自制，自制即为粉碎后的超细高氯酸铵，粒度≤10μm；具体三者之间的比例根据推进剂的性能要求进行调整。铝粉为FLQT2型。

进一步地，所述粘合剂中端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯为7.75～8.10份、防老剂 H为0.10份、三(2-甲基-1-氮丙啶)氧化磷为0.10～0.15份。

进一步地，所述端羟基聚丁二烯为Ⅲ型，甲苯二异氰酸酯为Ⅱ型。

进一步地，所述增塑剂为癸二酸二异辛酯(DOS)，工艺助剂为硬脂酸甲酯 (YZSZ)，键合剂为醇胺类LBA-303，是一种性能优异、价格低廉的键合剂。

本发明还涉及制备所述推进剂的方法，包括以下步骤：