[发明专利]一种抗高过载复合推进剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗高过载复合推进剂及制备方法，属于固体推进剂领域。复合推进剂主要由端羟基聚丁二烯、氧化剂、铝粉、二异氰化酸酯、三乙醇胺以及增塑剂构成。各组分质量含量依次为7％～9％、72％～80％、6％～17％、1％～5％、1％～5％、1％～5％；本发明采用该配方的复合推进剂药柱在12000g的高过载下产生小变形，保证了药柱结构完整性，避免与壳体接触摩擦，没有在配方中添加特殊组分，而是通过调节配方中非粘性固体与粘结剂的质量比来实现抗高过载的目的，具有易于实现的优点。

技术领域

本发明涉及一种抗高过载复合推进剂及制备方法，属于固体推进剂领域。

背景技术

复合推进剂是一种主要由粘合剂、氧化剂、金属燃料、固化剂、交联剂以及增塑剂组成的固体含能材料。广泛应用于固体火箭发动机以及导弹发动机中。炮射导弹在发射期间具有很高的加速度，发动机要承受几千g甚至上万g的高过载。推进剂药柱在此高过载下会产生轴向压缩而径向变粗的形变，当形变达到一定程度，药柱就会与壳体接触产生摩擦，摩擦产生的热量危及发动机安全；较大的形变也会破坏药柱结构完整性，使发动机失效，甚至产生灾难性的后果。为保证发动机安全工作，需要将推进剂药柱的形变约束在合理的范围内。在一定载荷下，期望推进剂药柱的形变尽量地小，避免或减小药柱与发动机壳体的接触摩擦力，同时可以避免裂纹等缺陷的产生，最大可能地保证其结构完整性。现有的复合推进剂在设计配方组分时，往往以高能量密度，低经济成本为设计依据，而抗高过载性能被忽略。炮射导弹等高发射加速度飞行器对于固体推进剂药柱的抗高过载性能提出了较高要求，现有的复合推进剂不能满足这种要求，不适用于高过载工况下的发动机。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有复合推进剂无法满足使用需求的问题，提供一种抗高过载复合推进剂及其制备方法。本发明用以提高复合推进剂宽泛应变率下抵抗高过载的能力，避免药柱产生过度变形，对保证药柱的结构完整性具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种抗高过载复合推进剂，主要由端羟基聚丁二烯(HTPB)、氧化剂、铝粉(Al)、二异氰化酸酯、三乙醇胺(TEA)以及增塑剂构成。所述端羟基聚丁二烯(HTPB)的质量含量为7％～9％；所述氧化剂的质量含量为72％～80％；所述铝粉(Al)的质量含量为6％～17％；所述二异氰化酸酯的质量含量为1％～5％；所述三乙醇胺(TEA)的质量含量为1％～5％；所述增塑剂的质量含量为1％～5％。

所述氧化剂包括高氯酸铵(AP)、黑索金(RDX)或奥克托今(HMX)；质量含量为72％～80％；

所述增塑剂包括：邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛酯(DOA)或癸二酸二辛酯(DOS)，质量含量为1％～5％。

本发明采用的端羟基聚丁二烯(HTPB)具有低羟值(约为0.45)和高分子量(约为4200)，这是由于低羟值和高分子量的HTPB有较高的损耗特性，可以吸收更多的外界冲击能，有利于提升发动机装药的抗过载性能。

一种抗高过载复合推进剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、称量获取各原材料；

步骤二、将端羟基聚丁二烯、氧化剂、铝粉、二异氰化酸酯、三乙醇胺以及增塑剂混合，搅拌均匀，搅拌温度50℃～60℃，得到推进剂药浆；

步骤三、真空浇注：将推进剂药浆浇入药模或发动机壳体内，浇注时间不小于80min；

步骤四、固化：将装有推进剂药浆的模具或发动机壳体加热固化，固化温度为60℃～75℃，固化时间为160h～180h。

有益效果