[发明专利]一种基于氟聚物改性铝粉的复合固体推进剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种基于氟聚物改性铝粉的复合固体推进剂及制备方法，通过聚多巴胺诱导制备得到氟聚物包覆铝粉，可实现铝粉与氟聚物的均匀分布以及二者间的紧密接触，且该复合物具有成分易调，反应活性易控的特点；通过在铝粉表面包覆氟聚物(形成新型铝基复合燃料)，能够降低铝粉的点火能，提高铝粉燃烧效率，采用该铝基复合燃料的固体推进剂具有燃烧产物平均粒径低、铝粉燃烧效率高、燃速可调的特点。本发明提供的制备方法过程简单，最终产物改性铝粉颗粒结构、组成易调，活性可调，得到的推进剂燃烧性能易于调控、燃烧效率高。所用原材料的成本较低，容易实现工业化生产。

技术领域

本发明属于推进技术领域，涉及一种基于氟聚物改性铝粉的复合固体推进剂及制备方法。

背景技术

含铝复合固体推进剂燃烧时，铝颗粒在燃面附近熔融、团聚形成大颗粒的铝团聚物，导致铝粉燃烧不充分，进而生成大尺寸的凝聚相产物(Trunov M A，Schoenitz M，Dreizin E L.Ignition of aluminum powders under different experimentalconditions[J].Propellants，Explosives，Pyrotechnics，2005，30(1):36-43；Hasani S，Panjepour M，Shamanian M.Non-isothermal kinetic analysis of oxidation of purealuminum powder particles[J].Oxid Met.，2014，8(1):299-313.)。该大尺寸凝聚物的生成，一方面增加了发动机的两相流损失，降低了推进剂的比冲；另一方面，由于铝粉氧化不充分，能量未得到完全释放，燃烧效率降低，推进剂比冲下降。因此，研究如何改善铝粉的燃烧过程非常迫切。

对于复合固体推进剂而言，面临的另一个问题在于：如何调控其燃烧速率。由于复合固体推进剂中采用了高活性、高含量的活性金属，其燃速往往处在较高水平，这对进一步推广其大规模应用带来了不利影响。针对此问题，传统的方法是通过改变推进剂药柱的药型或者加入添加剂的方式来调控其燃速(一种NEPE推进剂燃速抑制剂:CN201510037843.3[P].2016-08-24；一种低燃速高能量丁羟推进剂及脂环族二异氰酸酯的应用:CN201711405412.3[P].2018-06-05)。但是这些方法的缺点在于：1)只能在一定范围内对推进剂的燃速进行调节；2)药型的改变、过量的添加剂对推进剂的能量性能都具有消极影响。因此，发展新型的调控技术以实现对复合固体推进剂燃速的调节是迫切需要的。