[发明专利]聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯燃速促进剂和包含该促进剂的推进剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚二茂铁基燃速促进剂以及包含该促进剂的推进剂，主要 用于航天、航空领域。

背景技术

二茂铁及其衍生物是火箭推进剂中重要的燃速促进剂，在航天工业和国防 工业中有着重要的应用。火箭推进剂通常以小分子的二茂铁及其衍生物作为燃 速促进剂，这种小分子的二茂铁及其衍生物与高氯酸铵的微细粉末混合后对静 电非常敏感，从而易在推进剂加工过程中引起事故；而且其在贮存过程中也容 易发生迁移，进而影响推进剂的使用。因此，对新型二茂铁及其衍生物的合成 及性能进行研究是燃速促进剂研究的热点和难点。现有技术中，克服上述缺陷 常用的方法有以下两种：1.在二茂铁化合物上引入极性基团来提高其和推进剂 中其他组分的相容性，从而达到降低它在贮存过程中迁移的目的；2.在二茂铁 化合物上面引入活性基团如羟基、氨基等，然后在加工过程中加入交联剂使其 交联形成交联网络来阻止其迁移。研究发现，这些方法通常合成过程较复杂因 而限制了其的推广和应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备工艺更简单的、燃速催化效果 更好的燃速促进剂和推进剂。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明燃速促进剂为聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯的分子量M_w为 6000～16000，结构式如下

式中，R₁为-H或CH₃。

本发明的燃速促进剂的制备方法主要包括如下步骤：

1)单体(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯的合成：在室温下，将二茂铁单甲 酰氯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、三乙胺按摩尔比1∶1～2∶1～2加入到双颈瓶中； 然后加入经过干燥处理的CH₂Cl₂，所述(甲基)丙烯酸羟乙酯与CH₂Cl₂的体积比为 1∶10～22；然后加热升温到50℃，搅拌反应18h；反应结束后，过滤得到滤液 并旋转蒸发除去CH₂Cl₂；然后加入CHCl₃溶解所得产物(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧 基乙酯，用3wt％Na₂CO₃水溶液洗涤3～4次，然后用去离子水再洗涤3～4次， 分液收集有机相，用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂并真空干燥得到单体(甲基)丙烯 酸二茂铁酰氧基乙酯；

2)聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯的制备：室温下，将单体(甲基)丙烯 酸二茂铁酰氧基乙酯、苯、偶氮二异丁腈按摩尔比1∶2～6∶0.01～0.03加入 三颈瓶中，通氩气置换体系内空气30min，搅拌并升温至80℃后反应8h，然后 将聚合物溶液倒入搅拌的石油醚中进行沉淀，得到黄褐色絮状沉淀，将得到的 沉淀离心除去石油醚，然后再用三氯甲烷溶解，再次用石油醚沉淀，沉淀产物 置于真空中干燥得到聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯。

本发明的包含燃速促进剂的推进剂包括具有以下质量百分比的粘结剂、氧 化剂、燃速促进剂和固化剂：

氧化剂        70-80％，

粘结剂        12-25％，

燃速促进剂    1-3％，

固化剂        4-6％，

所述燃速促进剂为聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧基乙酯，该燃速促进剂分子 量M_w：为6000～16000、结构式如下

式中，R₁为-H或CH₃。

进一步地，本发明所述粘结剂是端羟基聚丁二烯。

进一步地，本发明所述氧化剂是高氯酸铵。

进一步地，本发明所述固化剂为甲苯2，4-二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二 异氰酸酯(MDI)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯或1，6-己二异氰酸酯(HDI)。

本发明的推进剂的制备方法包括以下部分：

(1)按以下质量百分比称取氧化剂、粘结剂、聚(甲基)丙烯酸二茂铁酰氧 基乙酯燃速促进剂和固化剂，其中，

氧化剂                                      70-80％，