[发明专利]1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于含能材料技术领域，涉及一种双基系固体推进剂用新型含能燃料催化剂1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐制备方法及其应用。

背景技术

固体推进剂是固体火箭发动机的动力源，其燃烧性能和能量性能与导弹的射程、反应速度、打击精度等密切相关。

目前，双基系固体推进剂(双基推进剂和改性双基推进剂)中常用的燃烧催化剂多是铅、铜的氧化物及其有机盐、无机盐等，其主要作用是调节推进剂的燃烧性能，降低推进剂的燃速压强指数，以保证推进剂的工作稳定性。但是，铅的氧化物及其盐类是自然环境的主要污染源之一，易于对人体、环境造成较大的危害，迫切需要研制绿色高效的燃烧催化剂。

有机铋盐对人体毒害较小，在医药中常用作广普杀菌剂。有机铋盐也是一种公认的推进剂中的绿色燃烧催化剂，其取代固体推进剂中的有机铅盐燃烧催化剂，有利于得到低毒害、低残留的环境友好型的绿色推进剂。目前所研究的双基系推进剂所用有机铋盐燃烧催化剂存在催化效率低、不含能等问题，将其加入到推进剂体系中，并不能有效降低双基系推进剂的燃速压强指数，还在一定程度上降低了推进剂的能量水平。宋秀铎等发表在《高等学校化学学报》第27卷第1期125～128页(2006年1月)的“柠檬酸铋的热分解机理、非等温动力学及其对双基推进剂燃烧的催化作用”，所报道的不含能的柠檬酸铋作为燃烧催化剂仅能使双基推进剂(同空白配方相比)在2MPa～22MPa之间的燃速压强指数从0.75降到0.42，不能满足低燃速压强指数的双基系推进剂的发展需求，影响了其实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述双基系固体推进剂的缺点，提供一种有效降低双基系固体推进剂燃速压强指数的1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐的制备方法。

本发明所要解决的另一个技术问题在于为1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐提供一种新用途。

解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成：

1、制备1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯钾

将1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯分散于去离子水中，以1～2滴/秒的速度滴加水合肼，1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯与水合肼、去离子水的摩尔比为1∶1.6∶167，85℃搅拌至溶液澄清，继续搅拌1小时，冷却至室温，用质量分数为10％的盐酸水溶液调节pH值至3～4，加入KOH，1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯与KOH的摩尔比为1∶1～3，室温继续搅拌1小时，浓缩、冷却结晶，制备成1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯钾。

2、制备1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐

将步骤1制备的1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯钾加入去离子水中，以1～2滴/秒的速度滴加质量分数为24.11％的可溶性铋盐水溶液，可溶性铋盐与1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯钾、去离子水的摩尔比为1∶1～3∶167，边搅拌边滴加，滴加完后继续搅拌1小时，抽滤、洗涤，沉淀置于真空干燥箱中35℃干燥1小时，制备成1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐。

上述的可溶性铋盐为Bi(CH₃CO₂)₃或Bi(NO₃)₃·5H₂O。

本发明制备的1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐在双基推进剂中的用途，其具体使用方法如下：

将双基推进剂与1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐、碳黑按质量比为100∶3∶0.4混合，在其配比中双基推进剂的质量百分比组成为：含氮量12％的硝化棉59％、硝化甘油30％、邻苯二甲酸二乙酯8.5％、二号中定剂二甲基二苯脲2％、凡士林0.5％。

上述制备的1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐在改性双基推进剂中的用途，其具体使用方法如下：

将改性双基推进剂与1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐、2，4-二羟基苯甲酸铜、碳黑按质量比为100∶2.5∶1.0∶0.5混合，在其配比中改性双基推进剂的质量百分比组成为：含氮量12％的硝化棉37％、硝化甘油29％、黑索今26％、二号中定剂二甲基二苯脲2.5％、吉纳5.0％、凡士林0.5％。

本发明合成方法简单，易于工业化生产，合成得到的1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐是一种新型高能化合物，可用作双基系固体推进剂的绿色高效燃烧催化剂，不仅大幅度降低推进剂的燃速压强指数，还在一定程度上提高了推进剂的能量水平。

附图说明