[发明专利]BTATz金属含能配合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪（BTATz）金属含能配合物及其制备方法，该含能配合物可用作固体火箭推进剂的燃烧催化剂。

背景技术

固体推进剂的燃烧性能直接影响着火箭发动机的弹道性能、飞行速度和工作稳定性等。使用燃烧催化剂己成为目前调节推进剂燃烧性能的最有效的方法之一。人们经过长期的努力，已开发出多种类型的燃烧催化剂，例如：金属氧化物催化剂、无机盐催化剂、二茂铁类催化剂、有机盐催化剂、有机配合物催化剂、含能催化剂和纳米催化剂等，既有单元催化剂，也有多元复合催化剂。然而，随着导弹技术的不断发展，目前使用的燃烧催化剂已不能很好地满足新型固体推进剂的发展要求，人们正在致力于开发新一代高性能燃烧催化剂。

双基系推进剂是火箭和导弹常用的一类高能燃料。但是双基系推进剂的缺点是燃速较低、压强指数较高，需要加入燃烧催化剂来调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种BTATz金属含能配合物，该含能配合物可用作双基系推进剂的燃烧催化剂。

本发明的另一个目的是提供BTATz金属含能配合物的制备方法。

本发明实现过程如下：

式（Ⅰ）所示的3,6-双(1-氢-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪（BTATz）含能金属配合物， 

[(C₄H₄N₁₄)₂ML₂]·mH₂O               （Ⅰ）

其中，M为Pb²⁺或Cu²⁺，M优选为Pb²⁺，C₄H₄N₁₄为配体BTATz，L为醋酸根或硝酸根，mH₂O为配合物中的配位水和/或结晶水，m为0～2的整数或小数。在一定温度下，[(C₄H₄N₁₄)₂ML₂]·mH₂O 可失去全部或部分配位水和/或结晶水。

上述BTATz金属含能配合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铅或铜的醋酸盐或硝酸盐溶解于水；

（2）将BTATz溶解于DMF或DMSO，在60 ℃ ~90 ℃搅拌下与金属盐溶液混合均匀；

（3）在50 ℃~ 80 ℃恒温搅拌反应1 h ~ 2 h，冷却、静置；

（4）将沉淀洗涤、过滤、干燥即可制得BTATz金属含能配合物。

本发明的优点与积极效果：BTATz分子中存在有多个可配位氮原子，可与金属形成配合物，本发明的配合物作为燃烧催化剂有如下特点：（1）BTATz分子中含有四嗪和四唑芳环结构，四嗪环具有类苯的π键结构，四唑环上带H的N提供二个P电子组成大π体系。这种结构使得BTATz及其金属配合物具有热稳定、对静电、摩擦和撞击钝感的性质；（2）BTATz是一种新型富氮化合物，具有很高的正生成焓，且分子结构中的高氮低碳氢含量使其具有较高的密度。BTATz金属含能配合物本身的能量，可解决由于使用惰性催化剂带来的推进剂配方能量降低的问题；（3）BTATz的铅、铜配合物能改善改性双基推进剂的燃烧性能。本发明BTATz金属含能配合物作为燃烧催化剂对双基系固体推进剂的燃烧具有优良的催化效果，能显著提高推进剂的燃速，降低压强指数。

附图说明

图1为BTATz铅(Ⅱ)含能配合物的红外光谱图；

图2为BTATz铅(Ⅱ)含能配合物的结构示意图；

图3为BTATz铜(Ⅱ)含能配合物的红外光谱图；

图4为BTATz铜(Ⅱ)含能配合物的结构示意图；

图5为双基推进剂的燃速曲线；

图6为改性双基推进剂的燃速曲线。

具体实施方式

本发明的BTATz铅(Ⅱ)、铜(Ⅱ)含能配合物燃烧催化剂的具体制备方法和BTATz铅(Ⅱ)的催化作用性能由以下实施例详细给出。

实施例1

（1）称取2.5 g BTATz，在70 ℃下将其溶解在200 ml 二甲基亚砜中；称取1.9 g Pb(CH₃COO)₂·3H₂O用去离子水溶解配置成溶液，加入到BTATz溶液中，搅拌混合均匀；