[发明专利]一种提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于NEPE高能推进剂和NEPE高能推进剂衬层技术领域，涉及一种提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法。

背景技术

衬层是固体火箭发动机中连接推进剂与绝热层或壳体材料的一种特殊胶粘剂，固体火箭发动机装药的绝热层/衬层/推进剂界面粘接性能的优劣直接关系到发动机的结构完整性和工作可靠性，装药界面的脱粘已成为固体火箭发动机主要的失效模式之一。

衬层/推进剂的粘接界面是在推进剂固化过程中形成的，而推进剂是一种固体含量高（一般为70%～90%）、反应性粘合剂含量低（一般不高于10%）的含能材料，其固化过程易受外界因素的影响而导致其力学性能低于设计值，从而直接影响衬层/推进剂的界面粘接性能。但如何提高衬层/推进剂界面粘接性能的研究报道较少，特别是有关提高衬层与NEPE推进剂界面粘接性能的研究，至今尚未见公开文献的系统报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法，该方法通过在HTPB衬层中加入特定得固化催化剂，显著提高了HTPB衬层与NEPE推进剂界面粘接强度。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法，在HTPB衬层中加入固化催化剂，所述固化催化剂为三苯基铋TPB、环烷酸铁、环烷酸镁、环烷酸锌、异辛酸锌、环烷酸钙或辛酸亚锡中的一种或组合。

在上述提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法中，加入固化催化剂的质量占HTPB衬层总质量的百分比含量为0.3%～2.5%。

在上述提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法中，固化催化剂为三苯基铋TPB，占HTPB衬层总质量的百分比含量为0.3%～2.5%。

在上述提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法中，固化催化剂包括环烷酸铁、环烷酸镁、环烷酸锌、异辛酸锌、环烷酸钙或辛酸亚锡中的任意一种或组合，以及三苯基铋TPB，其中环烷酸铁、环烷酸镁、环烷酸锌、异辛酸锌、环烷酸钙或辛酸亚锡中的任意一种或组合占HTPB衬层总质量的百分比含量为0.05%～1.0%，三苯基铋TPB占HTPB衬层总质量的百分比含量为0.3%～2.5%。

在上述提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法中，HTPB衬层包括：粘合剂：HTPB；固化剂：多异氰酸酯；填料：白炭黑和氧化锌；补强剂：N,N-二（2-羟丙基）苯胺LAP；增塑剂：癸二酸二异辛酯DOS；防老剂：N,N-`二苯基对苯二胺。

在上述提高HTPB衬层与NEPE高能推进剂界面粘接性能的方法中，多异氰酸酯为TDI、IPDI或HDI。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）本发明通过在HTPB衬层中加入特定的固化催化剂，并对固化催化剂的组份与含量进行优选，显著提高了衬层/推进剂的粘接强度，使之不小于推进剂的内聚强度；

（2）本发明通过在HTPB衬层中加入适宜的固化催化剂，以补偿界面推进剂中固化催化剂的迁移损失，保持界面推进剂的固化速度、降低外来因素对界面推进剂固化和力学性能的不利影响，显著提高衬层/推进剂界面的粘接性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围并不局限于此，应包括权利要求的全部范围，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明的原理如下：在HTPB衬层中加入适宜的固化催化剂，以补偿界面推进剂中固化催化剂的迁移损失，保持界面推进剂的固化速度、降低外来因素对界面推进剂固化和力学性能的不利影响，提高衬层/推进剂界面的粘接性能。

本发明实施例1～实施例17中涉及的HTPB衬层配方及组成如下表1：

本发明中化学名称与简写之间的关系如下：

HTPB：   端羟基聚丁二烯

PEG：    聚乙二醇

PET：    端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚

LAP：    N,N-二（2-羟丙基）苯胺

TDI：   甲苯二异氰酸酯

HDI：   六次甲基二异氰酸酯

N100：  由HDI衍生的多官能度异氰酸酯

IPDI：  异佛尔酮二异氰酸酯

GAP：   聚叠氮缩水甘油醚