[发明专利]一种固体推进剂的压强指数调节剂

说明书

本发明涉及一种固体推进剂的压强指数调节剂。为了解决PEG/硝酸酯/硝胺体系固体推进剂燃速压强指数过高的现有技术不足，本发明提供一种固体推进剂的压强指数调节剂，其是由Co₃O₄与CuO按质量比1:1复配而成。针对PEG/硝酸酯/硝胺体系固体推进剂，加入1.0％含量金属氧化物复合压强指数调节剂可使推进剂压强指数最高由0.71降低至0.53，而燃速基本保持不变。该调节剂在PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中的推广，推动了推进剂配方在战术导弹发动机中的应用，具有十分重要的军事意义。

技术领域

本发明涉及一种固体推进剂的压强指数调节剂，具体涉及一种适用于固体推进剂的金属氧化物复合压强指数调节剂。

背景技术

硝酸酯增塑(NEPE)聚醚推进剂，是当代高能固体推进剂的代表,既具备改性双基推进剂能量高的优点又由于引入高分子预聚物为粘合剂而获得良好的力学性能。PEG/硝酸酯/硝胺体系高能固体推进剂则是NEPE推进剂中当前实用的最高水平的固体推进剂，美国已用于“三叉戟”Ⅱ、“侏儒”等多种型号导弹，我国也已用于多种新一代战略导弹武器中，大幅度提升了战略武器的性能水平。而随着目前高能固体推进剂应用范围逐步由战略武器拓展向战略战术并重，其由于大量HMX和硝酸酯的引入使推进剂的燃速压强指数明显提高与战术发动机较低的压强指数要求的矛盾日益突出，而由于PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中硝酸酯含量较高，使得原在丁羟和双基推进剂中效果明显的二茂铁类、铵盐、铅铜盐也效果也不明显，极大的限制了高能固体推进剂在战术武器中的应用。

PEG/硝酸酯/硝胺体系推进剂中由于高能量的需求，体系中使用了40.0％以上的HMX(或RDX)以及8.0％以上的硝酸酯，因此其燃烧性能主要取决于HMX及硝酸酯的热分解过程。硝胺及硝酸酯热分解凝聚相及其表面的主要产物是N₂O、NO、HCN和CO₂等，它们在燃面附近反应活性不高，因而不能反馈燃面足够的热量，在火焰结构中存在着较厚的暗区，因而在低压时表现出较低的燃速，但随着压强的上升，暗区开始变薄，燃速急剧增加，致使推进剂表现为较高的压强指数。

目前国内外针对降低高能推进剂的压强指数的技术途径主要采用的是调节氧化剂AP的粒度级配以及更换增塑剂的种类。调节氧化剂的AP的粒度可以在一定程度上降低推进剂的压强指数，但同时却会大幅度提高推进剂燃速；而更换增塑剂的种类在降低压强指数的同时则会导致推进剂能量性能的大幅度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对PEG/硝酸酯/硝胺体系高能推进剂压强指数较高的问题，采用四氧化三钴(Co₃O₄)与氧化铜(CuO)复合金属氧化物，可在保持推进剂燃速无明显变化的情况下，有效降低推进剂压强指数。

申请人发现，Co类氧化物和Cu类氧化物，通过一定比例复配，其复配效应可在推进剂硝胺及硝酸酯组分分解过程中起到催化反应的作用，促使产物中OH、H₂O、CO等高活性产物的含量大幅度增加，从而燃烧火焰暗区厚度减小并向燃面反馈足够的热量，促进硝胺及硝酸酯的低压分解，从而达到降低压强指数的目的。Co类氧化物和Cu类氧化物的复配使用，加入1％含量，可以在PEG/硝酸酯/硝胺体系在推进剂燃速无明显变化的情况下，使推进剂的3～12MPa下的压强指数最高从0.71降低至0.53，有效的推进了PEG/硝酸酯/硝胺体系高能推进剂在战术导弹武器中的应用，而目前国内外未见Co₃O₄与CuO复合氧化物用于高能固体推进剂压强指数调节的相关报道。

本发明的技术解决方案是：

一种固体推进剂的压强指数调节剂，其由四氧化三钴和氧化铜复配而成。

优选地，所述压强指数调节剂中四氧化三钴和氧化铜的质量比为1:1。

优选地，所述压强指数调节剂在固体推进剂中的含量为0.5％～1.0％。