[发明专利]一种低温力学性能良好的NEPE推进剂

说明书

一种低温力学性能良好的NEPE推进剂，包含的组份及其质量百分比为：粘合剂，5％～10％；含能增塑剂，6％～16％；耐寒增塑剂，0～3％；氧化剂，15～40％；含能氧化剂，20％～41％；固化剂，0.3％～1.0％；燃料，15～19％。其中耐寒增塑剂为甘油三碳酸乙酯，粘合剂为环氧乙烷四氢呋喃共聚醚；增塑剂为硝化甘油、二缩三乙二醇二硝酸酯的混合物，或单独使用二缩三乙二醇二硝酸酯；氧化剂是高氯酸铵，含能氧化剂是奥克托今或黑索今；固化剂为六次甲基二异氰酸酯；燃料为Al。本发明具有推进剂低温力学性能好、能量较高等特点，适用于使用环境温度低、高装填比、大推力的战术导弹。

技术领域

本发明属于推进剂技术领域，尤其涉及一种低温力学性能良好的NEPE推进剂。

背景技术

固体推进剂是固体火箭发动机的动力源。在固体发动机内燃烧、释放出气态工质，为导弹系统产生推力。为确保发动机正常工作，固体推进剂药柱必须在全使用条件下(如长期贮存、温度循环、点火增压、运输振动，发射时加速度载荷等条件)保持其结构完整性。但是当推进剂低温力学性能偏低时，可能会由于低温环境，在温度循环、贮存、运输振动、点火增压等应力条件下产生损伤，最终由于燃面增加使得发动机点火后压强骤升，导致发动机工作失效甚至爆炸。

近年来,一些固体火箭发动机发生了在低温点火后爆破的事故,主要是由于固体推进剂在低温下应变能力偏低，不能满足固化降温、低温点火增压等应变的要求。因此，固体推进剂应具备良好的低温力学性能及抗低温冲击的能力，以满足发动机药柱在各种工况条件下的结构完整性要求,从而确保战术导弹良好的环境适应性。

NEPE推进剂具有能量高、力学性能好的特点，受到了战术导弹发动机的青睐。近年来战术导弹使用环境温度逐步降低，要求进一步优化推进剂的低温力学性能。

战术导弹的使用温度范围一般较宽，随着其作战平台、作战范围的不断拓展，其最低使用温度逐步由-40℃降低至-50℃、-55℃，已低于部分NEPE推进剂的玻璃化温度，发动机低温工作存在较大风险。此外，目前先进战术发动机正逐渐向高质量比、大M数、高工作压强、复合材料壳体等方向发展，均要求推进剂在低温下有更优良的应变性能。

美国是研制NEPE推进剂最早且应用最广泛的国家，在解决硝酸酯增塑的聚醚推进剂低温脆变的问题时，采用了混合硝酸酯取代硝化甘油(NG)的途径。如美国航空喷气战术系统公司在研究以AP、硝胺(HMX或RDX)为基、以TMETN(三羟甲基乙烷三硝酸酯)为增塑剂的聚醚推进剂中遇到了推进剂脆变的问题，其-54℃下最大伸长率仅为1％，不能满足战术发动机的需求。而采用BTTN(丁三醇三硝酸酯)为增塑剂后，推进剂-54℃下最大伸长率为16％。

国内关于改善NEPE低温力学性能的研究报道较少，秦亚萍(秦亚萍,刘子如等.高聚物的低温动态力学性能.火炸药学报，1999.2)等人通过动态热机械分析仪研究了聚醚粘合剂的低温动态性能，仅对填料等影响因素开展了研究，结果表明添加HMX、AP等组分会使材料在低温下的的贮能模量上升、脆性增加。

颜红等人研究了IPDI丁羟高燃速推进剂低温伸长率偏低的问题。通过添加网络调节剂，提高了推进剂低温伸长率。(颜红,唐承志.提高高燃速丁羟推进剂低温伸长率研究.推进技术，2003，12(24).)

赵长才等人研究了不同种类扩链剂对HTPB/IPDI推进力学性能的影响，结果表明，加入二醇类、两端含羟基的醚类扩链剂能大幅度提高丁羟推进剂的低温最大伸长率。(赵长才，鲁国林，王北海.扩链剂对HTPB/IPDI推进剂力学性能的影响.固体火箭技术，2000，2(23).)。

国内外关于改善NEPE推进剂低温性能的研究较少，已报道的技术途径或不适用于NEPE推进剂，或不能完全满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种降低玻璃化温度、高推进剂低温伸长率的NEPE推进剂。