[发明专利]一种含金属燃料的电控固体推进剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含金属燃料的电控固体推进剂及其制备方法，属于固体推进剂技术领域，特别是涉及一种含金属燃料的高能量电控固体推进剂。本发明推进剂可以显著提高电控固体推进剂的能量性能，且满足危险等级1.3级要求，适用于对推进剂能量性能有较高要求的姿、轨控用推进剂。

技术领域

本发明涉及一种含金属燃料的电控固体推进剂及其制备方法，属于固体推进剂技术领域，特别是涉及一种含金属燃料的高能量电控固体推进剂。

背景技术

先进的导弹武器装备，要求具备远射程、强突防和高的生存能力，迫切要求发动机具有更高能量、精确可控推力和良好安全性能等特点，急需研制具备多次启动能力的固体推进剂技术。同时临近空间飞行器、各种卫星、深空探测等技术也对发动机提出了工作稳定可靠、效率高、推力大且可调范围宽等要求。固体推进技术具有结构简单、响应快速、使用维护方便等优点，其在战略、战术导弹武器中应用更加广泛；但由于固体推进剂的燃速无法实现及时调控，致使固体火箭发动机的推力调节能力有限，不具备灵活的能量管理能力，制约了固体推进技术的广泛应用。

电控固体推进剂是一种以关键组分特殊电学特性为基础的新型固体推进剂技术，可通过调节外加电压大小来调节推进剂的燃烧速度，进而调节发动机的推力大小，是未来固体推进剂领域发展的一个重要方向。现有的电控固体推进剂的理论比冲约为220s，其能力性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种含金属燃料的电控固体推进剂及其制备方法，该电控固体推进剂具有较高的能量，理论比冲可达250s以上，且推进剂安全性能满足危险等级1.3级要求。采用铝粉Al、硼粉B、硅粉Si、镁粉Mg或钨粉W等作为金属燃料，在使用前对金属燃料进行特殊包覆改性处理，并通过添加键合剂，改善界面性能，得到均匀性好且密实的电控固体推进剂。

本发明的技术解决方案是：

一种含金属燃料的电控固体推进剂，以该电控固体推进剂的总质量为100％计算，该电控固体推进剂的组份及各组份的质量百分含量如下：

主粘合剂：水溶性含羟基聚合物，9％～15％；

主氧化剂：硝酸羟胺HAN，63％～75％

副氧化剂：0％～6％

金属燃料：1％～20％

交联剂：0.5％～2％

增塑剂：0.5％～2％

键合剂：0％～1％

辅助粘合剂：0％～2％

稳定剂：0％～1％

所述的主粘合剂为聚乙烯醇PVA、聚氧化乙烯PEO中的一种或两种的混合物，分子量为70000-100000；

所述的主氧化剂为硝酸羟胺HAN；

所述的副氧化剂为硝酸铵AN、硝酸钠NaNO₃、硝酸钾KNO₃中的一种或两种以上的混合物；

所述的金属燃料为铝粉Al、硼粉B、硅粉Si、镁粉Mg或钨粉W，金属燃料均经过包覆改性处理，粒度为1μm～30μm；

所述的交联剂为可缓慢水解的硼酸酯化合物(甘油硼酸酯GYB、二乙二醇硼酸酯EYB等)；

所述的增塑剂为硅油SiY、甘油GY、聚乙二醇PEG中的一种或两种以上的混合物；

所述的键合剂为硅烷偶联剂(KH560、KH570等)或醇胺键合剂(二乙醇胺DEA、三乙醇胺TEA等)的一种或两种以上的混合物；