[发明专利]一种电控固体推进剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电控固体推进剂及其制备方法，属于固体推进剂制备技术领域。本发明推进剂在保持多次启动特性的基础上，显著提高电控固体推进剂的能量密度，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、轨控用固体推进剂领域。

技术领域

本发明涉及一种电控固体推进剂及其制备方法，特别是涉及一种高能量密度电控固体推进剂及其制备方法，属于固体推进剂技术领域。

背景技术

固体推进技术具有结构简单、安全可靠等优点，但固体推进系统一旦启动后便不能实现多次循环启动和推力灵活可控，限制了固体推进系统在更广泛领域中的应用。随着武器装备的发展，重复启动、推力可控将是固体推进系统的一个重要发展方向。而推进剂又是固体推进系统的核心动力源，推进剂的可熄火、燃速可控特性技术突破将使固体推进系统的多次启动、推力可调成为可能。

电控固体推进剂是一种利用推进剂组分特有的电化学特性，通过调节外加电压大小来调节燃烧速度，进而调节发动机的推力大小的新型固体推进剂。其中，液体氧化剂是电控固体推进剂实现电控特性的关键组分，决定了推进剂的主要性能。国内外文献专利(US8888935B2、US2015/0013859A1等)报道的电控固体推进剂配方均以HAN为基础。但由于HAN本身的密度较小(晶体密度为1.83g/cm³，高浓度HAN溶液密度为1.60g/cm³)，使得HAN基电控固体推进剂的实测密度只有1.54g/cm³左右。而密度性能又是固体推进剂综合性能的一个重要指标，这是因为在发动机尺寸和药型结构不变的情况下，固体推进剂密度的增加将提高发动机的装药质量，在推进剂比冲相近的情况下，增加推进剂的密度，将增加推进剂的能量比冲，显著提高发动机的动力性能，从而使导弹武器的射程更远、有效载荷更大，也将使导弹拥有更多的动力用于机动变轨，提高其突防能力。此外，在射程和有效载荷一定的情况下，固体推进剂能量密度的提高还将有利于导弹武器的小型化。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种电控固体推进剂及其制备方法，

本发明的技术解决方案是：

一种电控固体推进剂，该电控固体推进剂理论比冲可达233s(6.86MPa)，同时推进剂具有较高的实测密度(1.65g/cm³)，且推进剂安全性能满足危险等级1.3级要求；

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：

主氧化剂：高氯酸羟胺HAP，77％～85％；

副氧化剂：0％～5％；

主粘合剂：水溶性含羟基聚合物，11％～16％；

交联剂：0.5％～1％；

增塑剂：0％～1％；

辅助粘合剂：0％～2％；

稳定剂：0.5％～1％。

所述的副氧化剂为高氯酸钠NP、高氯酸锂LP、高氯酸钾KP、高氯酸钡BP中的一种或两种以上的混合物；

所述的主粘合剂为聚乙烯醇PVA、聚氧化乙烯PEO、明胶GEL中的一种或两种以上的混合物；

所述的交联剂为硼酸HB或硼砂NB等可溶于水的含硼化合物；

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；

所述的辅助粘合剂为甲基羟乙基纤维素MHEC、环糊精β-CD等低粘度含羟基化合物，辅助粘合剂与主粘合剂的质量比为0.1～0.2：1；

所述的稳定剂为联吡啶Bpy、乙二胺四乙酸EDTA、磷酸二氢铵NHP中的一种或两种以上的混合物；