[发明专利]聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯及其制备方法和用途

说明书

本发明公开一种发射药用含能钝感剂聚己二酸2‑甲基‑2‑硝基丙二醇酯及其制备方法和用途，聚己二酸2‑甲基‑2‑硝基丙二醇酯结构式如下所示：其中2≤n≤20，且n为整数。其制备方法以己二酸和2‑甲基‑2‑硝基丙二醇为原料，包括如下步骤，将己二酸和2‑甲基‑2‑硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入催化剂，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2‑甲基‑2‑硝基丙二醇酯。本发明合成的聚己二酸2‑甲基‑2‑硝基丙二醇酯在发射药中作为钝感剂应用，其抗迁移性能较好，爆热和弹丸初速比惰性钝感剂高。

技术领域

本发明属于含能材料技术领域，特别涉及一种发射药用含能钝感剂聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯及其制备方法和用途。

背景技术

钝感剂是发射药用重要功能组分，其作用是渗入发射药表层形成一定薄层缓燃物质，以降低燃烧初期的气体生成速率，当缓燃层逐渐烧去时，气体生成速率逐渐增大，形成渐增性燃烧。

目前常用的钝感剂为樟脑、二硝基甲苯(DNT)、甲基中定剂(C2)、乙基中定剂(C1)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二苯酯(DPP)等小分子化合物，其分子量较小，具有很强的扩散能力和迁移性，火药在长贮过程中性能会发生明显变化，显著降低了弹药的弹道性能，缩短了弹药使用的寿命。为了解决发射药中钝感剂迁移性大的问题，研究者渐渐把目光转移到了具有抗迁移性能的大分子聚合物钝感剂上。国家发明专利ZL 201310562304.2《一种单基药用钝感剂及其制备方法》中公开了一种聚酯钝感剂，其分子量大，蒸汽压低，挥发性较小、扩散很慢，在长贮条件下具有较好的抗迁移性，可以保证发射药的正常使用寿命。但该聚酯钝感剂为惰性物质，存在能量水平低、弹药的内弹道性能损失等不足，影响发射药性能提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有惰性聚酯钝感剂能量水平低的缺点，提供一种能量较高、抗迁移性较好的大分子钝感剂及其制备方法。

本发明的思路是依据具有侧链结构的聚酯类化合物抗迁移性好特点，利用含能化合物作为聚合单体，将含能基团引入大分子钝感剂的侧链中替代原有的惰性基团，解决惰性聚酯钝感剂能量水平低的问题，其用于发射药中不仅具有较好的抗迁移效果，还可起到提高爆热和弹丸初速的作用。

本发明的聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯，分子结构式如下所示：

其中2≤n≤20，且n为整数。

本发明的聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯的制备方法，包括如下步骤：

将己二酸和2-甲基-2-硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入催化剂，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯；其中，己二酸和2-甲基-2硝基丙二醇的摩尔比为1:0.8～1.25，反应温度为108～112℃，反应时间为4～12h；所述催化剂为对甲基苯磺酸或硫酸。

本发明优选的聚己二酸和2-甲基-2-硝基丙二醇的制备方法，将摩尔比1:1.1的己二酸和2-甲基-2-硝基丙二醇加入到甲苯中，再加入对甲基苯磺酸，升温至甲苯回流，进行酯化缩合反应，反应8h。反应结束后，降温至30℃以下，用水洗涤反应液，减压蒸去甲苯，得到聚己二酸2-甲基-2-硝基丙二醇酯。

本发明有益效果：