[发明专利]一种高燃速固体推进剂用的改性氧化剂及其制备方法

说明书

本发明属于发动机高燃速固体推进剂领域，具体公开一种高燃速固体推进剂用的改性氧化剂及其制备方法，该氧化剂是经表面银质化处理后制得的核壳复合粒子，其中核材料为表面钝化处理后的高氯酸钾，壳材料为化学反应生成的银金属薄层；其制备方法是在水介质中对高氯酸钾进行表面钝化，然后在搅拌条件下用硝酸银、氨水、还原剂和分散剂对钝化后的高氯酸钾颗粒进行表面银质化处理，最后经过滤、洗涤、烘干处理后，便可得到改性氧化剂。本发明改性氧化剂的制备工艺简单实用，产品流散性和安全性均显著优于改性前高氯酸钾产品，同时兼备银金属高延展性和高导热特性，特别适用于燃速指标要求较高的固体推进剂配方。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种适用于高燃速固体推进剂用的改性氧化剂。

背景技术

随着导弹技术的发展，一些特殊武器对固体推进剂的性能提出了越来越高的要求，如反坦克导弹、防空导弹、机载导弹和拦截导弹等，希望在短时间内产生大的推力，以满足其弹道性能的要求，因此迫切需要可以瞬间产生较大推力的高燃速固体推进剂。

氧化剂是推进剂主要组分之一，对推进剂燃速和其它性能起着至关重要的作用。高氯酸钾是一种性能稳定的无机氧化剂，具有密度高、有效氧含量高等特点，其制得的推进剂燃速、密度比冲均高于同条件目前最常用高氯酸铵制得的推进剂。对于高燃速固体推进剂来说，用高氯酸钾替代高氯酸铵，有利于优化配方固体填料堆积状态，改善推进剂的工艺性能；同时，高氯酸钾安定性好，分解温度高(610℃)，分解时为吸热反应，具有较长的点火延迟时间和较高的最小起始压力，对外界能量作用敏感性明显低于高氯酸铵，安全性更高。可见，高氯酸钾是一种适用于高燃速固体推进剂的较理想氧化剂。然而，目前国内高氯酸钾多采用高氯酸钠和氯化钾复分解反应后，经冷却结晶、干燥、粉碎等工艺制得，粒子外形往往不够圆整，晶体表面往往普遍存在棱角、毛刺等缺陷。在外界机械作用下，缺陷部位产生的热来不及向周围传送，容易形成热点，发生局部爆炸，进而引起推进剂整体燃烧或爆炸。

发明内容

本发明的目的是针对现有生产工艺制得高氯酸钾粒子表面缺陷的问题，提供一种处理工艺简单、产品质量好、适用于高燃速固体推进剂的高氯酸钾改性氧化剂。

本发明的技术方案如下：

一种高燃速固体推进剂用的改性氧化剂，是以表面钝化处理后的高氯酸钾为基体材料，经表面银质化处理后得到的核壳复合粒子，其中，核材料为表面钝化处理后的高氯酸钾；壳材料为化学反应生成的银金属薄层。

所述的一种高燃速固体推进剂用的改性氧化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)向高氯酸钾中加入去离子水，在加热条件下充分搅拌1～3小时后，依次加入分散剂、还原剂，搅拌形成高氯酸钾悬浊液；

2)在搅拌条件下，向硝酸银水溶液中逐滴加入氨水，直至最初产生的沉淀刚好溶解，得到溶液；

3)在搅拌条件下，将步骤(2)得到的溶液滴加到步骤(1)的高氯酸钾悬浊液中，继续搅拌至溶液中检测不出未反应的银离子；

4)过滤出步骤(3)溶液中的固体组分，用有机溶剂反复清洗，经烘干处理后，得到改性氧化剂成品。

步骤(1)中去离子水的加入量为高氯酸钾质量的2～5倍。

步骤(1)中加热温度一般控制不超过60℃，具体为25～60℃。

步骤(1)中所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮等高分子表面活性剂中的一种或多种，用量为高氯酸钾质量的0.01～0.1％。

步骤(1)中所述的还原剂为葡萄糖、麦芽糖、乙醛、乙二醛等分子中含醛基的化合物中的一种，用量为高氯酸钾质量的5～15％，优选葡萄糖。

步骤(2)中所述硝酸银水溶液中，硝酸银的质量百分比浓度为(0.03～0.15)g/ml。