[发明专利]一种温敏时变的固体推进剂

说明书

本发明涉及一种温敏时变的固体推进剂，包含下列组份(质量百分比)：温敏添加剂：0.5％～2.5％；固化剂：0.2％～1.0％；固化催化剂：0.01～0.04％；氧化剂：65％～70％；金属燃料：16％～20％；粘合剂：5％～10％；增塑剂：2％～5％；其他组分：0.25％～2.5％。该温敏时变固体推进剂以中能丁羟固体推进剂配方为基础，通过温敏添加剂种类及含量调节实现HTPB/增塑剂/温敏添加剂连续相20℃～40℃温度范围内粘度控制，使温敏时变固体推进剂具备20℃～40℃温度范围药浆粘度560Pa.s～1656Pa.s范围内可调，40℃以下室温定型的特性，适用于固体推进剂的增材制造工艺研究。

技术领域

本发明属于复合固体推进剂领域，具体地涉及一种温敏时变的固体推进剂。

背景技术

复合固体推进剂作为导弹武器的主要动力源，其综合性能对提高导弹武器的作战效能至关重要。在数字化模型的直接驱动下，增材制造技术面向微结构的直接成型，可实现固体装药性能的精准控制和大幅提升，有望破除制造对设计的限制，实现固体装药的按需设计和按需制造，大幅提升固体推进剂能量释放效率、实现多燃速复杂拓扑结构成型。随着含能材料增材制造技术及设备的不断成熟，开发适用于增材制造工艺的复合固体推进剂配方，提升其综合性能成为研究热点。

目前双基/改性双基推进剂、热塑性复合固体推进剂配方、光固化复合固体推进剂配方陆续通过增材制造验证试验。如孙义龙实现双基火药在70℃的挤出成型[南京理工大学,[D]，2017]，但在制造过程中添加一定量的乙酸乙酯溶剂，由于溶剂存在挥发，成型样品收缩较大，不利于成型精度控制难度大，同时需考虑内部溶剂挥发产生大量孔洞导致燃烧异常或者结构强度问题。中国专利CN 106346774A、CN 106863801 B报道了一种热塑性固体推进剂的增材制造方法，同样需要添加甲醇、乙醇等溶剂辅助工艺实施。中国专利CN109627133A报道了一种热塑性复合固体推进剂及其制备方法，虽成功消除溶剂添加的不利影响，但为保证增材制造过程中推进剂药浆可控挤出，其加工温度需略高于95℃的熔融温度，高温工艺条件下对工艺安全性控制不利。同时，热塑性推进剂内部无高分子交联网络，其基础力学性能低于热固性推进剂配方，应用范围存在一定的局限性。王伟等报道的一种增材制造研究用巧克力型推进剂[化学推进剂与高分子材料，2017年第15卷第5期，71-74]，虽然具有较好的工艺性能，但其固含量仅为80％，能量性能偏低。McClain M S等设计含85％高氯酸钾(AP)的HTPB和光固化树脂的两种高固含量、高粘度复合推进剂配方体系[M.S.McClain，Proceedings of the Combustion Institute 000(2018)1–8]，为实现固体推进剂对紫外光源敏感，该方法还涉及丁羟粘合剂替换或改性、光敏固化剂/光敏固化催化剂体系筛选等问题，在成型反应机理方面存在差异较大，所得光敏性固体推进剂的力学、燃烧等重要性能调节途径仍需优化，暂时难以直接运用。现有增材制造研究用复合固体推进剂配方，存在添加溶剂辅助、或推进剂固化体系更改、或制造工艺温度高、或无高分子交联网络等情况，对固体推进剂增材制造工艺的实现和批量生产不利。