[发明专利]一种固体推进剂及其卧式增材制造方法

说明书

本发明提供的一种固体推进剂及其卧式增材制造方法，属于固体推进剂的制备技术领域，固体推进剂包括：金属添加剂、粘合剂、氧化剂、增塑剂和固化剂，其中所述金属添加剂的质量百分比为：18％～19％；所述粘合剂的质量百分比为：7％～9％；所述氧化剂的质量百分比为：47％～70％；所述增塑剂的质量百分比为：3.0％～4.0％；所述固化剂的质量百分比为：0.05％～0.06％。其中所述固化剂为异氰酸酯。本发明中的固体推进剂，在加热到一定温度后，产生化学反应，交链固化而变硬且这种变化是不可逆的，再次加热不能再变软流动，故在加热固化过程中，不会出现塑性变形的现象。

技术领域

本发明涉及固体推进剂的制备技术领域，具体涉及一种固体推进剂及其卧式增材制造方法。

背景技术

固体推进剂是由固化剂、金属添加剂、氧化剂、含能材料等组分组成。传统的固体推进剂的制备过程中，需要将固体推进剂的组分进行均匀混合形成浆料，然后将浆料进行输送到成型装置中进行固化成型；其中，为了防止与氧化剂摩擦发生爆炸，金属添加剂在混合过程中使用粘合剂进行包覆。传统推进剂贴壁浇注工艺需要组合式芯模，药柱力学性能差，固化后收缩变形大，药柱成型精度低，工艺复杂，周期长，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于可克服现有技术中固体推进剂在加热固化成型过程中，容易产生塑性变形且固化时间较长的缺陷，提供了一种固体推进剂及其卧式增材制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的固体推进剂，属于含能的非均质聚氨酯弹性体基复合材料，包括：

金属添加剂、粘合剂、氧化剂、增塑剂和固化剂，其中所述金属添加剂的质量百分比为：18％～19％；所述粘合剂的质量百分比为：7％～9％；所述氧化剂的质量百分比为：47％～70％；所述增塑剂的质量百分比为：3.0％～4.0％；所述固化剂的质量百分比为：0.05％～0.06％；其中所述固化剂为异氰酸酯。

作为优选方案，所述固化剂为：甲苯二异氰酸酯。

作为优选方案，还包括：固化催化剂，质量百分比为0.002％。

作为优选方案，还包括：燃速催化剂，质量百分比为0.02％。

一种固体推进剂的卧式增材制造方法，包括以下步骤：

在预混系统中采用至少两组设备分别处理金属添加剂和氧化剂，使所述金属添加剂与粘合剂预混合为主料，使所述氧化剂与固化剂预混合为浆料；其中，所述固化剂为异氰酸酯；

在混合机中将所述主料和所述浆料混合为推进剂原料；

将推进剂原料输送至推进剂打印喷头的通道内，并根据需要调节推进剂打印喷头的输出流量大小；

通过执行机构驱动推进剂打印喷头在横向设置的装药燃烧室内进行三自由度运动，通过推进剂打印喷头将推进剂原料喷出，使推进剂原料在装药燃烧室内逐层堆砌成型；所述推进剂打印喷头在进行三自由度运动的过程中，所述装药燃烧室在旋转支撑机构的驱动下进行旋转移动。

作为优选方案，还包括以下步骤：

在推进剂原料从推进剂打印喷头的通道内喷出后，通过加热使推进剂原料固化成型。

作为优选方案，所述推进剂打印喷头内具有多个不同直径的通道。

作为优选方案，所述推进剂打印喷头内的多个通道为同心设置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的固体推进剂，包括：金属添加剂、粘合剂、氧化剂和固化剂，所述固化剂为异氰酸酯；所述固体推进剂在第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬且这种变化是不可逆的，再次加热不能再变软流动，故在加热固化过程中，不会出现塑性变形的现象。