[发明专利]GAP基热塑性推进剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种GAP基热塑性推进剂及其制备方法，该推进剂包括按重量计的以下组分：GAP‑ETPE热塑性粘合剂：7.5%~15%；增塑剂：10%~25%；氧化剂：50%~65%；金属燃料：5%~18%；功能助剂：1%~5%。该推进剂以含有GAP二元醇和低分子量聚酯二元醇为双软段的GAP‑ETPE材料为粘合剂，采用双螺杆混合造粒、双螺杆混合浇注的制备工艺，成型温度≤85℃，通过调节温度实现推进剂的物理交联成型，打破了传统热固性推进剂制备工艺受时间和空间的限制，其独特的可回收、再利用、重复加工特性使其柔性化生产成为可能，缩短了制备周期、降低生产研制成本，在运载火箭快速制造领域、低成本生产领域应用前景良好。

技术领域

本发明涉及固体推进剂技术领域，具体为一种GAP基热塑性推进剂及其制备方法。

背景技术

复合固体推进剂主要由液体粘合剂、固体氧化剂、金属燃料、功能助剂以及固化剂组成，现阶段主要采用立式混合机对其进行混合，通过长时间保温得到固体推进剂成品。其制造工艺存在的主要缺点是：(1)通过化学交联来实现固体推进剂成型，推进剂性能易受环境影响；(2)存在制造模式受空间尺寸限制、过期药柱难回收等问题；(3)生产工序复杂，保温固化周期较长，生产成本较高。

热塑性推进剂能够在确保推进剂性能满足应用要求的基础上，打破固体推进剂制备工艺受时间和空间的限制，其独特的可回收、再利用、重复加工特性使固体推进剂连续化、柔性化生产成为可能，大幅度缩短制备周期，降低生产成本，可为大型运载火箭固体发动机装药提供有力支撑，在运载火箭快速制造领域、低成本生产领域应用前景良好。

热塑性推进剂以热塑性弹性体树脂为粘合剂，通过物理交联来实现推进剂的成型，树脂材料的本体性能直接影响推进剂的成型温度和性能水平。与惰性热塑性弹性体(TPE)相比，含能热塑性弹性体(ETPE)具有氧含量高、密度高、生成焓高等优势，但目前ETPE无成熟产品。

发明内容

本发明提供一种GAP基热塑性推进剂及其制备方法，通过温度调节实现推进剂的物理交联成型，其成型温度≤85℃，缩短了推进剂的制备周期，降低了生产研制成本，可实现固体发动机装药的快速响应。

本发明的技术方案是，一种GAP基热塑性推进剂，包括按重量计的以下组分：GAP-ETPE热塑性粘合剂：7.5％～15％；增塑剂：10％～25％；氧化剂：50％～65％；金属燃料：5％～18％；功能助剂：1％～5％。

进一步地，所述的GAP-ETPE热塑性粘合剂含有GAP二元醇和低分子量聚酯二元醇双软段的分子结构。

更进一步地，所述GAP-ETPE热塑性粘合剂的软化点温度为63℃～85℃，玻璃化转变温度为-38.4℃～-40.8℃，20℃时最大抗拉强度为2.15MPa～2.60MPa，最大伸长率为850％～1280％。

进一步地，所述的增塑剂为双-2,2-二硝基丙基缩乙醛和双-2,2-二硝基丙基缩甲醛等质量比的混合物(A3)、2,2-二硝基丙醇正己酸酯(A6)、N-丁基硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)中的一种或几种的组合。

进一步地，所述的氧化剂为高氯酸铵(AP)、高氯酸钾(KP)、1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)中的一种或几种的组合。

进一步地，所述的金属燃料为铝粉、碳化锆、镁铝合金粉中的一种或几种的组合。

进一步地，所述的功能助剂为N,N-二苯基对苯二胺、奥托辛、改性季铵盐、共聚丙烯酸酯胺盐、四乙撑五胺丙烯腈缩水甘油、聚醚基环硼多胺键合剂、硬脂酸甲酯、聚酰胺工艺助剂中的一种或几种的组合。

本发明还涉及制备所述GAP基热塑性推进剂的方法，包括以下步骤：

1)将GAP-ETPE热塑性粘合剂和增塑剂加热熔融，进行搅拌使其混合均匀；