[发明专利]一种基于多尺度改性硝胺氧化剂的复合固体推进剂及制备方法

权利要求书

1.一种基于多尺度改性硝胺氧化剂的复合固体推进剂，包含以下质量百分比的组分：56.8％-57％的氧化剂高氯酸铵、10％的多尺度改性硝胺氧化剂、11.5％的端羟基聚丁二烯体系、2.5％的增塑剂、1％的固化剂、18％的金属燃料铝粉和0-0.2％的催化剂；其特征在于：所述多尺度改性硝胺氧化剂是将硝胺氧化剂外围包覆聚多巴胺PDA，在PDA表面原位接枝纳米催化剂，形成核壳结构微球，取代传统复合推进剂中的催化剂和硝胺氧化剂颗粒；纳米催化剂的质量含量介于0.1～0.2wt％之间，所述纳米催化剂为纳米Fe₂O₃和纳米CuO；

所述硝胺氧化剂在包覆聚多巴胺PDA之前，进行高氮二维共轭结构材料TAGP掺杂；所述硝胺氧化剂为黑索金RDX、奥克托今HMX、六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述基于多尺度改性硝胺氧化剂的复合固体推进剂，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸二辛脂、已二酸二辛酯、壬酸异癸酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述基于多尺度改性硝胺氧化剂的复合固体推进剂，其特征在于：所述固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或几种。

4.一种制备权利要求1～3任一项基于多尺度改性硝胺氧化剂的复合固体推进剂的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：利用高氮二维共轭结构材料TAGP掺杂硝胺氧化剂，在保证能量密度的同时，对其进行钝感化改性；

步骤2：将钝感化改性后的硝胺氧化剂置于多巴胺溶液中，使多巴胺在硝胺氧化剂表面发生聚合反应，自聚时间为60-120min得到聚多巴胺；聚多巴胺既可作为界面材料，又降低硝胺氧化剂的缺陷；

步骤3：通过水热反应将纳米催化剂原位生长到聚多巴胺表面，原位包覆的纳米催化剂含量仅占多尺度改性硝胺氧化剂的1％-2％；

步骤4：将铝粉、高氯酸铵、多尺度改性硝胺氧化剂和催化剂置于烘箱中干燥，干燥温度范围为70～80℃，时间范围为24～120h；

步骤5：将质量百分比56.8％-57％的氧化剂高氯酸铵、10％的多尺度改性硝胺氧化剂、11.5％的端羟基聚丁二烯体系、2.5％的增塑剂、1％的固化剂、18％的金属燃料铝粉和0-0.2％的催化剂依次加入混合器中，在50～70℃水浴条件下进行充分搅拌，制成复合推进剂药浆；

步骤6：将推进剂药浆真空浇注到模具或发动机壳体内，抽真空时间不少于12h；

步骤7：将装有推进剂药浆的模具或发动机置于70～80℃条件下固化，固化时间不少于72h。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1中以高氮二维共轭结构材料TAGP掺杂硝胺氧化剂：黑索金RDX、奥克托今HMX、六硝基六氮杂异伍兹烷CL-20；对其进行钝感化改性，制备出qy-RDX、qy-HMX和qy-CL-20。