[发明专利]一种含氟大分子键合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含氟大分子键合剂及其制备方法和应用，含氟大分子键合剂结构式为：其中，x为0.5～2.0；y为0.2～1.0；z为0.2～1.0；n为1000～50000。含氟大分子键合剂固体推进剂具有宽温域的高力学性能，中高强度、高伸长率、高模量的特点，满足高装填、高界面可靠性、适应复杂环境，在宽范围变化条件下具有稳健的性能以及长寿命。

技术领域

本发明涉及固体推进剂技术领域，特别涉及一种含氟大分子键合剂及其制备方法和应用。

背景技术

复合固体推进剂一般采用异氰酸酯作固化剂，其成型原理是通过具有端羟基的粘合剂与异氰酸酯固化剂反应形成聚氨基甲酸酯交联网络。然而，异氰酸酯固化剂易与水反应产生二氧化碳气体，使推进剂产生气孔并影响工艺和力学性能，导致不同环境湿度下生产的推进剂力学性能波动大，影响产品质量稳定性和可靠性。

键合剂是一种用于改善固体推进剂粘合剂基体与含能填料颗粒界面性能的功能助剂，通过在填料颗粒表面形成模量过渡层来抑制推进剂“脱湿”。键合剂大多是一些小分子极性化合物，一端与无机氧化剂相连，并在其表面发生聚合反应，形成高模量的抗撕裂层；另一端通过某些化学反应与粘合剂母体连为一体，从而增强界面层的粘结，提高推进剂的力学性能。现有技术中键合剂多为氮丙啶及其衍生物、烷醇胺及其衍生物、多胺及其衍生物和有机硅烷、有机酞酸酯类等键合剂，但还没有含氟结构的大分子键合剂应用在固体推进剂中。

发明内容

发明提供了一种含氟大分子键合剂及其制备方法和应用，含氟大分子键合剂固体推进剂具有宽温域的高力学性能，中高强度、高伸长率、高模量的特点，满足高装填、高界面可靠性、适应复杂环境，在宽范围变化条件下具有稳健的性能以及长寿命。

具体技术方案如下：一种含氟大分子键合剂，结构式如下：

其中，x为0.5～2.0；y为0.2～1.0；z为0.2～1.0；n为1000～50000。

一种含氟大分子键合剂的制备方法，包括：

将丙烯腈、2-氟丙烯酸酯、丙烯酸羟酯、引发剂和阻聚剂加入到丙酮溶剂中，进行搅拌反应，反应结束后，对反应体系进行沉降、洗涤，制得含氟大分子键合剂。

优选的，所述搅拌反应的条件为60～65℃，搅拌时长6～7小时。

优选的，所述丙烯腈、2-氟丙烯酸酯、丙烯酸羟酯的摩尔比为

1.0:0.1～0.5:0.1～0.5。

优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述阻聚剂为巯基乙醇。

优选的，所述丙烯腈、2-氟丙烯酸酯、丙烯酸羟酯、偶氮二异丁腈和巯基乙醇的摩尔比为1.0:0.1～0.5:0.1～0.5:0.01～0.10:0.01～0.10。

一种含氟大分子键合剂在制备固体推进剂中的应用，所述固体推进剂包括含氟大分子键合剂和其它组分。

优选的，所述含氟大分子键合剂在固体推进剂中的质量分数为0.02～5.0％。

优选的，所述其它组分包括：叠氮粘合剂、硝酸酯增塑剂、氧化剂、炸药、燃料、固化剂和功能助剂。

优选的，所述其它组分质量分数分别为：叠氮粘合剂8％～15％，硝酸酯增塑剂8％～15％，氧化剂30％～50％，炸药5％～15％，燃料17％～20％，固化剂0.5％～1％，功能助剂1％～3％。

本发明的有益效果如下：