CN102320907B - 一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，属于复合固体推进剂制造领域，在复合固体推进剂材料配方中添加超细型高氯酸铵取代常规高氯酸铵，超细型高氯酸铵的粒度（d4 ， 3）控制在0.7～2.8μm，在材料配方中的质量百分比为1%～8%，可以增大低温力学性能的提高幅度，解决筛选过程复杂、试验费用较高以及相容性和老化性能等问题。
Description
技术领域
本发明属于复合固体推进剂制造领域，具体涉及一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法。
背景技术
复合固体推进剂材料是由粘合剂***、增塑剂、金属微粉（如铝粉、镁粉等）、氧化剂微粉（如高氯酸铵、高氯酸钾等）、催化剂以及相关的助剂组成的高固体含量的固体含能材料。目前，氧化剂主要使用高氯酸铵，常规高氯酸铵根据其粒度大小可以分为40~60目，60~80目，100~140目，4～8μm等四种规格，配方设计时，通常将以上两种或三种规格同时使用。由于配方的固体含量通常达到87%（质量百分比）以上，导致材料的力学性能下降，尤其是在低温状态下（-40℃），不再具备使用功能。研究表明，粘合剂***、增塑剂、金属微粉、氧化剂微粉、催化剂以及相关的助剂等组分都会影响复合固体推进剂的力学性能，因此，一般通过筛选粘合剂种类、确定增塑剂用量、筛选催化剂种类、筛选助剂、调整氧化剂微粉和金属微粉的含量与粒度等多种技术途径来提高低温力学性能。以上技术途径虽然有效，但是存在提高幅度较低、材料的筛选过程复杂、试验费用较高的问题，尤其是不同种类的新材料的引入，必然会引起相容性和老化性能等问题。
发明内容
本发明提供一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，用以增大低温力学性能的提高幅度，解决筛选过程复杂、试验费用较高以及相容性和老化性能等问题。
本发明的目的是这样实现的：在复合固体推进剂材料配方中用超细型高氯酸铵取代等量的常规高氯酸铵，所述超细型高氯酸铵的粒度（d4，3）控制在0.7～2.8μm。
所述超细型高氯酸铵的粒度（d4，3）控制在0.7～1.6μm。
所述超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为1%～8%。
所述超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为4%～6%。
本发明提供的提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，具有以下有益效果：低温下复合固体推进剂存在着主价力、次价力、界面之间的化学键力和物理吸附作用力，化学交联点和物理交联点均起到作用。目前，高氯酸铵根据粒度范围包括四种类型：40～60目，60～80目，100～140目，4～8μm，复合固体推进剂材料配方中高氯酸铵是由上述四种类型中的两种或三种组成。当引入了0.7～2.8μm范围的高氯酸铵后，优化了固体填料组分的装填结构，在大粒度分子之间加入粒度更小的粒子，使不同粒度的固体粒子堆积更为合理，提高固体粒子之间的相容性，增强了物理吸附作用力；0.7～2.8μm范围的高氯酸铵具有更好的活性，与其它组分之间具有良好的相容性，具有补强作用，形成了物理交联点。当推进剂受到外界载荷的作用下，0.7～2.8μm范围的高氯酸铵粒子可以吸收部分冲击能；小粒度粒子与大粒度粒子之间形成的物理作用场也可以分担部分载荷，因此，可以提高了推进剂的低温力学性能。
表一是某复合固体推进剂材料配方性能对比（测试温度为-40℃）
（配方中氧化剂含量为69%）
具体实施方式
实施例1：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为70%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为0.7μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为1%，69%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了21%。
实施例2：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为70%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为2.8μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为8%，62%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了19%。
实施例3：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为70%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为1.3μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为4%，66%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了31.5%。
实施例4：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为70%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为1.6μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为6%，64%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了32%。
实施例5：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为72%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为1.6μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为6%，66%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了33.1%。
实施例6：
某复合固体推进剂材料配方中的氧化剂含量为68%，加入超细型高氯酸铵，粒度d4，3为1.6μm，超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为6%，62%为其它规格的高氯酸铵，其低温力学性能提高了29%。
Claims (3)
1.一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，其特征在于：在复合固体推进剂材料配方中添加超细型高氯酸铵取代等量的常规高氯酸铵，所述超细型高氯酸铵的粒度，以d4，3计，控制在0.7～2.8μm，所述超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为1%～8%。
2.如权利要求1所述的一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，其特征在于：所述超细型高氯酸铵的粒度，以d4，3计，控制在0.7～1.6μm。
3.如权利要求1所述的一种提高复合固体推进剂低温力学性能的方法，其特征在于：所述超细型高氯酸铵在复合固体推进剂材料配方中的质量百分比为4%～6%。
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