CN107266274A - 一种低温度气体发生剂及其制备方法 - Google Patents

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刘海峰
田隆丰
王慰连
杨振华
陆佳
李佳
吕建强
魏刚
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    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
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Abstract

本发明涉及一种低温度气体发生剂及其制备方法，所述的低温度气体发生剂包括以下重量百分比的组分：过氧化氢25～90％，水3～40％，二氧化碳5～50％。上述产品通过以下方法制备而成：往过氧化氢中加入水，再加入二氧化碳与水生成碳酸，冷却降温，搅拌均匀即得到目的产物。与现有技术相比，本发明具有产气温度比不加二氧化碳的低50～200℃，适用于低能量易使用要求的场合、稳定性提高、便于安全管理、燃气洁净不结垢不积碳、生产过程无危险性废液生成等优点。

Description

一种低温度气体发生剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及特种燃料产品领域，尤其是涉及一种低温度气体发生剂及其制备方法。
背景技术
过氧化氢具有高密度比冲(高能量)、绿色环保、常温可贮存、操作安全方便、可单组元分解和可自燃等优点，它在航空航天、国防等工业领域得到极其广泛的应用。过氧化氢作为液体推进剂具有以下几个显著的优良特性：(1)密度及密度比冲高；(2)既可作为双组元推进剂的氧化剂，又可以作为单组元推进剂。过氧化氢作为特种燃料推还有许多优点，如地面可贮存、蒸汽压低等，其中最突出的优点是无毒无污染，有利于保障飞行器操作人员生命安全，便于操作和使用，为航天器等重复使用中清洗、维护创造了有利条件，减少了运行费用，缩短了再次使用维修所需时间，可以达到快速重复使用的目的，目前各国都在深入开展过氧化氢、过氧化氢发动机的研究。
由于高浓度过氧化氢的能量密度大和活性高的特点，在遇到杂质或处理不当时可能发生***，在国内外曾发生过多次过氧化氢引起的安全事故，除了大型的能够严厉监管的、构能够付出高昂成本的航空航天专业机外，能量密度大和活性高的高浓度过氧化氢并不适合机器人、康复医疗设备、游戏设备、气体发生装置、能量发生装置等靠近人员的一般应用场合，对该场合的成功应用先决条件是必须攻克过氧化氢分解产生高温带来的安全隐患问题，如90％过氧化氢分解温度为850℃，85％过氧化氢分解温度为630℃，容易造成人员伤害、热辐射影响和材料耐受性的劣势限制了广泛应用，采取保温措施将增加***重量和复杂性，使其优势无法得到体现，直接加水等液体降温又将带来点火困难等问题，因此以过氧化氢为基质添加二氧化碳的低温度气体发生剂及其制备方法具有现实意义和其先进性。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种低温度气体发生剂及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种低温度气体发生剂，包括以下组份及重量百分比含量：
a.过氧化氢25～90％；
b.水3～40％；
c.二氧化碳5～50％。
所述的低温度气体发生剂分解温度比现有技术下降50℃～200℃。
所述的低温度气体发生剂的制备方法为：按配比往过氧化氢中加入水，再加入二氧化碳进行增压，二氧化碳与水生成碳酸，使PH值降低，冷却降温，搅拌均匀即得到目的产物，制备时温度为-30～30℃，压力为1～10Mpa。混合物进行搅拌，搅拌的转速为10～8000转/分钟，搅拌时间为60～200分钟。
本发明通过在过氧化氢水溶液中通入二氧化碳进行增压，在高压体系中，二氧化碳与水生成碳酸，PH值降低。本发明通过控制过氧化氢、水以及二氧化碳的比例，达到吸热与放热的均衡，过氧化氢在催化剂或点火的作用下分解为氧气和水，二氧化碳可以吸收过氧化氢分解时产生的热量，降低温度；此外该气体发生剂还具有低温适应性好、腐蚀性小、燃气洁净不结垢不积碳、生产过程无危险性废液生成等优点。
与现有技术相比，由于本发明采用了合理的二氧化碳配比，该产品的分解(燃烧)温度比单一的过氧化氢水溶液的分解温度降低50～200℃，在同等条件下大幅度降低了一般应用场合过氧化氢分解产生高温带来的人员伤害和热辐射影响等安全隐患，提高了材料的耐受性。由于降低了PH值，在同样条件下稳定度提高0.5％以上，有利于保质期的延长。同时降低了保温措施要求，没有采用添加水等液体降温，没有增加点火难度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
实施例1
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，7.9wt％的水、85wt％的过氧化氢，增压加入7.1wt％的二氧化碳，混合时温度为-20℃，压力为1Mpa，搅拌的转速为10转/分钟，搅拌时间为60分钟。
实施例2
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，10wt％的水、85wt％的过氧化氢，增压加入5wt％的二氧化碳，混合时温度为10℃，压力为3Mpa，搅拌的转速为100转/分钟，搅拌时间为60分钟。
实施例3
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，10wt％的水、85wt％的过氧化氢，增压加入5wt％的二氧化碳，混合时温度为5℃，压力为4Mpa，搅拌的转速为80转/分钟，搅拌时间为80分钟。
实施例4
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，3wt％的水、90wt％的过氧化氢，增压加入7wt％的二氧化碳，混合时温度为-30℃，压力为10Mpa，搅拌的转速为80转/分钟，搅拌时间为90分钟。
实施例5
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，40wt％的水、50wt％的过氧化氢，增压加入10wt％的二氧化碳，混合时温度为30℃，压力为6Mpa，搅拌的转速为10转/分钟，搅拌时间为60分钟。
实施例6
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，25wt％的水、25wt％的过氧化氢，增压加入50wt％的二氧化碳，混合时温度为-20℃，压力为4Mpa，搅拌的转速为800转/分钟，搅拌时间为60分钟。
实施例7
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，25wt％的水、50wt％的过氧化氢，增压加入25wt％的二氧化碳，混合时温度为10℃，压力为10Mpa，搅拌的转速为60转/分钟，搅拌时间为60分钟。
对实施例1～7的稳定度及产气温度进行检测得知：该产品的稳定度提高0.1～0.5％不等，分解(燃烧)温度比单一的过氧化氢水溶液的分解温度降低50～200℃不等，适用于低能量易使用要求的场合、包含双组元和单组元燃料的优势，可以在一般应用场合正常使用，也可以应用于大型的航空航天专业机构。
实施例8
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，25wt％的水、25wt％的过氧化氢，增压加入50wt％的二氧化碳，混合时温度为-25℃，压力为1Mpa，搅拌的转速为8000转/分钟，搅拌时间为200分钟。
实施例9
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，10wt％的水、70wt％的过氧化氢，增压加入20wt％的二氧化碳，混合时温度为-20℃，压力为2Mpa，搅拌的转速为6000转/分钟，搅拌时间为100分钟。
实施例10
一种低温度气体发生剂，由过氧化氢、水以及二氧化碳组成，10wt％的水、80wt％的过氧化氢，增压加入10wt％的二氧化碳，混合时温度为0℃，压力为5Mpa，搅拌的转速为100转/分钟，搅拌时间为100分钟。

Claims (4)

1.一种低温度气体发生剂，其特征在于，包括以下组份及重量百分比含量：
a.过氧化氢25～90％；
b.水3～40％；
c.二氧化碳5～50％。
2.一种如权利要求1所述的低温度气体发生剂的制备方法，其特征在于，按配比往过氧化氢中加入水，再加入二氧化碳，二氧化碳与水生成碳酸，搅拌均匀即得到目的产物。
3.根据权利要求2所述的低温度气体发生剂的制备方法，其特征在于，制备时温度为-30～30℃，压力为1～10Mpa。
4.根据权利要求3所述的低温度气体发生剂的制备方法，其特征在于，搅拌的转速为10～8000转/分钟，搅拌时间为60～200分钟。
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