一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料及製備方法

2023-10-09 04:47:04 1

專利名稱：一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及火藥包覆材料技術領域，具體地講是ー種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料及製備方法。
背景技術：
包覆層是固體火箭推進劑裝藥的重更組成部分，它的基本作用是控制推進劑裝藥的燃燒面積，同時又起著對發動機殼體的隔熱作用，它的性能決定著火箭發動機的工作狀態和使用壽命。隨著火箭技術的不斷提高，多種高分子材料被應用於包覆。通常的包覆技術有浸潰包覆、澆鑄包覆、貼片包覆、擠注包覆等。採用擠注包覆來包覆火藥是火藥包覆領域的新技術，它在短時間內將包覆料顆粒加熱到粘流態，在熱塑性塑料成型機或其它澆鑄 機械上於壓カ下擠注包覆火藥。俄羅斯專利RU2209135(2003)和美國專利US3642961均提出了這種包覆方法，其特點是生產效率高，質量穩定，可以包覆具有複雜幾何形狀表面的火藥柱。現有應用於擠注包覆的熱塑性包覆材料種類少，常見報導的為醋酸纖維素基材料，其力學性能、耐燒蝕性能差，擠注溫度較高，一般在15(T190°C之間，需很大壓カ，容易造成部分底漆被衝走，導致裝藥的報廢，造成重大經濟損失。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，該包覆材料擠注溫度低，可以在120°C左右的溫度下，通過擠注成型方法對火藥進行包覆，力學性能與耐燒蝕性能好，生產方法簡單。本發明的另ー個目的是提供ー種上述火藥包覆材料的製備方法。實現本發明目的的技術解決方案為一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，由質量百分比為25 55 5 8 7 12 30 50 3 5的甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合組成，雜化填料為有機無機雜化核-殼結構粒子，有機無機雜化核-殼結構粒子的核為有機矽單體(CH3)nSi (OCH3) 4_n (n=l, 2、3)和
Si(OEt)4組合的反應產物，殼為甲基丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸こニ醇酯聚合交聯產物；增塑劑為鄰苯ニ甲酸ニ丁酷。所述的甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量為2(T50wt%。一種製備上述用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料的方法，按質量百分比為25 55 5 8 7 12 30 50 3 5將甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合併擠出造粒得到低溫擠注包覆材料。本發明的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料與現有技術相比，其顯著優點為
(I)基體材料採用甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物，該共聚物結合了聚甲基丙烯酸丁酯和聚苯こ烯兩者的優點，力學性能好，粘流溫度低，在相對較低的溫度下有高的流動性能，可以在120°C左右的較低溫度下加工成型；(2)採用有機無機雜化核-殼結構粒子作為耐燒蝕填料，其特點是耐燒蝕性能好，與基體材料甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物相容性好，提高了包覆材料力學等性能。(3)添加甲基矽樹脂粉和氫氧化鋁使材料的耐燒蝕性能進ー步得到保障，同時具有無煙等特點，可以為火藥包覆材料解決「少煙」難題。(4)本發明所使用的耐燒蝕填料熱穩定性好、無毒、不揮發。(5)包覆材料生產エ藝簡單，生產效率高。


附圖I為本發明雜化填料有機無機雜化核-殼結構粒子的電鏡形貌圖。
具體實施例方式實現本發明用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，由甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合組成。其中甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物含2(Γ50%甲基丙烯酸丁酷，可以採用常規聚合方法生產。雜化填料為有機無機雜化核-殼結構粒子，其形貌如附圖I所示，大小為5(T400nm。有機無機雜化核-殼結構粒子的核為有機矽單體(CH3)nSi (OCH3) 4_n(n=l，2，3)和Si (OEt) 4組合的反應產物，殼為甲基丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸こニ醇酯聚合交聯產物，可以通過常規種子乳液聚合生產。甲基矽樹脂粉大小為5(T200nm，可以通過常規乳液縮聚生產；氫氧化鋁大小1 5μπι，其表面用矽烷偶聯劑進行改性處理，改性處理方法為本技術領域內的常規技木。本發明的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料製備方法如下按質量百分比為25 55 5 8 7 12 30^50 3飛將甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合併擠出造粒得到低溫擠注包覆材料。下面結合實施例對本發明進行進ー步說明。實施例I :稱取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料75克，甲基矽樹脂粉24克，氫氧化鋁(市售)36克，雜化填料150克，鄰苯ニ甲酸ニ丁酯15克。將上述粉粒料在高速混 合機中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區115°C、ニ區120°C、三區125°C、四區125°C、五區128°C、ロ模110°C，螺杆轉速50r/min的條件下，加入雙螺杆擠出機，經擠出、冷卻、切粒，製得本發明用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料。拉伸強度4. 5MPa，斷裂伸長率80%，粘流溫度126°C，線性燒蝕率O. 1410mm/s。實施例2 :稱取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料105克，甲基矽樹脂粉18克，氫氧化鋁30克，雜化填料135克，鄰苯ニ甲酸ニ丁酯12克。將上述粉粒料在高速混合機中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區115°C、ニ區120°C、三區125°C、四區125°C、五區128°C、ロ模110°C，螺杆轉速50r/min的條件下，加入雙螺杆擠出機，經擠出、冷卻、切粒，製得本發明用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料。拉伸強度3. 9MPa，斷裂伸長率142%，粘流溫度120°C，線性燒蝕率O. 2521mm/s。實施例3 :稱取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料117克，甲基矽樹脂粉18克，氫氧化鋁33克，雜化填料120克，鄰苯ニ甲酸ニ丁酯12克。將上述粉粒料在高速混合機中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區115°C、ニ區120°C、三區125°C、四區125°C、五區128°C、ロ模110°C，螺杆轉速50r/min的條件下，加入雙螺杆擠出機，經擠出、冷卻、切粒，製得本發明用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料。拉伸強度3. 7MPa，斷裂伸長率185%，粘流溫度120°C，線性燒蝕率O. 2783mm/s。實施例4 :稱取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料165克，甲基矽樹脂粉15克， 氫氧化鋁21克，雜化填料90克，鄰苯ニ甲酸ニ丁酯9克。將上述粉粒料在高速混合機中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區115°C、ニ區120°C、三區125°C、四區125°C、五區128°C、ロ模110°C，螺杆轉速50r/min的條件下，加入雙螺杆擠出機，經擠出、冷卻、切粒，製得本發明用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料。拉伸強度3. OMPa，斷裂伸長率210%，粘流溫度116°C，線性燒蝕率O. 3591mm/s。
權利要求
1.一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，其特徵在於所述材料由質量百分比為25 55 5 8 7 12 30 50 3 5的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合組成，其中雜化填料為有機無機雜化核-殼結構粒子。
2.根據權利要求I所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，其特徵在於所述的有機無機雜化核-殼結構粒子的核為有機矽單體(CH3)nSi (OCH3)4_n (n=l, 2、3)和Si (OEt)4組合的反應產物，殼為甲基丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交聯產物；增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
3.根據權利要求I所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，其特徵在於所述的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量為2(T50wt%。
4.根據權利要求I所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料，其特徵在於所述的雜化填料的大小為5(T400nm ;所述的甲基矽樹脂粉大小為5(T200nm ;所述的氫氧化鋁大小為I 5 μ m0
5.一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料的製備方法，其特徵在於所述方法按質量百分比為25 55 5 8 7 12 30^50 3飛將甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑混合併擠出造粒得到用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料。
6.根據權利要求5所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料的製備方法，其特徵在於所述的有機無機雜化核-殼結構粒子的核為有機矽單體(CH3)nSi (OCH3)4_n (n=l, 2、3)和Si (OEt)4組合的反應產物，殼為甲基丙烯酸丁酯與甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交聯產物；增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。
7.根據權利要求5所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料的製備方法，其特徵在於所述的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量為2(T50wt%。
8.根據權利要求5所述的用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料的製備方法，其特徵在於所述的雜化填料的大小為5(T400nm ;所述的甲基矽樹脂粉大小為5(T200nm ;所述的氫氧化招大小1 5 μ m。
全文摘要
本發明公開了一種用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料及製備方法。該用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料由甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基矽樹脂粉、氫氧化鋁、雜化填料和增塑劑按質量百分比25~55∶5~8∶7~12∶30~50∶3~5高速混合併擠出造粒製備。雜化填料為有機無機雜化核/殼結構粒子。本發明的該用於火藥包覆的低溫擠注包覆材料可在較低溫度下，通過擠注成型方法對火藥進行包覆，有較好的耐燒蝕性能和力學性能，生產工藝簡單，生產效率高。
文檔編號C08L83/06GK102850681SQ20121035506
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月22日 優先權日2012年9月22日
發明者王新龍, 楊娟, 王菲 申請人:南京理工大學