[发明专利]一种用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及推进剂包覆材料技术领域，具体地讲是一种用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物及制备方法。

背景技术

包覆层是固体火箭推进剂装药的重更组成部分。它的基本作用是控制推进剂装药的燃烧面积，同时又起着对发动机壳体的隔热作用；它的性能决定着火箭发动机的工作状态和使用寿命。随着火箭技术的不断提高，多种高分子材料被应用于包覆。

目前，研究与应用的包覆材料主要有聚氨酯，不饱和聚酯、硅橡胶、三元乙丙橡胶等。德国专利报道聚己内酯和聚四氢呋喃醚二醇为原料制备的聚氨酯，这类聚氨酯具有较好的耐水解性能，在体系中加入可气化的填料(如草酰胺)和酯类增塑剂，可得到性能优异的聚氨酯包覆层（Ger 3 517 892，1985）。不饱和聚酯材料具有强度高、透明，能在常温环境下固化且固化过程中无副产物，与双基、改性双基推进剂粘接可靠，包覆工艺简单且价格低廉等优点，在双基推进剂的包覆中得到了广泛应用。但是，不饱和聚酯固化物存在脆性大、与推进剂线胀系数相差较大的缺点，严重影响与推进剂之间的力学性能匹配，尤其是它的低温延伸率较低，对装药的应用范围造成一定程度的限制。国内外对硅橡胶包覆层进行的研究包括对硅橡胶基础胶的改性、配方选取、粘结性能等方面。但硅橡胶粘结性能不够稳定可靠，其应用受到一定限制。三元乙丙橡胶以其低密度、耐烧蚀、耐老化等优点得到了越来越广泛的应用，可以满足发动机燃烧室内壁绝热层的技术要求，但粘接性能差（宇航材料工艺，2005，1：39-41）。

包覆层可以是一层，也可以是多层，每层的作用不同。例如，有的装药在绝热层与包覆层之间或包覆层与推进剂之间有粘结层；在包覆层与推进剂之间为防止增塑剂迁移而增设阻挡层；在包覆层上再加一层包覆层以消除内应力或机械损伤等。推进剂和包覆层之间施加的具有不同功能的材料，统称为过渡层。Daume提出一种由20份三苯甲烷4, 4′, 4″-三异氰酸酯、80份二氯甲烷、10～100份醋酸丁酯组成的过渡层，低分子三异氰酸酯和空气中的水反应生成高度集中的脲基，形成阻挡层（US 4 034 676, 1977）。

通常的包覆技术有浸渍包覆、浇铸包覆、贴片包覆等。浸渍包覆是将药柱置于包覆剂溶液中浸渍后晾干，以形成一定厚度包覆层的工艺。

随着双基推进剂、改性双基推进剂和复合推进剂的发展，对包覆层提出了更高的要求，即选用的高分子材料必须满足包覆层的性能，从而使固体推进剂的性能得到不断的完善和提高。本发明用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物具有良好的粘结性能、耐烧蚀性能、相容性、耐溶剂性能，低发烟量，不含卤、磷等元素，燃烧分解产物无毒性，对人体和环境的危害及污染程度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物，旨在克服现有技术的不足，其具有良好的粘结性能、耐烧蚀性能、相容性、耐溶剂性能，低发烟量，不含卤、磷等元素，燃烧分解产物无毒性，对人体和环境的危害及污染程度低。

本发明的另一个目的是提供一种上述有机硅树脂组合物的制备方法。

实现本发明的的技术解决方案为：一种用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物，由甲基丙烯酸丁酯-有机硅单体共聚物甲苯溶液、氢氧化铝和金属有机酸盐催化剂混合而成，甲基丙烯酸丁酯-有机硅单体共聚物甲苯溶液、氢氧化铝和金属有机酸盐催化剂的质量百分比为(70~90)：（9.5~25)：（0.5~5)；其中甲基丙烯酸丁酯-有机硅单体共聚物在甲苯溶液中的质量浓度为50%，甲基丙烯酸丁酯-有机硅单体共聚物的组成为：70wt%甲基丙烯酸丁酯、20wt%KH570和10wt%KH571。

所述的金属有机酸盐催化剂选自二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡或异辛酸亚锡中的一种。

一种制备上述的用作推进剂包覆过渡层和浸渍包覆层的有机硅树脂组合物的方法，按质量百分比为70~90:9.5~25:0.5~5将甲基丙烯酸丁酯-有机硅单体共聚物的甲苯溶液、氢氧化铝和金属有机酸盐催化剂混合、搅拌，制备所述的组合物。