[发明专利]一种多齿状结构大分子键合剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多齿状结构大分子键合剂及其制备方法，该键合剂结构简式如(Ⅰ)所示。该键合剂的制备方法具体包括如下步骤：以三(2‑羟乙基)异氰脲酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料，在催化剂作用下合成带不饱和端基的多齿状结构的聚醚酯；将中间体聚醚酯用溶剂溶解，通过聚醚酯所含的碳碳双键与伯胺或仲胺化合物的迈克尔加成反应引入羟基、仲胺基、氮丙啶、甲基氮丙啶等功能基团，得到多齿状结构大分子键合剂。该键合剂制备工艺简单，同时原材料易得，可应用于固体推进剂领域。其中，X，Y，Z为1，2，3，4，5，R为

技术领域

本发明涉及一种多齿状结构大分子键合剂及其制备方法，属于化学合成、推进剂应用技术领域。

背景技术

随着战略、战术武器的发展，对固体推进剂的能量及力学性能的要求越来越高。固体推进剂配方中的粘合剂、增塑剂及氧化剂等的高能化已成为提高其能量的主要途径。但随着高能氧化剂的加入，会降低固体填料与粘结剂界面的粘结性能，导致成型后推进剂的力学性能、燃烧性能和储存稳定性均有所降低，当推进剂承受一定载荷时容易发生“脱湿”现象。为解决这一问题，常采用在推进剂中加入键合剂或对配方中固体颗粒进行包覆的方法。而添加键合剂使硝胺颗粒与粘合剂间形成可产生化学键或氢键的膜的方法是最简便有效的方法。

由于RDX和HMX属于非补强性填料，表面非常光滑，基团惰性大，其适用键合剂的文献报道不多。文献《聚醚环酰胺固体推进剂用键合剂的合成及使用性能》(应用化学，2010,27(9)：1004-1007)一种聚醚环酰胺键合剂，以丙三醇、环氧乙烷、环氧丙烷、氯化亚砜、异氰脲酸等为原料，通过三步反应合成。该键合剂加入到到推进剂(GAP/HMX/Al/AP)配方中，可以改善与推进剂中氧化剂的界面粘结性能，有效地提高成型后的推进剂在不同温度下的最大延伸率，但对抗拉伸强度的提高作用不明显，此外，该键合剂的制备存在合成步骤多，操作繁琐等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术在提高固体推进剂力学性能方面的不足，提供一种键合性能高，可明显改善高固含量推进剂力学性能，同时制备方法简单的多齿状结构大分子键合剂。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多齿状结构大分子键合剂，其结构简式如(Ⅰ)所示：

其中，X，Y，Z为1，2，3，4，5，R为

一种多齿状结构大分子键合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)反应瓶中依次加入三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、催化剂和溶剂甲苯，N₂置换反应装置中的空气搅拌，升温至90～145℃，反应1～15h，蒸除溶剂后最终获得浅黄色粘稠液体，该中间体结构如式(Ⅱ)所示。

其中，R为

X,Y,Z为1,2,3,4,5

(Ⅱ)

其中，三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔用量比为1:3～1:21，催化剂用量为原料三(2-羟乙基)异氰尿酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量之和的0.04％～1.0％，催化剂为三乙胺、三正丙胺、三正丁胺及Fe-Zn、Co-Zn双金属氰化物络合物物质中的一种；

(2)用非极性溶剂溶解中间体产物，加入中间体所含碳碳双键摩尔量1.0～1.5倍的加成试剂，在5～35℃下反应4～24h，减压蒸除反应溶剂后得到多齿状结构大分子键合剂。

优选的制备方法反应条件为：步骤(2)所述的非极性溶剂为甲苯、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷；步骤(2)所述的加成试剂为乙醇胺、异丙醇胺、氮丙啶、甲基氮丙啶。