[发明专利]用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料及其制备方法。所述的碳氢燃料按质量百分数计包括高密度聚乙烯47.5％～85％，石蜡10％～47.5％和碳类功能助剂2％～5％。首先按比例将原料均匀混合，过筛后将粉状样品放入模具中，再加热融化，然后对装有熔融样品的模具施加压力并静置，冷却凝固，退模得到碳氢燃料。本发明的固体燃料密实度良好，几乎没有缩孔和裂纹，制备方法简便，节省了成本与时间，便于应用。

技术领域

本发明涉及一种用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料及其制备方法，属于碳氢燃料制备技术领域。

背景技术

固体燃料冲压发动机使用固体燃料作为动力源，其卓越性能是以固体燃料的燃烧特性为基础的，固体燃料燃烧性能越好则固体冲压发动机潜在的优势越大。

为弥补固体燃料推进剂在某些应用领域中的不足，拓展固冲发动机的应用范围，提高固体燃料的燃烧性能，需要对固体燃料组分配方进行优化。目前，点火性能优良、燃烧效率高、凝聚相少、燃气相对洁净且残渣少的固体碳氢燃料的制备方法繁琐，并且制作周期长，对环境要求高。中国专利201811598676.X公开了一种碳氢富燃料推进剂及其制备方法，经浇注和固化制得，但是需要在真空干燥环境中固化5～8天才能制得推进剂，制备周期过长。中国专利201810216468.2公开了一种压装型高密度富燃料推进剂及其制备方法，其燃料主要为硼，占比40％以上，但是该燃料不但来源匮乏，获取成本高，而且具有毒性，不利于环保。

发明内容

为解决生产周期长、成本高、耗能高等工艺性问题，本发明提供一种用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料及其制备方法。该方法通过掺混、筛选、融化、固化等步骤，制得密实性好的碳氢燃料，满足固体燃料冲压发动机对燃烧性能的要求。

本发明的技术方案如下：

用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料，按质量百分数计包括：碳氢燃料颗粒：高密度聚乙烯47.5％～85％，石蜡10％～47.5％；碳类功能助剂2％～5％。

优选地，所述的碳氢燃料颗粒及碳类功能助剂的粒径不大于74um。

优选地，所述碳类功能助剂选自炭黑、石墨和碳纤维中的一种或两种。

上述碳氢燃料的制备方法，包括以下步骤：

(1)掺混：按比例将高密度聚乙烯、石蜡和碳类功能助剂混合，控制混合温度为30℃～50℃，混合时间为70min～90min，得到料浆；

(2)筛选：将料浆进行造粒，过200目标准分样筛，干燥得均匀料浆；

(3)加热融化：将均匀料浆在150℃～180℃下加热得到融化的均匀料浆；

(4)加压固化：对装有融化的均匀料浆的模具施以3MPa～4MPa的压力，保压18h～24h，退模，获得固体燃料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明方法简单高效，原料便宜易得，节省了成本与时间。

(2)本发明的燃料环保无毒，可提高燃气的清洁度，减少燃烧残渣生成，降低尾烟特征。

附图说明

图1为本发明的制备方法的操作流程示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详述。

对比例1

用于固体燃料冲压发动机的碳氢燃料，按质量百分数计包括：

碳氢燃料颗粒：高密度聚乙烯95％。

碳类功能助剂：炭黑2％，石墨3％。