[发明专利]一种高温凝相粒子发生剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温凝相粒子发生剂，按质量百分比包括以下组分：粘合剂：5.0％～20.0％；固化剂：0.4％～4.0％；氧化剂：40.0％～70.0％；还原剂：15.0％～40.0％；增塑剂：1.0％～6.0％；燃烧性能调节剂：0.5％～15.0％；燃烧产生的高温凝相粒子温度大于1500K，用于点燃可燃气体或液体；本发明还公开了该高温凝相粒子发生剂的制备方法；本发明制得的高温凝相粒子发生剂燃烧时产生的高温凝相粒子温度大于1500K，能够点燃液态氢、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇、煤油、偏二甲肼等多种可燃气体(蒸汽)或液体，可以用于清除液体运载火箭发射前发射台周围的可燃气体(蒸汽)，确保液体运载火箭发射安全；也可用于矿井瓦斯以及工厂挥发性可燃气体的及时清除。

技术领域

本发明涉及液体推进剂配方技术领域，具体涉及一种高温凝相粒子发生剂及其制备方法。

背景技术

随着航天运载领域的快速发展，为了提高火箭的运载能力，液体推进剂得到了广泛的应用，如美国的德尔塔Ⅳ和土星-5号运载火箭、俄罗斯的质子-M、欧洲的阿丽亚娜-5、日本的H-2以及中国的长征系列运载火箭等。

液体推进剂的燃料主要有醇类(甲醇、乙醇和异丙醇等)、肼类(肼、一甲基肼等)、烃类(煤油、甲烷、乙烷等)和氢类(液氢)等；在发射点火前，随着发动机燃料阀门提前打开，液体燃料迅速蒸发，发动机喷管周围聚集一定浓度的可燃气体(蒸汽)，可燃气体与空气混合后形成可燃气团，可燃气团一旦遇静电或明火会发生爆炸或爆轰，损坏发射场的设备和设施，直接影响火箭正常点火发射的安全性，甚至会影响液体火箭推进剂贮箱的安全，导致星箭俱毁，带来巨大的经济损失和社会影响。

因此，如何消除发动机喷管周围聚集的可燃气体是提高液体火箭发射安全的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的是提供一种高温凝相粒子发生剂；该发生剂燃烧时产生的高温凝相粒子温度大于1500K，能够点燃液态氢、甲烷、乙烷、甲醇、乙醇、煤油、偏二甲肼等多种可燃气体(蒸汽)或液体，用于清除液体运载火箭发射前发射台周围的可燃气体(蒸汽)，确保液体运载火箭发射安全；也用于矿井瓦斯以及工厂挥发性可燃气体的及时清除。

本发明的第二个目的是提供上述一种高温凝相粒子发生剂的制备方法，通过该方法制得的高温凝相粒子发生剂工艺性能良好，可以通过真空喷淋浇注制成自由装填式药柱或直接贴壁浇注入粒子发生器内，其燃速可以根据发生器工作时间要求调节。

本发明所采用的第一个技术方案是：一种高温凝相粒子发生剂，按质量百分比包括以下组分：粘合剂：5.0％～20.0％；固化剂：0.4％～4.0％；氧化剂：40.0％～70.0％；还原剂：15.0％～40.0％；增塑剂：1.0％～6.0％；燃烧性能调节剂：0.5％～15.0％；燃烧产生的高温凝相粒子温度大于1500K，用于点燃可燃气体或液体。

优选地，所述粘合剂为端羟基聚丁二烯(HTPB)或端羟基环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)。

优选地，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六次甲基二异氰酸酯(HDI)和二聚脂肪酸二异氰酸酯(DDI)中的一种或多种。

优选地，所述氧化剂为高氯酸铵(AP)、高氯酸钾(KP)、草酸铵(AO)、草酰二肼、硝酸钾(KN)和硝酸铵(AN)中的一种或多种。

优选地，所述氧化剂为颗粒状，所述氧化剂颗粒均为球形或类球形，其中粒径大于120μm的氧化剂占氧化剂总量的50％～75％，粒径小于50μm的氧化剂占氧化剂总量的25％～50％。

优选地，所述还原剂为铝粉(Al)、镁粉(Mg)、硼粉(B)、钛粉(Ti)、镍粉(Ni)、铁粉(Fe)、镁铝合金粉、硼镁合金粉和硼铝合金中的一种或多种。