[发明专利]一种适用于固体推进剂的硝酸草酰二肼合金属络合物及制备方法

说明书

本申请涉及硝酸草酰二肼合金属络合物及其制备方法，通过选择反应原料、设计反应路线、筛选反应条件和合适的结晶添加剂，通过草酰二肼和金属硝酸盐的络合反应，并加入结晶控制剂能够得到一系列的适用于固体推进剂粒度大小的硝酸草酰二肼合金属络合物。该络合物是一种新型含能快燃物，具有燃速高、感度低、热稳定性好、与推进剂组分相容性好等优点，且制备过程中反应温和、产品得率高，在高燃速推进剂、武器弹药和民用爆破等含能材料领域均具有广阔的应用前景。

技术领域

本申请涉及一种适用于固体推进剂及火炸药的新型含能材料——硝酸草酰二肼合金属络合物、制备方法，属于含能材料技术领域。

背景技术

高燃速推进剂可使固体火箭发动机在短时间内产生较大的推力，能满足反坦克导弹、防空导弹、机载导弹、拦截导弹和高速动能弹等对推进剂燃烧性能的要求。因此大幅度提高燃速是火箭和导弹发展对固体推进剂的迫切要求。

目前提高固体推进剂燃速的技术途径主要分为物理方法和化学方法。其中化学方法是基于推进剂组分高速分解反应以提升燃速，添加快燃物就是其中一种有效的方法。快燃物的燃烧速度很快，能够在推进剂表面形成空穴，增大燃面，并且使某些燃面直接暴露在燃烧区及燃烧产物的流场中，加速了热量向燃烧表面的传导。因此，在推进剂中添加快燃物是提高推进剂的燃速的一种有效途径。

近年来研究较多的快燃物主要是苦味酸铅、2,4,6-三硝基间甲苯酚 (LTNC)、2,4-二硝基重氮酚(LDNP)、水合-四-(4-氨基-1，2，4-三唑) 高氯酸铜(ACP)等。这些快燃物存在着安全性能差，或自身能量水平太低，或燃速提高效果不理想等缺陷。

因此急需寻求一种新型含能，不仅能有效提高固体推进剂的燃速，而且还要对推进剂配方能量影响小、燃速提高幅度大、推进剂体系适用广。

发明内容

本申请的目的一是提供一种高燃速的快燃物，该推进剂为硝酸草酰二肼合金属络合物，硝酸草酰二肼合金属络合物安全性能和热稳定性优良，利用草酰二肼分子中丰富的具有孤对电子对的N原子和羰基O原子作为配位原子，与金属离子络合成键，是一种性能优良的含能快燃物，此类化合物未见公开文献报道。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

硝酸草酰二肼合金属络合物，其化学结构式如下：

M(NH₂-NH-CO-CO-NH-NH₂)₃(NO₃)₂

M＝Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cr²⁺。

进一步的，硝酸草酰二肼合金属络合物分子结构图为：

本申请的另外一个目的在于提供适用于固体推进剂用硝酸草酰二肼合金属络合物的制备方法。

该制备方法利用相似相溶原理，加入与产品结构相似的草酰二肼硝酸盐能够很好的达到控制结晶粒度的效果。

解决了以下问题：推进剂中的快燃物要发挥提高燃速的作用，其粒径必须满足一定的要求(100～200μm)。按照一般络合反应得到的产品粒度较小(≤100μm)，而这样细粒度的快燃物是无法提高推进剂燃速的(郭万东，王珂，丁温霞。用快燃物提高固体推进剂燃速，推进技术，1998，19(3))。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

硝酸草酰二肼合金属络合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将草酰二肼溶解在蒸馏水中，加热至溶解透明得到草酰二肼溶液，向草酰二肼溶液中滴加金属硝酸盐水溶液，得到反应溶液，滴加完毕后反应至沉淀不再析出，降温后得到固体硝酸草酰二肼合金属络合物；