专利名称：一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及火药包覆材料技术领域，具体地讲是ー种用于火药包覆的低温挤注包覆材料及制备方法。
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。通常的包覆技术有浸溃包覆、浇铸包覆、贴片包覆、挤注包覆等。采用挤注包覆来包覆火药是火药包覆领域的新技术，它在短时间内将包覆料颗粒加热到粘流态，在热塑性塑料成型机或其它浇铸 机械上于压カ下挤注包覆火药。俄罗斯专利RU2209135(2003)和美国专利US3642961均提出了这种包覆方法，其特点是生产效率高，质量稳定，可以包覆具有复杂几何形状表面的火药柱。现有应用于挤注包覆的热塑性包覆材料种类少，常见报道的为醋酸纤维素基材料，其力学性能、耐烧蚀性能差，挤注温度较高，一般在15(T190°C之间，需很大压カ，容易造成部分底漆被冲走，导致装药的报废，造成重大经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料，该包覆材料挤注温度低，可以在120°C左右的温度下，通过挤注成型方法对火药进行包覆，力学性能与耐烧蚀性能好，生产方法简单。本发明的另ー个目的是提供ー种上述火药包覆材料的制备方法。实现本发明目的的技术解决方案为一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料，由质量百分比为25 55 5 8 7 12 30 50 3 5的甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合组成，杂化填料为有机无机杂化核-壳结构粒子，有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH3)nSi (OCH3) 4_n (n=l, 2、3)和
Si(OEt)4组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸こニ醇酯聚合交联产物；增塑剂为邻苯ニ甲酸ニ丁酷。所述的甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量为2(T50wt%。一种制备上述用于火药包覆的低温挤注包覆材料的方法，按质量百分比为25 55 5 8 7 12 30 50 3 5将甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合并挤出造粒得到低温挤注包覆材料。本发明的用于火药包覆的低温挤注包覆材料与现有技术相比，其显著优点为
(I)基体材料采用甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物，该共聚物结合了聚甲基丙烯酸丁酯和聚苯こ烯两者的优点，力学性能好，粘流温度低，在相对较低的温度下有高的流动性能，可以在120°C左右的较低温度下加工成型；(2)采用有机无机杂化核-壳结构粒子作为耐烧蚀填料，其特点是耐烧蚀性能好，与基体材料甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物相容性好，提高了包覆材料力学等性能。(3)添加甲基硅树脂粉和氢氧化铝使材料的耐烧蚀性能进ー步得到保障，同时具有无烟等特点，可以为火药包覆材料解決“少烟”难题。(4)本发明所使用的耐烧蚀填料热稳定性好、无毒、不挥发。(5)包覆材料生产エ艺简单，生产效率高。
附图I为本发明杂化填料有机无机杂化核-壳结构粒子的电镜形貌图。
具体实施例方式实现本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料，由甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合组成。其中甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物含2(Γ50%甲基丙烯酸丁酷，可以采用常规聚合方法生产。杂化填料为有机无机杂化核-壳结构粒子，其形貌如附图I所示，大小为5(T400nm。有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH3)nSi (OCH3) 4_n(n=l，2，3)和Si (OEt) 4组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸こニ醇酯聚合交联产物，可以通过常规种子乳液聚合生产。甲基硅树脂粉大小为5(T200nm，可以通过常规乳液缩聚生产；氢氧化铝大小1 5μπι，其表面用硅烷偶联剂进行改性处理，改性处理方法为本技术领域内的常规技木。本发明的用于火药包覆的低温挤注包覆材料制备方法如下按质量百分比为25 55 5 8 7 12 30^50 3飞将甲基丙烯酸丁酷-苯こ烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合并挤出造粒得到低温挤注包覆材料。下面结合实施例对本发明进行进ー步说明。实施例I :称取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料75克，甲基硅树脂粉24克，氢氧化铝(市售)36克，杂化填料150克，邻苯ニ甲酸ニ丁酯15克。将上述粉粒料在高速混 合机中混合处理好，在加料速度lkg/min，挤出温度为一区115°C、ニ区120°C、三区125°C、四区125°C、五区128°C、ロ模110°C，螺杆转速50r/min的条件下，加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切粒，制得本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料。拉伸強度4. 5MPa，断裂伸长率80%，粘流温度126°C，线性烧蚀率O. 1410mm/s。实施例2 :称取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料105克，甲基硅树脂粉18克，氢氧化铝30克，杂化填料135克，邻苯ニ甲酸ニ丁酯12克。将上述粉粒料在高速混合机中混合处理好，在加料速度lkg/min，挤出温度为一区115°C、ニ区120°C、三区125°C、四区125°C、五区128°C、ロ模110°C，螺杆转速50r/min的条件下，加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切粒，制得本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料。拉伸强度3. 9MPa，断裂伸长率142%，粘流温度120°C，线性烧蚀率O. 2521mm/s。实施例3 :称取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料117克，甲基硅树脂粉18克，氢氧化铝33克，杂化填料120克，邻苯ニ甲酸ニ丁酯12克。将上述粉粒料在高速混合机中混合处理好，在加料速度lkg/min，挤出温度为一区115°C、ニ区120°C、三区125°C、四区125°C、五区128°C、ロ模110°C，螺杆转速50r/min的条件下，加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切粒，制得本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料。拉伸强度3. 7MPa，断裂伸长率185%，粘流温度120°C，线性烧蚀率O. 2783mm/s。实施例4 :称取甲基丙烯酸丁酯-苯こ烯共聚物粒料165克，甲基硅树脂粉15克， 氢氧化铝21克，杂化填料90克，邻苯ニ甲酸ニ丁酯9克。将上述粉粒料在高速混合机中混合处理好，在加料速度lkg/min，挤出温度为一区115°C、ニ区120°C、三区125°C、四区125°C、五区128°C、ロ模110°C，螺杆转速50r/min的条件下，加入双螺杆挤出机，经挤出、冷却、切粒，制得本发明用于火药包覆的低温挤注包覆材料。拉伸强度3. OMPa，断裂伸长率210%，粘流温度116°C，线性烧蚀率O. 3591mm/s。
权利要求
1.一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料，其特征在于所述材料由质量百分比为25 55 5 8 7 12 30 50 3 5的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合组成，其中杂化填料为有机无机杂化核-壳结构粒子。
2.根据权利要求I所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料，其特征在于所述的有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH3)nSi (OCH3)4_n (n=l, 2、3)和Si (OEt)4组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交联产物；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
3.根据权利要求I所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料，其特征在于所述的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量为2(T50wt%。
4.根据权利要求I所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料，其特征在于所述的杂化填料的大小为5(T400nm ;所述的甲基硅树脂粉大小为5(T200nm ;所述的氢氧化铝大小为I 5 μ m0
5.一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料的制备方法，其特征在于所述方法按质量百分比为25 55 5 8 7 12 30^50 3飞将甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂混合并挤出造粒得到用于火药包覆的低温挤注包覆材料。
6.根据权利要求5所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料的制备方法，其特征在于所述的有机无机杂化核-壳结构粒子的核为有机硅单体(CH3)nSi (OCH3)4_n (n=l, 2、3)和Si (OEt)4组合的反应产物，壳为甲基丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸乙二醇酯聚合交联产物；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求5所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料的制备方法，其特征在于所述的甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物中甲基丙烯酸丁酯含量为2(T50wt%。
8.根据权利要求5所述的用于火药包覆的低温挤注包覆材料的制备方法，其特征在于所述的杂化填料的大小为5(T400nm ;所述的甲基硅树脂粉大小为5(T200nm ;所述的氢氧化招大小1 5 μ m。
全文摘要
本发明公开了一种用于火药包覆的低温挤注包覆材料及制备方法。该用于火药包覆的低温挤注包覆材料由甲基丙烯酸丁酯-苯乙烯共聚物粒子、甲基硅树脂粉、氢氧化铝、杂化填料和增塑剂按质量百分比25~55∶5~8∶7~12∶30~50∶3~5高速混合并挤出造粒制备。杂化填料为有机无机杂化核/壳结构粒子。本发明的该用于火药包覆的低温挤注包覆材料可在较低温度下，通过挤注成型方法对火药进行包覆，有较好的耐烧蚀性能和力学性能，生产工艺简单，生产效率高。
文档编号C08L83/06GK102850681SQ20121035506
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月22日 优先权日2012年9月22日
发明者王新龙, 杨娟, 王菲 申请人:南京理工大学