一种低燃速压力指数点火药剂及其制备方法

本发明涉及一种低燃速压力指数点火药剂，属于含能材料。

背景技术：

1、随着分离螺母装置的发展，对火工药剂要求越来越高，火工药剂正在向安全型、可靠型和环保型发展。许多分离螺母装置中采用斯蒂芬酸铅和斯蒂芬酸钡系火工药剂，这类药剂对环境友好、燃烧性能稳定，是点火和做功类火工品的主要药剂。但是这类药剂的燃速压力指数过高、压力对燃烧速度的影响大，在分离螺母作动初期点火药剂产生高压和强冲击力，容易造成分离装置的结构损坏，因此急需采用燃烧过程更缓慢、燃速压力指数更低的火工药剂来替代它，从而降低药剂带来的短暂高压和冲击力，进一步提高分离装置的作动可靠性。

2、在国内外的研究中发现，催化剂的添加对固体推进剂燃速压力指数存在显著的影响，但是催化剂在点火药剂中的应用很少有文献报道，并且催化剂种类较多，催化机理不同，因此需要筛选出合适种类的催化剂，达到降低点火药剂燃速压力指数的目的，研究高效调节点火药剂燃烧性能、降低燃速压力指数具有重大研究意义和工程应用价值。

技术实现思路

1、为了克服现有点火药剂中燃烧性能不稳定、燃速过快、压力对燃烧速度的影响大等缺陷，本发明提出一种基于羧甲基纤维素改性斯蒂芬酸钡(c-batnr)的复合点火药剂及制备方法，降低其燃速压力指数。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种低燃速压力指数点火药剂，该点火药剂的组分包括可燃剂c-batnr，氧化剂，催化剂；

4、以该点火药剂的总质量为100％计算，各组分的质量百分比含量为：

5、c-batnr：60％～70％；

6、氧化剂类：20％～30％；

7、催化剂类：1％～5％；

8、进一步的，c-batnr粉末微粒为50～150μm。

9、更进一步的，氧化剂类优选的为高氯酸铵粉末，粒子大小为100～300μm。

10、更进一步的，催化剂为硬脂酸铅(代号st-pb)。

11、一种低燃速压力指数点火药剂的制备方法，该方法的步骤包括：

12、1)将c-batnr粉末、高氯酸铵粉末、催化剂粉末分别置于烘箱中干燥，干燥温度范围为40～60℃，干燥时间为4～6小时；

13、2)将步骤1)中得到的火工药剂称量好，将高氯酸铵粉末和催化剂粉末分别加入c-batnr粉末中混合均匀；

14、3)将步骤2)中得到的混合粉末，放入压药模具，进行压制成型；

15、与现有技术相比，本发明具有以下独特的优势：

16、1)本发明所用的氧化剂为高氯酸铵，是比较安全可靠型氧化剂，同时与c-batnr配比为零氧平衡配比，有助于提高产气率，降低固体产物；

17、2)本发明所筛选的催化剂为硬脂酸铅，属于有机铅盐类催化剂，本身具有良好催化性能，相比于传统的c-batnr药剂，引入这种催化剂显著降低火工药剂燃速压力指数，增强药剂燃烧可靠性；

18、3)使用本发明公开方案制作的点火药剂燃烧产物清洁无污染，符合绿色清洁理念；

19、4)基于本发明制备点火药剂的工艺流程简单，成本低，易于扩大化生产，配方中各组分含量能够得到精确控制。

技术特征：

1.一种低燃速压力指数点火药剂，其特征在于，该组分包括：羧甲基纤维素改性斯蒂芬酸钡c-batnr；氧化剂组分；催化剂组分；

2.根据权利要求1所述的低燃速压力指数点火药剂，其特征在于：所述的c-batnr质量分数浓度为60％～70％，分子粒径为80～150μm。

3.根据权利要求1所述的低燃速压力指数点火药剂，其特征在于：所述的氧化剂为高氯酸铵ap，分子粒径为100～300μm。

4.根据权利要求1所述的低燃速压力指数点火药剂，其特征在于：所述的催化剂为硬脂酸铅。

5.一种权利要求1～4任一项所述低燃速压力指数点火药剂的制备方法，其特征在于：所述方法为机械混合法。

6.一种权利要求1～4任一项所述低燃速压力指数点火药剂的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：

技术总结
本发明涉及一种低燃速压力指数点火药剂及其制备方法，该点火药剂包含：羧甲基纤维素改性斯蒂芬酸钡(C‑BaTNR)：60％～65％；高氯酸铵(AP)：30％～35％；催化剂硬脂酸铅(St‑Pb)：1％～5％。本发明提供的点火药剂配方具有低燃速压力指数特性，以C‑BaTNR为点火药剂基体，通过引入高氯酸铵为氧化剂，硬脂酸铅为催化剂，使得点火药剂燃速压力指数从0.83降低到0.51，在1MPa～12MPa压力范围内有效控制燃速上升，延长压力上升时间，同时具有产气量大和燃烧产物清洁等优良特点，可应用于火工分离装置领域。

技术研发人员：胡艳,郑军,沈瑞琪,叶迎华
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16