专利名称：金属甲酸盐作为燃烧催化剂在固体推进剂中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属甲酸盐作为燃烧催化剂在固体推进剂中的应用。
背景技术：
燃烧催化剂是调节固体推进剂燃烧性能不可或缺的组份之一，是固体推进剂配方中关键的功能材料。为改善固体推进剂燃烧性能，根据固体发动机稳定工作的需求，通常希望推进剂具有燃速可调范围宽和压强指数低的燃烧特性，而这种燃烧特性主要通过添加燃烧催化剂实现。双基推进剂和丁羟推进剂是用于火箭和导弹的一类高能燃料，其缺点是燃速较低、压力指数较高，需要加入燃烧催化剂来调节燃烧性能。根据提高燃速的幅度不同，使用的燃烧催化剂也不同。羟基二茂铁的衍生物RF、二茂铁的酯类衍生物FBB和多核二茂铁燃速催化剂GFP可使丁羟推进剂的燃速在1(T100 mm/s(6. 86、. 8MPa)范围内任意调节，特别是GFP的性能类似于国外的卡托辛催化剂，适用于研制3(T76 mm/s(6. 86MPa)高燃速丁羟推进剂。虽然二茂铁及其衍生物能大幅度提高推进剂燃速，但目前二茂铁在推进剂中易迁移、易挥发的问题尚未得到根本解决，且二茂铁及其衍生物的价格昂贵、成本高，限制了其应用。八十年代前后，国外学者开始了过渡金属氧化物(TMO)对推进剂燃烧及AP热分解性能影响的研究。Kishore等人对F%03、Co2O3> MnO2, CoO, Cu2O对AP及推进剂的热分解性能进行了研究。Santacesaria等人也对Co203、Fe203> CoO和Co3O4对AP热分解特性的影响进行了研究。Hermoai和&ilmon研究了过渡金属氧化物Mn02、CoO和Ni2O3对AP热分解特性的影响。研究发现TMO能催化加速AP的热分解反应，从而提高AP推进剂的燃速。近年来，配合物作为燃烧催化剂得到了广泛研究。研究发现，柠檬酸铋和2，4-二羟基苯甲酸铋是双基系推进剂的良好燃烧催化剂，它们可显著提高双基推进剂的燃速，并降低其压强指数，且与铜盐和少量炭黑复合后，催化效果更佳。张衡等人(火炸药学报， 2001, 24(3): 7-9)以3-硝基邻苯二甲酸和硝酸氧锆为原料制备了 3-硝基邻苯二甲酸锆， 并研究了其对双基系推进剂燃烧性能的影响，发现3-硝基邻苯二甲酸锆对双基系推进剂燃烧具有良好的催化作用，可明显提高推进剂低压段的燃速，并显著降低高压段的燃速压力指数，其与铜盐复合后，可进一步提高燃速和降低燃速压力指数。关大林等(固体火箭技术，1999，22(2) 45-47)也研究了一种无毒安全的化合物Ba (ΝΤΟ) . 3H20在固体推进剂中的应用。樊学忠等(含能材料，2007，15(4) 316-319.)将NTO铅盐和NTO铜盐作为含能燃烧催化剂用于AP (高氯酸铵)-CMDB推进剂中，并对其催化特性进行了研究，发现NTO 铅、铜衍生物均可提高AP-CMDB推进剂较低压强(广7 MPa)下的燃速，而使较高压强(1(Γ20 MPa)下的燃速降低，并可使推进剂的燃速压强指数降低。邓敏智等(固体火箭技术，2003， 沈(3) :53-55)研究了四唑盐在含黑索今的微烟复合改性双基推进剂中的应用，发现四唑类的金属铅盐具有较好的催化作用，其可降低6 10 MPa压强区间的压强指数。赵凤起等(兵工学报，2004，25(1) 30-33)研究了 5-亚二甲基四唑铅、铜和锶盐，苯基四唑铅、铜和锶
3盐作为燃烧催化剂的应用。催化燃烧过程是可燃物与氧气发生的氧化反应，氧含量高低对燃烧过程中能量的提高可能是非常重要的。现有配合物型燃烧催化剂中氧的含量不高，这可能会限制其在某些方面性能的发挥，本发明着眼于筛选高含氧的配合物型燃烧催化剂。通过计算，发明人发现羧酸分子中氧含量差别很大，表1为最常见的甲酸、丙二酸和对苯二甲酸氧含量对比。
权利要求
1.金属甲酸盐作为燃烧催化剂在固体推进剂中的应用。
2.根据权利要求1所述应用，金属甲酸盐包括无水甲酸盐或含有溶剂分子的甲酸盐。
3.根据权利要求2所述应用，所述溶剂分子为水、甲醇、乙醇、丙醇或乙腈。
4.根据权利要求1所述应用，金属甲酸盐为化学元素周期表中s区金属的甲酸盐、P区金属的甲酸盐、d区金属的甲酸盐、ds区金属的甲酸盐或f区金属的甲酸盐。
5.根据权利要求4所述应用，金属甲酸盐为无水或含有溶剂分子的甲酸锂、甲酸钠、甲酸钾、甲酸镁、甲酸钙、甲酸锶、甲酸钡、甲酸铅、甲酸锡、甲酸铋、甲酸锑、甲酸锰、甲酸铬、甲酸铁、甲酸钴、甲酸镍、甲酸铜、甲酸锌、甲酸镉、甲酸镧、甲酸铈、甲酸镨、甲酸钕。
6.根据权利要求5所述应用，金属甲酸盐为无水或含有溶剂分子的甲酸钡、甲酸铅、甲酸锡、甲酸铋、甲酸铬、甲酸铁、甲酸钴、甲酸镍、甲酸铜、甲酸镧、甲酸铈。
全文摘要
本发明公开了甲酸盐作为燃烧催化剂在固体推进剂中的应用，所述金属甲酸盐包括无水甲酸盐或含有溶剂分子的甲酸盐，为化学元素周期表中s区金属的甲酸盐、p区金属的甲酸盐、d区金属的甲酸盐、ds区金属的甲酸盐或f区金属的甲酸盐。本发明公开的甲酸盐在所有羧酸盐中具有最高的氧含量，发明人通过大量例证表明，与组成近似的醋酸盐相比，甲酸盐具有更突出的燃烧催化性能，可用作推进剂组分中的燃烧催化剂。
文档编号B01J31/04GK102335625SQ20111019890
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者任莹辉, 肖丹妮, 谢钢, 赵凤起 申请人:西安近代化学研究所