[其他]燃速壓力響應小的新型固體燃氣發生劑

在審

• 申請號: 101986000000451
• 申請日: 1986-01-20
• 公開（公告）號: CN86100451B
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 曹貴桐
• 申請（專利權）人: 華東工學院
• 代理公司: 南京理工大學專利中心
• 代理人: 劉素梅;吳樹山

本發明涉及動力裝置用的固體燃料，特別是一種燃速壓力響應小的新型固體燃氣發生劑。其特征是：含有硝化纖維素，非硝化甘油類的硝酸酯，甘油三醋酸酯，鐵族元素的彈道改良劑和中定劑組成。本發明具有：燃燒溫度低，燃燒壓力指數小，燥燒產物中無鹵化氫類腐蝕性成分，物理化學安定性好，對濕度不敏感等性能。可用以驅動各種動力裝置，它廣泛應用于飛機、導彈、魚雷上，也用于水下打撈、救生裝置等民用部門。

本發明涉及一種可供動力裝置用的固體燃料，特別是一種燃速壓力響應小的新型固體燃氣發生劑。

現有的固體燃氣發生劑如美國J·Spacecraftvol.4 NO.11.1967一文所述有兩大類：一類是以高分子材料作為粘合劑兼作燃料，配合一種或多種無機或有機晶體作為氧化劑的復合型燃氣發生劑。其中典型的一種是以硝酸銨為氧化劑的。此類發生劑具有較低的燃氣溫度，燃氣中無化學腐蝕性成份。但其燃燒壓力指數較高，燃速偏低，且易于吸濕，在貯存溫度范圍內有晶變，使用與貯存要有嚴格的防潮條件。此類中另一種典型是美國專利U.S.P.3，193，421 1965提出的以過氯酸銨為氧化劑，二羥基乙二肟為降溫劑的復合型燃氣發生劑。此類發生劑也可獲得較低的燃氣溫度，并且吸濕性小，無晶變。但其燃氣中含有HCl腐蝕性成份，熱分解溫度偏低408°K（135℃），燃速壓力指數偏高，成本也較高。另一大類是以硝化纖維素-硝化甘油為基的雙基型燃氣發生劑。此類燃氣發生劑物理化學安定性好，對濕度不敏感，燃速較高，壓力指數較低，燃燒產物中無腐蝕性成份。但其燃燒溫度較高一般在1873°K（1600℃）以上，過度降低燃燒溫度會引起燃燒不完全，產生黑煙。

本發明的目的是提供一種既具有復合型燃氣發生劑的優點，能夠降低燃溫;又具有雙基型燃氣發生劑的燃燒壓力指數較低，物理化學性質穩定，對濕度不敏感，燃氣中無腐蝕性成份的新型固體燃氣發生劑。

本發明的特征在于：其重量配比含有硝化纖維素（含氮量11.8-13.2%）60-80%;含有非硝化甘油類的硝酸酯，如N-硝基二乙醇胺二硝酸酯（O₂NN（CH₂CH₂ONO₂）₂），三乙二醇二硝酸酯（O₂NOC₂H₄OC₂H₄OC₂H₄ONO₂），二乙二醇二硝酸酯（O₂NOC₂H₄OC₂H₄ONO₂），作為含能增塑劑，含量為8-15%;含有甘油三醋酸酯作為高含氧量的降溫增塑劑，含量為10-20%;含有由鐵族元素的金屬粉（Ni，Fe，Co）、氧化物（Ni₂O₃，Fe₂O₃，Co₂O₃）中的一種或多種和鎂的氧化物（MgO）、氫氧化物（Mg（OH）₂）、碳酸鹽（MgCO₃）、堿式碳酸鹽（MgCO₃·Mg（OH）₂）中的一種或多種組成的彈道改良劑，總含量為1-5%，最佳含量為1.0-2.5%，最佳含量中的鐵族化合物與鎂化物重量比為2∶1;含有中定劑1-3%及工藝附加物。作為一種可自持燃燒的固體燃料，其重要的性能之一是其燃燒速度與燃燒壓力的關系，一般可表示為：r＝APⁿ關系，其中r為燃燒線速度，P為燃燒環境壓力，A為比例系數，n為燃速的壓力指數。理論指出：壓力指數n對維持燃燒穩定有重要意義。只有n＜1才能設計出有燃氣排出并有穩定燃燒壓力的燃燒裝置。還指出：壓力指數愈小，燃燒速度受壓力變化影響愈低，燃燒穩定性愈好，設計出的裝置的保險系數可以取得更低些，因而可提高裝置的效能。燃氣發生劑的另一個重要性能是燃氣的溫度不可過高。由于黑色金屬熔點約在1673°K（1300℃）左右，如燃氣溫度超過1473°K（1200℃），工作時間稍長，則與燃氣接觸的管路、閥門等裝置設備的熱強度下降，易于破壞，需采用特殊耐熱材料，這將使技術上產生困難和提高費用。燃氣的化學腐蝕性要低，也具有同樣的意義。以硝化纖維素為基的發生劑，只含有CHON四種元素，其燃氣中無鹵化氫類腐蝕性成份。常用的含能增塑劑是硝化甘油，此組分能量高，燃燒溫度也高約4573°K（4300℃），加入它以后就難于實現低燃溫，故應避免引入，而代之燃燒溫度較低的物理化學性能更好的組份。