专利摘要

本发明公开了一种端炔基固化剂，其结构式如下：其中，n＝5～20，为整数。制备方法如下：以二月桂酸二丁基锡为催化剂，四氢呋喃为溶剂，端羟基聚乙二醇与甲苯二异氰酸酯发生反应生成端异氰酸酯聚乙二醇，然后向反应体系中加入丙炔醇进行封端反应，形成含有氨酯基聚醚链的端炔基固化剂。本发明主要用于固体推进剂。

权利要求

1.一种端炔基固化剂，其特征在于结构式如下：

其中，n＝5～20，为整数。

2.根据权利要求1所述的端炔基固化剂，其特征在于制备方法如下：以二月桂酸二丁基锡为催化剂，四氢呋喃为溶剂，端羟基聚乙二醇与甲苯二异氰酸酯发生反应生成端异氰酸酯聚乙二醇，然后向反应体系中加入丙炔醇进行封端反应，形成含有氨酯基聚醚链的端炔基固化剂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体推进剂用端炔基固化剂，尤其涉及一种含有氨酯基聚醚链的端炔基固化剂。

背景技术

叠氮粘合剂具有正的生成热、燃烧快、能量高、燃气清洁、热稳定性好和机械感度低等优点，是高能低特征信号推进剂、燃气发生剂和高固体含量发射药的理想粘合剂。叠氮粘合剂的典型代表为叠氮缩水甘油醚(GAP)，GAP具有以上叠氮粘合剂的优点。GAP在使用时一般与多官能度异氰酸酯固化剂组成异氰酸酯固化体系，通过端羟基和异氰酸酯基反应固化，但是此类固化体系中的异氰酸酯固化剂具有高度活性，易与水或质子酸快速反应生成CO₂，在推进剂的固化过程中形成很多气孔，使得推进剂的密度下降，影响其力学性能，同时使得推进剂的安全性和可靠性也下降。

为了解决异氰酸酯固化剂存在的上述问题，科研人员开发了端炔基固化剂，它可与叠氮粘合剂固化形成聚三唑交联弹性体。例如ThomasKeicher等人《Isocyanate-freecuringofglycidyl-azide-polymer(GAP)withbis-propargyl-succinate》39thIntAnnuConfofICT,2008公开了一种端炔基固化剂，即丁二酸二丙炔酯(BPS)，其结构式如下：

BPS与二官能度GAP(Mn＝1570)和三官能度GAP(Mn＝980)的混合物进行固化反应，当BPS/二官能度GAP(Mn＝1570)/三官能度GAP(Mn＝980)质量比为8.97％/79.58％/11.45％时固化得到的胶片力学性能如下：拉伸强度为0.215MPa，延伸率为44.68％，胶片的力学性能偏低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的不足，提供一种力学性能较高的端炔基固化剂及其制备方法。

本发明的构思是：BPS基聚三唑弹性体力学性能偏低的原因是BPS为小分子固化剂，固化之后的弹性体中聚三唑硬链段之间相互作用弱，不利于微相分离，并且交联点之间的链段偏短。本发明设想：1)在炔基固化剂分子中引入氨酯基团，利用氨酯基团间的氢键作用来促进弹性体的微相分离，提高力学强度；2)在炔基固化剂中引入柔性的聚乙二醇链，提高弹性体的延伸率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的含有氨酯基聚醚链的端炔基固化剂，其结构式如下所示：

其中，n＝5～20，为整数。

本发明的合成路线如下所示：

其中，n＝5～20，为整数。

具体技术途径：以二月桂酸二丁基锡为催化剂，四氢呋喃为溶剂，端羟基聚乙二醇(PEG)与甲苯二异氰酸酯(TDI)发生反应生成端异氰酸酯聚乙二醇，然后向上述反应体系中加入丙炔醇进行封端反应，形成含有氨酯基聚醚链的端炔基固化剂(PrTPEG)。

本发明的优点：1)PrTPEG分子中引入氨酯基团，利用氨酯基团间的氢键作用来促进交联体的微相分离，提高力学强度；2)PrTPEG中引入柔性的聚乙二醇链，提高弹性体的延伸率。本发明的PrTPEG/GAP交联体20℃时拉伸强度为0.406MPa，延伸率为70.42％；而对比文件中的BPS/GAP交联体20℃时拉伸强度为0.215MPa，延伸率为44.68％。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

测试仪器：

数均分子量

设备：英国PL公司GPC-50型凝胶渗透色谱仪；

GPC测试条件：色谱柱为PLgelMIXED-E串联；流动相为THF；柱温为40℃；检测器

为示差折光检测器。

胶片力学性能

设备：美国Instron公司Instron4505型万能材料试验机；

测试方法：按照GB/T528-1998。

实施例1

在一个配有机械搅拌、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗的500ml四口圆底烧瓶中依次加入200ml四氢呋喃、100g(0.25mol)PEG400和7.4ml(0.0125mol)二月桂酸二丁基锡，搅拌均匀，加热至40℃，然后加入87.08g(0.5mol)TDI，43℃～45℃反应6h。再向上述反应体系中滴加29.4g(0.525mol)丙炔醇，滴加完毕后80℃～82℃下反应8h。冷却至室温，用饱和食盐水萃取，上层液旋蒸，真空干燥后，得到淡黄色透明粘性液体193.7g，产率90.1％。

结构鉴定：红外(KBr,cm^-1)：3309(≡C-H),3067(苯环上C-H),2965(-CH₃),2846(-CH₂),2110(C≡C)，1728(C＝O),1107～1115(C-O-C)。

理论数均分子量为860，实测数均分子量为～849。

上述分析数据证实所合成的化合物就是PrTPEG。

本发明的应用性能

(1)与叠氮粘合剂的混溶性

选用GAP为粘合剂，考察了PrTPEG固化剂与粘合剂的混溶性以及反应性。

本发明的PrTPEG固化剂与GAP粘合剂具有很好的混溶性，混合物清澈透明，所形成的混合液在50～60℃下能够平稳的进行固化反应。

(2)交联体的力学性能

将GAP粘合剂分别与BPS固化剂和本发明的PrTPEG固化剂反应生成交联体，其相应的力学性能见表1：

表1固化剂对交联体力学性能的影响(20℃)

可见，本发明形成的交联体的力学性能明显优于BPS基交联体的力学性能。

一种端炔基固化剂及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。