專利名稱:富勒醇金屬鹽類衍生物及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化合物人工合成技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及富勒醇金屬鹽及其制備技木。該富勒醇金屬鹽可作為燃燒催化劑應(yīng)用于固體火箭推進(jìn)劑中。
背景技術(shù)：
未來(lái)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈要求具有遠(yuǎn)程精確打擊能力和高生存能力這不僅要求降低固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的特征信號(hào)還要求發(fā)動(dòng)機(jī)具備高功效性能和滿足鈍感彈藥的要求高能鈍感和低特征信號(hào)成為戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體推進(jìn)劑發(fā)展的個(gè)主要目標(biāo)。因此，鈍感推進(jìn)劑作為ー種新的概念，成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
目前常用的推進(jìn)劑主要是雙基型推進(jìn)劑，“雙基”即在此基礎(chǔ)上采用雙基黏合劑硝化纖維素(NC)和硝化甘油(NG)或者其他的硝酸酷，而當(dāng)在此基礎(chǔ)上添加一些含能添加劑 和燃料等固體填料時(shí)就可以得到改性化的雙基推進(jìn)劑(CMDB)。由于NG敏感且能量大，因此給加工處理時(shí)帶來(lái)很高的危險(xiǎn)，但是對(duì)于鈍感的硝酸酷增塑劑(如TMETN，BTTN等)則由于其存在揮發(fā)性低、加工性能良好，敏感性低和更高熱穩(wěn)定性和低遷移性等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)用其取代NG時(shí)，不僅可以明顯降低推進(jìn)劑的撞擊感度和摩擦感度，還能明顯減低其擴(kuò)展現(xiàn)象的產(chǎn)生，因而它是實(shí)現(xiàn)改性鈍感雙基推進(jìn)劑的重要途徑。但是，NC/TMETN體系燃速較低，燃燒性能極難調(diào)節(jié)，因此迫切需要開(kāi)發(fā)ー種新型的燃燒催化劑來(lái)改善該類推進(jìn)劑的燃燒性能。
燃燒催化劑是推進(jìn)劑的ー種主要的燃燒調(diào)節(jié)推進(jìn)劑，它不僅可以擴(kuò)寬推進(jìn)劑燃速范圍，還可以降低其壓カ指數(shù)，同時(shí)由于碳材料在固體推進(jìn)劑中不僅可以富集催化劑、阻滯催化劑鉛的凝聚、較強(qiáng)吸附カ和助催化，還可使雙基推進(jìn)劑燃燒時(shí)產(chǎn)生平臺(tái)和麥撒效應(yīng)，最為重要的是能明顯降低推進(jìn)劑壓力指數(shù)，因而常通過(guò)添加碳材料來(lái)作為燃燒速率改性劑，從而控制燃燒速率。除此之外，當(dāng)把燃燒催化劑金屬化合物加入推進(jìn)劑時(shí)可以減低推進(jìn)劑的能量。
C60是Kroto等人發(fā)現(xiàn)的ー種新物種，是碳的第三種純碳形態(tài)，是由60個(gè)碳原子組成的足球狀分子，直徑為O. 71 nm，人們稱之為“球烯”。這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)良的特性，如常溫下有高度穩(wěn)定性，高溫下(400°C以上)有良好的化學(xué)活性，研究還發(fā)現(xiàn)C6tl在含能、催化方面也存在著巨大的應(yīng)用潛力。特別是在高溫下其具有極高的反應(yīng)活性，可以以多個(gè)配位位置與有機(jī)金屬化合物形成富勒烯金屬配合物，而具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，因此將ー些金屬引入富勒烯球上形成一系列富勒烯金屬鹽時(shí)，不僅會(huì)兼有金屬鹽的性質(zhì)，而且會(huì)有比炭黑更好的燃速催化效果，從而為鈍感改性雙基推進(jìn)劑提供ー種性能優(yōu)異的燃速催化齊 。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是提供一種兼具金屬鹽和炭黑的催化性能的物質(zhì)，將其用作固體火箭推進(jìn)劑的催化劑或助劑，解決推進(jìn)劑燃速低和燃燒性能難條件等關(guān)鍵問(wèn)題。
本發(fā)明的目的之ニ，是提供上述物質(zhì)的制備方法。[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是
富勒醇金屬鹽類衍生物，該衍生物的結(jié)構(gòu)如下式
權(quán)利要求
1.富勒醇金屬鹽類衍生物，其特征在于，該衍生物的結(jié)構(gòu)如下式
2.權(quán)利要求
I所述富勒醇金屬鹽類衍生物的用途，用作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的催化劑或助劑。
3.權(quán)利要求
I所述富勒醇金屬鹽類衍生物的制備方法，其特征在干，以富勒烯C6tl、氫氧化鈉和聚こニ醇為原料，在有機(jī)溶劑中，通過(guò)親核加成反應(yīng)合成得到富勒醇衍生物，富勒醇衍生物再與金屬硝酸鹽在水溶劑中反應(yīng)制得富勒醇金屬鹽。
4.如權(quán)利要求
3所述的富勒醇金屬鹽類衍生物的制備方法，其特征在于，所述富勒烯與氫氧化鈉的摩爾比為1:10 1:500，金屬硝酸鹽與富勒醇衍生物的摩爾質(zhì)量比為1:1 100:1，溶劑質(zhì)量為反應(yīng)物質(zhì)量和的10 1000倍。
5.如權(quán)利要求
3或4所述的富勒醇金屬鹽類衍生物的制備方法，其特征在于，該方法包括步驟 首先將富勒烯C6tl溶于有機(jī)溶劑中、然后滴加到裝有氫氧化鈉和聚こニ醇的反應(yīng)器中，控溫至0°C 100で，攪拌反應(yīng)0.5 20天，反應(yīng)完畢后進(jìn)行純化處理，即先旋蒸除去溶齊U，再加水溶解，然后加入こ醇析出沉淀，離心分離，分離得到的固體用こ醇洗滌三次，真空干燥所得到的固體即為富勒醇衍生物；稱取一定量的富勒醇衍生物溶于蒸餾水中，控溫至(TC 90°C，在攪拌條件下加入金屬硝酸鹽的水溶液，攪拌反應(yīng)O. 5 48 h，有固體析出，離心分離，所得固體水洗3 4遍，干燥后所得固體即為富勒醇金屬鹽。
6.如權(quán)利要求
5所述富勒醇金屬鹽類衍生物的制備方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽是硝酸鉛、硝酸銅、硝酸鈣之ー。
7.如權(quán)利要求
5所述富勒醇金屬鹽類衍生物的制備方法，其特征在干，所述有機(jī)溶劑是苯、甲苯、ニ甲苯、氯苯、鄰ニ氯苯之一。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種富勒醇金屬鹽及其制備方法和用途。它是以富勒烯C60、氫氧化鈉和聚乙二醇為原料，通過(guò)親核加成反應(yīng)合成得到富勒醇衍生物，富勒醇衍生物再和金屬硝酸鹽反應(yīng)制得富勒醇金屬鹽，該富勒醇金屬鹽可作為一種燃燒催化劑在新型固體火箭推進(jìn)劑中獲得應(yīng)用。
文檔編號(hào)C06D5/00GKCN102862977SQ201210326920
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月6日
發(fā)明者彭汝芳, 趙鳳起, 金波, 徐司雨, 李麗, 楚士晉 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan