專利名稱：一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與過氧化氫自燃的無毒混合燃料(NHMF)技木。
背景技術(shù)：
與過氧化氫自燃的混合燃料早在1944年問世，是由氰銅酸鉀、水合肼、甲醇等三組分混合而成，用于納粹德國Mel63截擊機的Walterl09-509火箭發(fā)動機。該燃料毒性大和比沖低，未進ー步應用和發(fā)展。美國海軍空戰(zhàn)中心(NAWC)在1997年研制了國外最早的ー種無毒自燃混合燃料(NHMF)，是由醋酸錳四水合物、甲醇等ニ組分混合而成的BlockO燃料。該燃料與96.5% -98. 3%過氧化氫自燃的平均點火延遲期為15. 54ms-16. 73ms，主要問題是易老化 變質(zhì)和比沖低。1997年后，美國、中國和俄羅斯的一些科研単位都進ー步研究此類燃料，仍以美國海軍空戰(zhàn)中心(NAWC)的研究最好，從550種燃料中篩選出來的一種醚類燃料和三種胺類燃料都有好的綜合性能，與96% -98%過氧化氫自燃的點火延遲期縮短到4ms-13ms。但是，這四種燃料的配方未公開。

發(fā)明內(nèi)容
針對與過氧化氫自燃的無毒混合燃料(NHMF)現(xiàn)有技術(shù)中有配方的易老化變質(zhì)、比沖低和點火延遲期偏長，沒有這些問題的卻未公開配方，且配對與96% -98%過氧化氫自燃，本發(fā)明給出沒有這些問題的ー種與70% -98%過氧化氫自燃的四組分系燃料。本發(fā)明的與70% -98%過氧化氫自燃的四組分系燃料有主催化劑、副催化劑、溶齊U、燃燒劑等四組分，其中主催化劑和副催化劑是必不可少的組分，而溶劑和燃燒劑是可以減去的組分。減去燃燒劑成三組分燃料。溶劑和燃燒劑都減去成ニ組分燃料。主催化劑是催化過氧化氫并快速著火的含金屬元素化合物，大多呈固態(tài)，毒性較小，市場有現(xiàn)貨供應或可以定制，價格不貴和比沖不低。副催化劑是催化過氧化氫但不著火的一種有機化合物，呈液態(tài)，毒性小，市場有現(xiàn)貨供應，價格不貴和比沖較高。副催化劑能溶解主催化劑并生成一種對過氧化氫有特強催化能力的絡(luò)合物。溶劑是溶解主催化劑較多的一種有機化合物，呈液態(tài)，無毒性，市場有現(xiàn)貨供應，價格低，比沖比甲醇的高。燃燒劑是不溶解主催化劑的ー種非極性有機化合物，呈液態(tài)，無毒性，市場有現(xiàn)貨供應，價格低，比沖高。燃燒劑一旦被點燃，能快速釋放很多熱量，加速點火過程的完成，實際上會縮短點火延遲期。主催化劑、副催化劑、溶剤、燃燒劑等四組分彼此不產(chǎn)生任何化學反應，可保證由它們混合而成的液體燃料18個月或更長時間不出現(xiàn)老化變質(zhì)的沉淀物。本發(fā)明的與70% -98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，主催化劑的含量越多，一般而言點火延遲期越短，但越容易出現(xiàn)沉淀物。即便在溶解飽和點之下，在長期貯存過程中由于溶劑等組分的揮發(fā)，也會到達飽和點和開始出現(xiàn)沉淀物。因此，主催化劑的實際含量要比溶解飽和點含量小，留有余量。余量大對應著更長的保質(zhì)期。本發(fā)明的這種四組分系燃料，能與液態(tài)含雜質(zhì)少的90% -98%過氧化氫自燃，但與含雜質(zhì)少的70% -89%過氧化氫自燃，則需用催化床將70% -89%過氧化氫部分分解成溫度較高的氣液兩相流。過氧化氫的濃度越低，分解率要越高。本發(fā)明的與70% 98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，具有實際無毒、不易老化變質(zhì)(保質(zhì)期至少18個月)、比沖較高(接近用純煤油的比沖)、點火延遲期短(能達4ms-10ms)等優(yōu)點及與較大濃度范圍過氧化氫自燃的效果，可用作無毒、自燃和可貯存的新型液體火箭燃料、點火劑及燃料/空氣炸藥的燃料。另外，本發(fā)明的這種四組分系燃料還可以轉(zhuǎn)化成果減去主催化劑和溶劑，只保留 副催化劑和燃燒劑，成為ー種以改善穩(wěn)態(tài)燃燒性能為目的特殊的ニ組分燃料，可用作98 %過氧化氫三流體燃燒室或其它燃燒室的燃料。
具體實施例方式ー種與70% -98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，它包括主催化劑、副催化劑、溶劑和燃燒劑。主催化劑是三種含鈷化合物之一，副催化劑是烷基取代醇胺類化合物，溶劑是醇類化合物，燃燒劑是煤油，四組分均勻混合成不飽和溶液，是ー種新型無毒自燃混合燃料(NHMF) ο主催化劑用こ酸鈷四水合物C4H14O8Co、異辛酸鈷C16H3tlO4Co或こ酰丙酮鈷C10H14O4Co,質(zhì)量含量為 5% -10%。副催化劑用ニ甲基こ醇胺C4H11ON,ニこ基こ醇胺C6H15ON,ニ丙基こ醇胺C8H19ON或ニ丁基こ醇胺CltlH23ON,質(zhì)量含量為20% -93%。溶劑用こ醇C2H60、丙醇C3H8O或丁醇C4HltlO,質(zhì)量含量為0-70%。燃燒劑用2號航空煤油或3號航空煤油，質(zhì)量含量為0-40%。主催化劑實際質(zhì)量含量比溶解飽和點的主催化劑質(zhì)量含量少O. 3% -I. 3%。必須配套使用符合專用標準的高純度70% -98%過氧化氫。當與70% -89%過氧化氫自燃時，必須先用銀網(wǎng)催化床或其它催化床對70% -89%過氧化氫進行部分分解，分解率為10% -70%。只保留副催化劑和燃燒劑，轉(zhuǎn)化成為ー種用來改善98%過氧化氫三流體燃燒室或其它燃燒室穩(wěn)態(tài)燃燒性能的特殊ニ組分燃料。
權(quán)利要求
1.一種與70% -98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，它包括主催化劑、副催化劑、溶劑和燃燒劑，其特征在于主催化劑是三種含鈷化合物之一，副催化劑是烷基取代醇胺類化合物，溶劑是醇類化合物，燃燒劑是煤油，四組分均勻混合成不飽和溶液，是一種新型無毒自燃混合燃料(NHMF)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于主催化劑用乙酸鈷四水合物C4H14O8Cck異辛酸鈷C16H3tlO4Co或乙酰丙酮鈷CltlH14O4Co,質(zhì)量含量為5% -10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于副催化劑用二甲基乙醇胺C4Hn0N、二乙基乙醇胺C6H150N、二丙基乙醇胺C8H19ON或二丁基乙醇胺CltlH23ON,質(zhì)量含量為20% -93%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于溶劑用乙醇C2H60、丙醇C3H8O或丁醇C4HltlO,質(zhì)量含量為0-70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于燃燒劑用2號航空煤油或3號航空煤油，質(zhì)量含量為0-40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于主催化劑實際質(zhì)量含量比溶解飽和點的主催化劑質(zhì)量含量少O. 3% -I. 3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于必須配套使用符合專用標準的高純度70% -98%過氧化氫。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于當與70% -89%過氧化氫自燃時，必須先用銀網(wǎng)催化床或其它催化床對70% -89%過氧化氫進行部分分解，分解率為10% -70%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種與70%-98%過氧化氫自燃的四組分系燃料，其特征在于只保留副催化劑和燃燒劑，轉(zhuǎn)化成為一種用來改善98%過氧化氫三流體燃燒室或其它燃燒室穩(wěn)態(tài)燃燒性能的特殊二組分燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種與70％-98％過氧化氫自燃的四組分系燃料，是新型的無毒自燃混合燃料(NHMF)。針對現(xiàn)有技術(shù)中有配方的存在一些問題，而沒問題的又未公開配方，本發(fā)明的新燃料是以乙酸鈷四水合物、異辛酸鈷或乙酰丙酮鈷為主催化劑，以二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丙基乙醇胺、二丁基乙醇胺等烷基取代醇胺類化合物為副催化劑，以乙醇、丙醇或丁醇為溶劑，以航空煤油為燃燒劑，四組分均勻混合成不飽和溶液。具有實際無毒、不易老化變質(zhì)、比沖較高、點火延遲期短等優(yōu)點及與較大濃度范圍過氧化氫自燃的效果。主要用作無毒、自燃和可貯存的新型液體火箭燃料、點火劑及燃料/空氣炸藥的燃料。
文檔編號C10L1/182GK102863994SQ20121038500
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者葛明龍 申請人:葛明龍