本發(fā)明涉及特種燃料產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其是涉及一種低溫度氣體發(fā)生劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
過氧化氫具有高密度比沖(高能量)、綠色環(huán)保、常溫可貯存、操作安全方便、可單組元分解和可自燃等優(yōu)點(diǎn)，它在航空航天、國防等工業(yè)領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用。過氧化氫作為液體推進(jìn)劑具有以下幾個顯著的優(yōu)良特性：(1)密度及密度比沖高；(2)既可作為雙組元推進(jìn)劑的氧化劑，又可以作為單組元推進(jìn)劑。過氧化氫作為特種燃料推還有許多優(yōu)點(diǎn)，如地面可貯存、蒸汽壓低等，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是無毒無污染，有利于保障飛行器操作人員生命安全，便于操作和使用，為航天器等重復(fù)使用中清洗、維護(hù)創(chuàng)造了有利條件，減少了運(yùn)行費(fèi)用，縮短了再次使用維修所需時間，可以達(dá)到快速重復(fù)使用的目的，目前各國都在深入開展過氧化氫、過氧化氫發(fā)動機(jī)的研究。
由于高濃度過氧化氫的能量密度大和活性高的特點(diǎn)，在遇到雜質(zhì)或處理不當(dāng)時可能發(fā)生爆炸，在國內(nèi)外曾發(fā)生過多次過氧化氫引起的安全事故，除了大型的能夠嚴(yán)厲監(jiān)管的、構(gòu)能夠付出高昂成本的航空航天專業(yè)機(jī)外，能量密度大和活性高的高濃度過氧化氫并不適合機(jī)器人、康復(fù)醫(yī)療設(shè)備、游戲設(shè)備、氣體發(fā)生裝置、能量發(fā)生裝置等靠近人員的一般應(yīng)用場合，對該場合的成功應(yīng)用先決條件是必須攻克過氧化氫分解產(chǎn)生高溫帶來的安全隱患問題，如90％過氧化氫分解溫度為850℃，85％過氧化氫分解溫度為630℃，容易造成人員傷害、熱輻射影響和材料耐受性的劣勢限制了廣泛應(yīng)用，采取保溫措施將增加系統(tǒng)重量和復(fù)雜性，使其優(yōu)勢無法得到體現(xiàn)，直接加水等液體降溫又將帶來點(diǎn)火困難等問題，因此以過氧化氫為基質(zhì)添加二氧化碳的低溫度氣體發(fā)生劑及其制備方法具有現(xiàn)實(shí)意義和其先進(jìn)性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種低溫度氣體發(fā)生劑及其制備方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種低溫度氣體發(fā)生劑，包括以下組份及重量百分比含量：
a.過氧化氫25～90％；
b.水3～40％；
c.二氧化碳5～50％。
所述的低溫度氣體發(fā)生劑分解溫度比現(xiàn)有技術(shù)下降50℃～200℃。
所述的低溫度氣體發(fā)生劑的制備方法為：按配比往過氧化氫中加入水，再加入二氧化碳進(jìn)行增壓，二氧化碳與水生成碳酸，使ph值降低，冷卻降溫，攪拌均勻即得到目的產(chǎn)物，制備時溫度為-30～30℃，壓力為1～10mpa。混合物進(jìn)行攪拌，攪拌的轉(zhuǎn)速為10～8000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60～200分鐘。
本發(fā)明通過在過氧化氫水溶液中通入二氧化碳進(jìn)行增壓，在高壓體系中，二氧化碳與水生成碳酸，ph值降低。本發(fā)明通過控制過氧化氫、水以及二氧化碳的比例，達(dá)到吸熱與放熱的均衡，過氧化氫在催化劑或點(diǎn)火的作用下分解為氧氣和水，二氧化碳可以吸收過氧化氫分解時產(chǎn)生的熱量，降低溫度；此外該氣體發(fā)生劑還具有低溫適應(yīng)性好、腐蝕性小、燃?xì)鉂崈舨唤Y(jié)垢不積碳、生產(chǎn)過程無危險性廢液生成等優(yōu)點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明采用了合理的二氧化碳配比，該產(chǎn)品的分解(燃燒)溫度比單一的過氧化氫水溶液的分解溫度降低50～200℃，在同等條件下大幅度降低了一般應(yīng)用場合過氧化氫分解產(chǎn)生高溫帶來的人員傷害和熱輻射影響等安全隱患，提高了材料的耐受性。由于降低了ph值，在同樣條件下穩(wěn)定度提高0.5％以上，有利于保質(zhì)期的延長。同時降低了保溫措施要求，沒有采用添加水等液體降溫，沒有增加點(diǎn)火難度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但絕不是對本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，7.9wt％的水、85wt％的過氧化氫，增壓加入7.1wt％的二氧化碳，混合時溫度為-20℃，壓力為1mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60分鐘。
實(shí)施例2
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，10wt％的水、85wt％的過氧化氫，增壓加入5wt％的二氧化碳，混合時溫度為10℃，壓力為3mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60分鐘。
實(shí)施例3
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，10wt％的水、85wt％的過氧化氫，增壓加入5wt％的二氧化碳，混合時溫度為5℃，壓力為4mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為80分鐘。
實(shí)施例4
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，3wt％的水、90wt％的過氧化氫，增壓加入7wt％的二氧化碳，混合時溫度為-30℃，壓力為10mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為90分鐘。
實(shí)施例5
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，40wt％的水、50wt％的過氧化氫，增壓加入10wt％的二氧化碳，混合時溫度為30℃，壓力為6mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60分鐘。
實(shí)施例6
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，25wt％的水、25wt％的過氧化氫，增壓加入50wt％的二氧化碳，混合時溫度為-20℃，壓力為4mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60分鐘。
實(shí)施例7
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，25wt％的水、50wt％的過氧化氫，增壓加入25wt％的二氧化碳，混合時溫度為10℃，壓力為10mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為60分鐘。
對實(shí)施例1～7的穩(wěn)定度及產(chǎn)氣溫度進(jìn)行檢測得知：該產(chǎn)品的穩(wěn)定度提高0.1～0.5％不等，分解(燃燒)溫度比單一的過氧化氫水溶液的分解溫度降低50～200℃不等，適用于低能量易使用要求的場合、包含雙組元和單組元燃料的優(yōu)勢，可以在一般應(yīng)用場合正常使用，也可以應(yīng)用于大型的航空航天專業(yè)機(jī)構(gòu)。
實(shí)施例8
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，25wt％的水、25wt％的過氧化氫，增壓加入50wt％的二氧化碳，混合時溫度為-25℃，壓力為1mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為200分鐘。
實(shí)施例9
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，10wt％的水、70wt％的過氧化氫，增壓加入20wt％的二氧化碳，混合時溫度為-20℃，壓力為2mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為100分鐘。
實(shí)施例10
一種低溫度氣體發(fā)生劑，由過氧化氫、水以及二氧化碳組成，10wt％的水、80wt％的過氧化氫，增壓加入10wt％的二氧化碳，混合時溫度為0℃，壓力為5mpa，攪拌的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為100分鐘。