发明创造名称：一种含硼富燃料电点火固体推进剂及其制备方法
外观设计名称：
决定号：192959
决定日：2019-10-23
委内编号：1F267231
优先权日：
申请（专利）号：201610916764.4
申请日：2016-10-21
复审请求人：重庆大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘婷婷
合议组组长：何炜
参审员：刘静
国际分类号：C06B33/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断创造性时，首先要将权利要求的技术方案和最接近的现有技术进行对比，找出二者的区别特征，确定所述技术方案实际解决的技术问题，进而考察现有技术中是否存在将该区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决上述技术问题的启示，如果现有技术中存在这样的启示，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610916764.4，名称为“一种含硼富燃料电点火固体推进剂及其制备方法”的发明专利申请。申请人为重庆大学。本申请的申请日为2016年10月21日，公开日为2017年03月29日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年09月11日发出驳回决定，驳回了本发明专利申请，其理由是：权利要求1-3不符合专利法第22条第3款规定。驳回决定所依据的文本为2018年07月02日提交的权利要求第1-3项、申请日2016年10月21日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图 。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种含硼富燃料电点火固体推进剂，其特征在于，包括以下原料及其重量份数：
所述添加剂为羟基硅油或吐温80中的一种或两种；
所述原料中的共溶性氧化剂为乙醇胺硝酸盐、三乙醇胺硝酸盐、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种；
述硼粉颗粒粒径为100nm～1μm；
所述金属粉包括镁粉、铁粉、铍粉中的一种或几种；
将称量好的原料进行以下步骤：
1)硝酸羟胺水溶液的处理
将原料中的硝酸羟胺配置成浓度为10～18％的硝酸羟胺水溶液，并将配置好的溶液置于50～60℃条件下进行旋蒸，得到浓度大于50％的硝酸羟胺水溶液；
2)聚乙烯醇的热处理
将原料中的聚乙烯醇置于热风循环干燥箱中进行热处理；
所述热处理的温度范围为100～120℃，所述热处理的时间范围为2～6小时；
3)推进剂的制备
3.1)在室温条件下，将步骤1)中得到的浓缩后的硝酸羟胺水溶液、步骤2)中得到的热处理后的聚乙烯醇和其余原料，加入到反应器中，真空搅拌，得到搅拌均匀的药浆；
所述搅拌速率范围为100～300转/分钟；所述搅拌时间范围为0.5～2小时；
3.2)将步骤3.1)中得到的搅拌均匀的药浆在常压或真空条件下， 灌注至燃烧室或模具中，在35～50℃条件下静置4～8天后，得到固化成型的产品。
2. 根据权利要求1所述的一种含硼富燃料电点火固体推进剂，其特征在于：所述原料中的硝酸羟胺为市售的无色晶体。
3. 根据权利要求1所述的一种含硼富燃料电点火固体推进剂，其特征在于：所述原料中的聚乙烯醇其摩尔分子量为10.1万～19.5万。”
驳回决定认为，权利要求1要求保护一种含硼富燃料电点火固体推进剂，对比文件1（US2011067789A1，公开日为2011年03月24日）公开了一种可作为电点火固体推进剂的组合物，权利要求1与对比文件1相比，区别在于权利要求1限定金属染料为金属粉，并具体限定了各组分含量，硼粉颗粒粒径、添加剂种类、固体推进剂的制备方法与对比文件1不同。基于此，本发明实际解决的技术问题是如何提供更多的可用于电点火的固体推进剂。权利要求1相对于对比文件1不具备专利法第22条第3款的创造性。相应的从属权利要求2-3也不具备创造性。
申请人重庆大学（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年11月27日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：1）本申请的硼粉具体粒径、添加剂和金属粉的种类和用量的选择，导致其相对于对比文件1而言其燃速更易控、产气量更大；（2）本申请中使用的HAN为浓度为50%以上的HAN溶液，水作为溶剂，PVA作为主体粘合剂，这在成分组成中与对比文件1不同，且本申请中大部分组分均具有较好的水溶性，这就能增加混合物的混合均匀度，从而提高推进的结构致密性。由于原料组成不同，制备方法不同，必然会导致产物的结构和性质上的差异，这种差异不是显而易见的。同时提交了本申请和对比文件1方法制备的推进剂的SEM扫描照片，以证明本申请制备所得的推进剂比对比文件1的更致密均一。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月17日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年05 月29 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征为：（1）本申请权利要求1限定金属燃料为金属粉，并具体限定了各组分含量、硼粉颗粒粒径、共溶性氧化剂及添加剂种类；对比文件1未明确限定。（2）本申请权利要求1限定的固体推进剂的制备方法及具体工艺参数与对比文件1不同，本申请限定配置硝酸羟胺溶液-热处理聚乙烯醇-混合硝酸羟胺溶液和热处理后的聚乙烯醇以及其他原料，搅拌得药浆-灌注静置得到固化成型的产品；对比文件1则是硝酸羟胺、其他原料和热处理后的聚乙烯醇混合制备凝胶或溶胶凝胶产物。因此，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是提供一种组成及含量不同的固体推进剂。权利要求1相对于对比文件1结合本领域公知常识不具备专利法第22条第3款规定的创造性。相应的从属权利要求2-3也不具备创造性。
复审请求人于2019 年07 月15 日提交了意见陈述书和权利要求修改替换页（共3项）。其中权利要求1中的“共溶性氧化剂 0～20份 金属粉0～10份”修改为“共溶性氧化剂 20份 金属粉10份”。复审请求人认为：本申请方法制备的推进剂样品微观形貌致密均匀，结构中空隙很小，在结构特性上明显优于对比文件1方法制备的样品。
复审请求人新修改的权利要求1如下：
“1. 一种含硼富燃料电点火固体推进剂，其特征在于，包括以下原料及其重量份数：
所述添加剂为羟基硅油或吐温80中的一种或两种；
所述原料中的共溶性氧化剂为乙醇胺硝酸盐、三乙醇胺硝酸盐、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种；
述硼粉颗粒粒径为100nm～1μm；
所述金属粉包括镁粉、铁粉、铍粉中的一种或几种；
将称量好的原料进行以下步骤：
1)硝酸羟胺水溶液的处理
将原料中的硝酸羟胺配置成浓度为10～18％的硝酸羟胺水溶液，并将配置好的溶液置于50～60℃条件下进行旋蒸，得到浓度大于50％的硝酸羟胺水溶液；
2)聚乙烯醇的热处理
将原料中的聚乙烯醇置于热风循环干燥箱中进行热处理；
所述热处理的温度范围为100～120℃，所述热处理的时间范围为2～6小时；
3)推进剂的制备
3.1)在室温条件下，将步骤1)中得到的浓缩后的硝酸羟胺水溶液、步骤2)中得到的热处理后的聚乙烯醇和其余原料，加入到反应器中，真空搅拌，得到搅拌均匀的药浆；
所述搅拌速率范围为100～300转/分钟；所述搅拌时间范围为0.5～2小时；
3.2)将步骤3.1)中得到的搅拌均匀的药浆在常压或真空条件下， 灌注至燃烧室或模具中，在35～50℃条件下静置4～8天后，得到固化成型的产品。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在答复复审通知书时，复审请求人提交了权利要求的修改替换页（共3项），其在驳回文本的基础上，权利要求1中的“共溶性氧化剂 0～20份 金属粉0～10份”修改为“共溶性氧化剂 20份 金属粉10份”。因此，本复审请求审查决定所依据的文本是2019年07月15日提交的权利要求第1-3项、申请日2016年10月21日提交的说明书第1-8页、说明书附图第1-2页、说明书摘要以及摘要附图 。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
在判断创造性时，首先要将权利要求的技术方案和最接近的现有技术进行对比，找出二者的区别特征，确定所述技术方案实际解决的技术问题，进而考察现有技术中是否存在将该区别特征引入到所述最接近的现有技术中以解决上述技术问题的启示，如果现有技术中存在这样的启示，则该权利要求不具备创造性。
就本申请而言，权利要求1请求保护一种含硼富燃料电点火固体推进剂（详见案由部分）。
对比文件1公开了一种可作为电点火固体推进剂的组合物，组成为（重量%）：S-HAN 5，65.00±15.00；PVA，14.00±1.00；纳米硼粉，20.00±18.00；其它组分，例如聚合物交联剂，燃速催化剂，稳定剂和其他金属燃料；还包括用于防止在室温下HAN氧化剂结晶的添加剂，例如硝酸铵、硝酸联氨、烷基胺硝酸盐、其他硝酸盐、水、酒精以及经证明与HAN相容的任何其他添加剂。
制备100g组合物的过程可为：将59.90克S-HAN氧化剂和液体添加剂加入玻璃/不锈钢或铝容器。加入除了聚合物和金属化燃料的其他固体成分（6.1克），搅拌至溶解。加入金属燃料（20.0克）并在23-25℃下真空搅拌1小时。在最终步骤中，加入聚合物（14.0克）并搅拌直到在液体和凝胶状物质的情况下溶解，溶胶或凝胶化。通过热处理PVA并将混合温度调节至≤25℃来控制混合物的适用期。通常使用低剪切螺旋桨式混合器制备液体，凝胶或溶胶凝胶产物（参见对比文件1说明书第0041-0042段，0059段，摘要，表3）。
其中，对比文件1中的S-HAN 5（50-80重量份）、PVA（13-15重量份）对应于权利要求1的硝酸羟胺、聚乙烯醇；对比文件1的硼粉（2-38重量份）对应于权利要求1的硼粉，其重量份落在权利要求1相应数值范围内；对比文件1中的用于防止在室温下HAN氧化剂结晶的添加剂对应于权利要求1的共溶性氧化剂。可见本申请和对比文件1的固体推进剂均包括氧化剂、共溶性氧化剂、粘合剂和硼粉。
因此，权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征为：（1）本申请权利要求1限定金属燃料为金属粉，并具体限定了各组分含量、硼粉颗粒粒径、共溶性氧化剂及添加剂种类；对比文件1未明确限定。（2）本申请权利要求1限定的固体推进剂的制备方法及具体工艺参数与对比文件1不同，本申请限定配置硝酸羟胺溶液-热处理聚乙烯醇-混合硝酸羟胺溶液和热处理后的聚乙烯醇以及其他原料，搅拌得药浆-灌注静置得到固化成型的产品；对比文件1则是硝酸羟胺、其他原料和热处理后的聚乙烯醇混合制备凝胶或溶胶凝胶产物。
根据本申请说明书记载，轻金属如铝、硼、镁等其本身具有高的燃烧热，在燃烧时放出大量的热量，能有效提高推进剂的燃烧温度，提高推进剂的燃烧速度，从而使推进剂的比冲得到较大的提高。开发具有点火响应时间快、点火结构简单、合成工艺易于操作且绿色环保的新型电点火固体推进剂。使用本发明公开的方案制作的电点火固体推进剂，可以直接通过电源进行点火，且响应迅速；本发明中推进剂的制备过程，以氧化剂本身作为溶剂，无需添加使用其它有机溶剂，避免了对原材料的预处理，简化了操作过程；使用本发明公开的方案制作的电点火固体推进剂，本身不含氯元素，其燃烧产物不会产生氯化氢气体，不会污染环境，符合绿色环保的要求；使用本发明公开的方案制作的电点火固体推进剂，电点火无需加入其他导电材料，依靠本身的导电性即可实现电点火的特性；本发明的推进剂原料具有较好的适用性（参见本申请第0002、0009段、第0030-0034段）。实施例1-5记载了具体配方的含硼富燃料电点火固体推进剂，对比如下：
组分及性能
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
硝酸羟胺
硝酸羟胺
硝酸羟胺
硝酸羟胺
硝酸羟胺
硝酸羟胺
共溶性氧化剂
硝酸铵
硝酸铵
硝酸铵
硝酸钠
硝酸铵
硝酸钠
硝酸铵
硝酸钾
聚乙烯醇
聚乙烯醇
聚乙二醇
聚乙烯醇
聚乙烯醇
聚乙烯醇
硼粉
硼粉
硼粉
硼粉
硼粉
硼粉
金属粉
铝粉
镁粉
镁粉
铝粉
铝粉
添加剂
添加剂
添加剂
添加剂
添加剂
添加剂
对比文件1公开了“该改进配方在环境压力下显示出持续燃烧，这种推进剂配方被称为HPPA，是新一代高性能电点火固体推进剂中的第二种。下表1中所描述了第一个示例性组成，证明改进后的火焰不敏感、电点火和环境压力可持续性。上述推进剂燃烧迅速，不产生废气，无烟”（参见对比文件1第0038、0039段）。
结合实施例记载可知，本申请中共溶性氧化剂、金属粉的添加量可为O，本申请包括硝酸羟胺、共溶性氧化剂、聚乙烯醇、硼粉及添加剂的固体推进剂具有点火电压低、燃烧迅速、燃烧稳定的性能。对比文件1中包括硝酸羟胺、共溶性氧化剂、聚乙烯醇、铝粉的固体推进剂同样具有点火电压低、燃烧迅速、燃烧稳定的性能。且本申请与对比文件1使用的氧化剂相同，且原料均不含氯元素，制备过程也是原料混合后为具有一定流变性的药浆，因此，本发明和对比文件1也均具有本申请所强调的简化操作过程、绿色环保并具有较好的适用性的技术效果，对比文件1电点火也未加入其他导电材料。综上，本申请相对于对比文件1并未具备何种不同的技术效果。
因此，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是提供一种组成及含量不同的固体推进剂。
对于区别特征（1），对比文件1公开了可以加入其它组分，例如聚合物交联剂，燃烧催化剂，稳定剂和其它金属燃料；也公开了金属组成可以为铝、铝涂覆锆、钛以及包含铝粉的燃料组合物（参见对比文件1说明书第0042、0047段，表1）；且本领域公知，为了提高推进剂的能量水平，可以在推进剂配方中加入燃烧时能释放高能量的物质，以提高燃烧温度而获得高的比冲量和特征速度，适合作为高能燃烧剂的物质有轻金属和它们的氢化物。目前广泛使用的轻金属是铝粉，在某些特殊配方中还可以使用硼和镁粉（可参见公知常识证据1：《北京理工大学教育基金会.教授文库 固体推进剂化学与技术》，谭惠民，北京理工大学出版社，第15-16页，2015年09月），因此在对比文件1公开了可加入其他金属燃料的基础上，本领域技术人员容易想到加入金属粉并选用镁粉或铝粉，且权利要求1限定的其他金属粉也是本领域常规选择。对比文件1公开了共溶性氧化剂可为硝酸铵或其他硝酸盐，而权利要求1限定的其他共溶性氧化物均是本领域常用的硝酸盐和氧化剂。权利要求1限定的吐温80、羟基硅油等添加剂均为本领域常用添加剂。且本领域公知，固体推进剂中各组分的用量对燃速、点火性能、响应时间等应用性能会产生影响，本领域技术人员可以根据所需制备固体推进剂的性能对各组分的含量进行选择和/或调整，本申请说明书也没有记载任何实验证据表明共溶性氧化剂、金属粉和添加剂组成和含量的选择使得本申请的固体推进剂与对比文件1相比给技术方案本身带来了任何预料不到的技术效果。
对于区别特征（2），硝酸羟胺晶体不稳定，但是水溶液较稳定，实际应用中通常是配置一定量的硝酸羟胺水溶液使用；工业生产的PVA中会有部分水等杂质，为了降低PVA中杂质对推进剂的影响，选择在一定的温度范围内（例如100-120℃）下处理一定时间（例如2-6小时）对本领域技术人员来说并不需要付出创造性的劳动，为了制备得到固体推进剂以及保证生产的安全性，将各组分依次加入到反应器中，并控制搅拌速率、搅拌时间、静置温度和时间以获得固体推进剂为本领域的常规技术手段（可参见公知常识证据2：《推进剂与烟火》，谢兴华等，中国科学技术大学出版社，第308-310页，2012年3月），本领域技术人员可以根据所用原料的组成及性能对硝酸羟胺的具体浓度及具体过程、搅拌速率、搅拌时间、静置温度和时间等工艺参数进行选择和/或调整，而且也没有证据表明上述选择和/或调整给技术方案本身带来了任何预料不到的技术效果。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得出该权利要求的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的。因此权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求2-3对权利要求1的硝酸羟胺以及聚乙烯醇作了进一步限定，权利要求2所限定的使用市售的硝酸羟胺是本领域常规选择；对比文件1公开了固体形态要求所用PVA的分子量为146000-186000（落入权利要求3聚乙烯醇摩尔分子量数值范围内）（参见对比文件1说明书第0046段）。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性时，从属权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人在提出复审请求及答复复审通知书时的主张，合议组认为：（1）首先，本申请说明书仅记载了笼统的技术效果，并未记载共溶性氧化剂、金属粉和添加剂的种类及含量选择对推进剂性能的影响，也未提供任何实验数据表明制备方法的调整、硼粉颗粒大小、共溶氧化剂、金属粉、添加剂的含量及组成对推进剂性能的影响，因此，对共溶性氧化剂、金属粉的重量份数的调整仅是本领域技术人员可以根据所需制备固体推进剂的性能进行常规选择的。其次，硼粉的粒度选择是本领域常规技术手段，且权利要求1限定的硼粉粒径更是常规粒径。（2）首先，在原料类似且制备方法均为基于混合制备时，为了制备得到固体形态的推进剂，对制备过程中的加入顺序及具体参数进行调整对本领域技术人员来说无需付出创造性劳动；其次，HAN基推进剂是本领域常用的推进剂，且基于硝酸羟胺本身的特性，其一般以水溶液形式存在；本申请说明书中并未记载且复审请求人也未提供证据证明HAN水溶液使用浓度对于本申请要解决的技术问题产生实质影响；再者，申请人提供的扫描图未记载在原申请文件中，且本申请原申请文件也未提及其制备方法形成的固体推进剂致密均一的技术效果；同时根据申请人提供的微观图，本领域技术人员也难以看出复审请求人所声称的微观结构的差异。综上，复审请求人的主张不能成立。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年09 月11 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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