DE2758814A1 - PROCESS FOR BINDING A SOLID PROPELLER BONDED WITH POLYURETHANE BASED ON POLYBUTADIENE WITH HYDROXYLEND GROUPS TO A ROCKET ENGINE HOUSING AND A BINDING AGENT FOR IT - Google Patents

PROCESS FOR BINDING A SOLID PROPELLER BONDED WITH POLYURETHANE BASED ON POLYBUTADIENE WITH HYDROXYLEND GROUPS TO A ROCKET ENGINE HOUSING AND A BINDING AGENT FOR IT

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DE2758814A1
DE2758814A1 DE19772758814 DE2758814A DE2758814A1 DE 2758814 A1 DE2758814 A1 DE 2758814A1 DE 19772758814 DE19772758814 DE 19772758814 DE 2758814 A DE2758814 A DE 2758814A DE 2758814 A1 DE2758814 A1 DE 2758814A1
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Description

Im allgemeinen besitzen gehäusegebundene feste Treibmittelkörner größere Festigkeit wegen der zusätzlichen Unterstützung, die sie durch ihr Anhaften an dem Raketentriebwerkgehäuse, in welchem sie enthalten sind, bekommen. Um die maximale Festigkeit zu gewährleisten und eine Abtrennung der Treibmittelkörner von den Motorwänden zu verhindern, was Hohlräume verursachen und deswegen die Ursache für ungleichmäßiges Verbrennen erzeugen würde, ist es erwünscht, daß die Treibmittolkörner gleichmäßig und fest an dem Triebwerkgehäuse gebunden worden.In general, cased solid propellant grains have greater strength because of the added support which they get by adhering to the rocket engine casing in which they are contained. To the maximum strength to ensure and to prevent a separation of the propellant grains from the engine walls, which cause cavities and therefore would produce the cause of uneven burning, it is desirable that the propellant grains be uniform and tied tightly to the engine casing.

Dies erfolgt gewöhnlich durch sehr sorgfältige Reinigung und Krustenentfernung auf der Innenfläche des Metalltriebwerkgohäuses, wonach man die Oberflächen der Innense?itu mit einer Auskleidung beschichtet, normalerweise mit dom für dns Treibini t.telkorn verwi-ndet.cn Bindemi tte] , und .sodann Hin Ti ei bmi I tclkörnor an der Stelle gießt und härtet. Die Auskleidung dion* als Bindeitittel zwischen dem (lehäusr: und dom Troi bi.ii I I c U;ni >i, ,ils ein Inhibitor, der ein Abbrennen dor Aufknii lärln? don Ιοί mos verhindert und als IsolJ'crnii f-tel , wolrhei; «las (Ii li'iu:;o ί<ί··ιι dio Hit/.« und die Verbrcnnuiujsgase schützt., wenn die Vei broi-nvui'i bis zu dem J'uiiki vorcuvjoschritten ist, an wolclier sonst. <!·>:■ ('.rhäiiHo dorThis is usually done by very careful cleaning and crust removal on the inner surface of the metal engine case, after which the surfaces of the inner surface are coated with a lining, usually used with a binding agent for the propellant, and then back Ti ei bmi I tcl grain pours on the spot and hardens. The lining dion * as a binding agent between the (lehäusr: and dom Troi bi.ii II c U; ni> i,, ils an inhibitor that prevents burning off dor Aufknii lärln? Don Ιοί mos and as IsolJ'crnii f-tel, wolrhei; «read (Ii li'iu:; o ί <ί ·· ιι dio hit /.« and protects the combustion gases. if the Vei broi-nvui'i has advanced to the J'uiiki, to wolclier otherwise. <! ·>: ■ ('.rhäiiHo dor

Hitze und den Vorbri:nnun«}sqaf;on aumjesetzi wüidi?.Heat and the preparation: nnun «} sqaf; on aumjesetzi wüidi ?.

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Die Erfindung betrifft nun Gehäuseauskleidungen, die Aziridinverbindungen enthalten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung. Die Auskleidungen werden aus Polyurethanbindemitteln auf Polybutadienbasis mit Hydroxylendgruppen gewonnen.The invention now relates to housing linings, the aziridine compounds contain, process for their preparation and their use. The linings are made from polyurethane binders obtained on the basis of polybutadiene with hydroxyl end groups.

Die US-PS 3 974 131 betrifft die Verwendung verschiedener acrylierter Aziridinylmonomerer und -polymerer und ihre Verwendung als Haftförderer in Vinylmassen. Die für die Verwendung nach der Erfindung ins Auge gefaßten Verbindungen dienen der Verwendung zur Verbesserung der Haftfähigkeit von Polyurethanen.U.S. Patent 3,974,131 relates to the use of various acrylated ones Aziridinyl monomers and polymers and their use as adhesion promoters in vinyl compositions. The for use after Compounds contemplated by the invention are used to improve the adhesiveness of polyurethanes.

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die ein flüssiges Polybutadien mit Hydroxylendgruppen und ein Aziridin umfaßt.The invention relates to a composition comprising a liquid hydroxyl-terminated polybutadiene and an aziridine.

Die wichtigen Ausführungsformen der Zusammensetzung nach der Erfindung besitzen die ihnen eigene Verwendungseigenschaft, daß sie mit Diisocyanathärtungsmitteln härtbar sind und Feststoffe ergeben, die für die Verwendung als Gehäuseauskleidungen in gehäusegebundenen festen Treibstoffraketentriebwerken geeignet sind.The important embodiments of the composition according to the invention have their own use property that they are curable with diisocyanate curing agents and yield solids suitable for use as casing liners in cased solid propellant rocket engines suitable are.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen dieser Zusammensetzungen nach der Erfindung sind jene, worin das Aziridin aus folgenden Verbindungen ausgewählt wird: Trimesoyl-1-(2-äthylaziridin), Bisisophthaloyl-1-(2-methyl)-aziridin, Bisisosebacoyl-1-(2-äthyl)-aziridin, Bisisosebacoyl-1-aziridin, Tri-/J-(2-methyl)-aziridinyl?-phosphinoxid, Bis-/T-(2-methyl)-aziridinylZ-äthylsulfon oder polyfunktionelle Aziridine PFAZ 300 oder PFAZ 301 (Handelsbezeichnungen der Ionac Chemical Company, Birmingham, New Jersey).Particularly preferred embodiments of these compositions according to the invention are those in which the aziridine is selected from the following compounds: trimesoyl-1- (2-ethylaziridine), bisisophthaloyl-1- (2-methyl) aziridine, bisisosebacoyl-1- (2-ethyl ) -aziridine, bisisosebacoyl-1-aziridine, tri- / J- (2-methyl) -aziridinyl? -phosphine oxide, bis- / T- (2-methyl) -aziridinylZ-ethylsulfone or polyfunctional aziridines PFAZ 300 or PFAZ 301 (trade names Ionac Chemical Company, Birmingham, New Jersey).

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Gehäusebindung einer festen Treibmittelkörnung, die mit einem Polyurethan aufThe invention also relates to a method for binding the housing of a solid propellant granule, which is coated with a polyurethane

809828/0729809828/0729

Polybutadienbasis mit Hydroxylendgruppen gebunden 1st, an ein Raketentriebwerkgehäuse, und dieses Verfahren besteht darin, daß manPolybutadiene base with hydroxyl end groups is bound to a Rocket engine casing, and this method consists in that one

a) ein Raketentriebwerkgehäuse, an welches die Treibmittelkörner gebunden werden sollen, mit einer gehärteten Auskleidung beschichtet, welche ein Aziridin und ein mit einem Polyisocyanathärtungsmittel gehärtetes Polybutadien mit Hydroxylendgruppen umfaßt,a) a rocket engine housing, to which the propellant grains are to be bound, with a hardened lining coated which comprises an aziridine and a polybutadiene cured with a polyisocyanate curing agent and having hydroxyl end groups,

b) die Treibmittelkörnung auf der Basis von Polybutadien mit Hydroxylendgruppen in einer ungehärteten Form in die erwünschte Gestalt in das ausgekleidete Raketentriebwerk gießt undb) the propellant grain based on polybutadiene with Pouring hydroxyl end groups into the lined rocket engine in an uncured form in the desired shape and

c) das Treibmittelkorn härtet.c) the propellant grain hardens.

Auch liefert die Erfindung ein verbessertes Raketentriebwerk mit gehäusegebundenem festem Treibmittel, das ein mit Polyurethan auf Polybutadienbasis mit Hydroxylendgruppen gebundenes Treibmittelkorn enthält, wobei die Verbesserung darin besteht, daß in die Gehäuseauskleidung des Raketentriebwerkes ein Aziridin eingearbeitet wird.The invention also provides an improved cage-bound solid propellant rocket engine which includes a hydroxyl-terminated polybutadiene-based polyurethane Contains propellant grain, the improvement being that an aziridine is incorporated into the casing of the rocket engine.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform derselben erläutert, nämlich an Hand einer Raketentriebwerkgehäuseauskleidung, die das Polyurethanbindemittel auf Polybutadienbasis mit Hydroxylendgruppen mit der Handelsbezeichnung R-45 M und als Aziridin Trimesoyl-1-(2-äthyl)-aziridin umfaßt.The invention will now be explained with reference to a specific embodiment of the same, namely by means of a rocket engine casing liner which has the polyurethane binder Polybutadiene base with hydroxyl end groups with the trade name R-45 M and as aziridine includes trimesoyl-1- (2-ethyl) aziridine.

Das Polybutadienpolymer mit Hydroxylendgruppen und der Bezeichnung R-45 M wird von der Arco Chemical Company vertrieben und seine Struktur kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:The hydroxyl-terminated polybutadiene polymer designated R-45 M is sold by Arco Chemical Company and its structure can be represented by the following formula:

809828/0729809828/0729

no-no-

.CH=CII,.CH = CII,

(CH9 (CH 9

CII-CH2 CII-CH 2

-OH 55-OH 55

Das R-45 M wird mit dem Trimesoyl-1-(2-äthyl)-aziridin, einem herkömmlichen Diisocyanathärtungsmittel, bequemerweise DDI, einem flüssigen aliphatischen C^-Diisocyanat der General Mills und gegebenenfalls einem oder mehreren Füllstoffen, wie Ruß, vermischt. Das Gemisch wird im Vakuum entgast und als Auskleidung in ein vorher von Ablagerungen befreites und entfettetes Stahlraketentriebwerkgehäuse gegossen und bei erhöhter Temperatur von etwa 63 bis etwa 93° C (etwa 145 bis 200° F) gehärtet. Nach der Härtung oder Teilhärtung kann ein Treibmittelkorn auf der Basis von Polybutadien mit Hydroxylendgruppen, wie beispielsweise ein Treibmittel, das aus R-45 M als Bindemittel im Bereich von 8 1/2 bis etwa 24 Gewichts-% besteht und herkömmliche Mischungsbestandteile, wie Dioctyladipat als Weichmacher, ein Polyisocyanathärtungsmittel, wie Isophorondiisocyanat oder das oben erwähnte DDI bis zu etwa 2 Gewichts-%, ein Oxidationsmittel, wie Ammoniumperchlorat, bis zu 75 bis 90 Gewichts-%, gegebenenfalls einen Anteil metallischen Treibstoffes, wie AIuminiummetall, und andere herkömmliche Verbrennungsstabilisatoren, Flammenkühlmittel und dergleichen enthält, an seiner Stelle in dem ausgekleideten Triebwerk in herkömmlicher Weise gegossen und gehärtet werden.The R-45 M is mixed with the trimesoyl-1- (2-ethyl) aziridine, a conventional diisocyanate curing agent, conveniently DDI, a liquid C 1-4 aliphatic diisocyanate from General Mills, and optionally one or more fillers such as carbon black. The mixture is vacuum degassed and poured as a liner into a previously descaled and degreased steel rocket engine casing and cured at an elevated temperature of about 63 to about 93 ° C (about 145 to 200 ° F). After curing or partial curing, a propellant grain based on polybutadiene with hydroxyl end groups, such as a propellant consisting of R-45 M as a binder in the range from 8 1/2 to about 24% by weight and conventional mixture components such as dioctyl adipate as Plasticizers, a polyisocyanate curing agent such as isophorone diisocyanate or the above-mentioned DDI up to about 2% by weight, an oxidizing agent such as ammonium perchlorate, up to 75 to 90% by weight, optionally a proportion of metallic fuel, such as aluminum metal, and other conventional combustion stabilizers, flame coolants and the like, are cast and hardened in place in the lined engine in a conventional manner.

Außer dem hier speziell erläuterten Bindemittel R-45 M kann der Fachmann natürlich irgendein flüssiges Polybutadienpolymer mit Hydroxylendgruppen verwenden, das aur Bindung von Treibmittel-In addition to the binder R-45 M specifically explained here, the Of course, those skilled in the art can use any liquid polybutadiene polymer with hydroxyl end groups that is capable of binding propellant

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körnung als brauchbar bekannt ist. Beispiele dieser Polymere sind jene unter den Handelsbezeichnungen R-45 HT, R-15 M, CS-15 der Firma Arco Chemical Company sowie Butareζ HTS der Firma Phillips Petroleum Company. In ähnlicher Weise ist für den Fachmann ersichtlich, daß außer dem hier erläuterten DDI irgendein Polyisocyanat für die Härtung des Bindemittels verwendet werden kann. Beispiele anderer geeigneter Polyisocyanate sind etwa Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanate polymere PAPI-Diisocyanate der Upjohn Company und Desmodure N-100, ein Polyisocyanat der IG Farben Industrie sowie Isocyanate, wie 1-Methoxyphenyl-2,4-diisocyanat, 2-Methyl-4-methoxyphenyl-2-diisocyanat, 1-Äthoxypheny1-2,4-diisocyanat, 1,3-Dimethoxyphenyl-4,6-diisocyanat, 1,4-Dimethoxypheny1-2,5-diisocyanat, 1-Propoxyphenyl-2,4-diisocyanat, 1-Isobutoxy-2,4-diisocyanat, 1,4-Diäthoxypheny1-2,5-diisocyanat, Toluol-2,4-diisocyanat, Toluol-2,6-diisocyanat, Diphenylather-2,4-diisocyanat, Naphthalin-1,4-diisocyanat, 1,1'-Dinaphthalin-2,2'-diisocyanat, Biphenyl-2,4-diisocyanat, 3,3l-Dimethylbiphenyl-4,4l-diisocyanat, 3,3'-Dimethoxybiphenyl-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-2,2'-diisocyanat, 3,3*-Dirnethoxydiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Benzophenon-3,3'-diisocyanat, Äthylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Butylendiisocyanat, Pentylendiisocyanat, Methylbutylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Dipropyldiisocyanatäther, Heptamethylendiisocyanat, 2,2-Dlmethylpentylendiisocyanat, 3-Methoxyhexamethylendiisocyanat, Octamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylpentylendiisocyanat, 3-Butoxyhexaroethylendiisocyanat, 1^3-Dimethylbenzoldiisocyanat, 1,4-Di-grain is known to be useful. Examples of these polymers are those under the trade names R-45 HT, R-15 M, CS-15 from Arco Chemical Company and Butare® HTS from Phillips Petroleum Company. Similarly, it will be apparent to those skilled in the art that any polyisocyanate other than the DDI discussed herein can be used to cure the binder. Examples of other suitable polyisocyanates are, for example, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, polymeric PAPI diisocyanates from the Upjohn Company and Desmodure N-100, a polyisocyanate from IG Farben, and isocyanates such as 1-methoxyphenyl-2,4-diisocyanate, 2-methyl-4-methoxyphenyl- 2-diisocyanate, 1-ethoxyphenyl-2,4-diisocyanate, 1,3-dimethoxyphenyl-4,6-diisocyanate, 1,4-dimethoxyphenyl-2,5-diisocyanate, 1-propoxyphenyl-2,4-diisocyanate, 1- Isobutoxy-2,4-diisocyanate, 1,4-diethoxypheny1-2,5-diisocyanate, toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, diphenylether-2,4-diisocyanate, naphthalene-1,4- diisocyanate, 1,1'-dinaphthalene-2,2'-diisocyanate, biphenyl-2,4-diisocyanate, 3.3 l -dimethylbiphenyl-4,4 l -diisocyanate, 3,3'-dimethoxybiphenyl-4,4'- diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,2'-diisocyanate, 3,3 * -dirnethoxydiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, benzophenone-3,3'- diisocyanate, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, butylene diisocyanate, Pentylene diisocyanate, methylbutylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, dipropyl diisocyanate ether, heptamethylene diisocyanate, 2,2-dimethylpentylene diisocyanate, 3-methoxyhexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylene pentylene diisocyanate, 1,4-butoxyhexaroethylene diisocyanate, 1,4-butoxyhexaroethylene diisocyanate, 1,4-butoxybenzene-3-diisocyanate

809828/072«809828/072 «

j 27588Hj 27588H

methylbenzoldiisocyanat, 1^-Dimethylcyclohexandiisocyanat, 1,4-Dimethylcyclohexandiisocyanat, 1,4-Dimethylbenzoldiisocyanat, 1,4-Dimethylnaphthalindiisocyanat, 1,5-Dimethylnaphthalindiisocyanat, Cyclohexan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, 1-Methylcyclohexan-2,4-diisocyanat, 1-Methylcyclohexan-2,2-diisocyanat, 1-Äthylcyclohexan^^-diisocyanat, Dicyclohexylmethan-4,4·-diisocyanat, Dicyclohexylmethylmethan-4,4-diisocyanat, Dicyclohexyldimethylmethan-4,4*-diisocyanat, 2,2-Dimethyldicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, 3,3',5,5·-Tetramethyldicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Methylenbis-(cyclohexylisocyanat), Äthylidendiisocyanat, 4,4*-Diphenyldiisocyanat, Dianisidindiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, Isopropylidenbis-(phenyl- oder -cyclohexylisocyanat), 1,3-Cyclopentylendiisocyanat, 1,2-Cyclohexylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexylendiisocyanat, 4,4',4''-Triphenylmethantriisocyanat, 1,3,5-Triisocyanatbenzol, Phenyläthylendiisocyant und dergleichen.methylbenzene diisocyanate, 1 ^ -dimethylcyclohexane diisocyanate, 1,4-dimethylcyclohexane diisocyanate, 1,4-dimethylbenzene diisocyanate, 1,4-dimethylnaphthalene diisocyanate, 1,5-dimethylnaphthalene diisocyanate, Cyclohexane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, 1-methylcyclohexane-2,4-diisocyanate, 1-methylcyclohexane-2,2-diisocyanate, 1-ethylcyclohexane ^^ - diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4 diisocyanate, Dicyclohexylmethylmethane-4,4-diisocyanate, Dicyclohexyldimethylmethane-4,4'-diisocyanate, 2,2-dimethyldicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 3,3 ', 5,5 · -Tetramethyldicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), ethylidene diisocyanate, 4,4 * -diphenyl diisocyanate, Dianisidine diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, isopropylidenebis (phenyl or cyclohexyl isocyanate), 1,3-cyclopentylene diisocyanate, 1,2-cyclohexylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4 ', 4' '- triphenylmethane triisocyanate, 1,3,5-triisocyanate benzene, phenylethylene diisocyanate and the same.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß außer dem hier erläuterten Trimesoyl-1-(2-äthyl)-aziridin auch andere Aziridine zum Zwecke der Erfindung voll äquivalent sind. Beispiele dieser sind etwa Tris-2,4,6-(1-aziridinyl)-1,3,5-triazin, Bisisophthaloyl-1-(2-äthyl)-aziridin, Bisisosebacoyl-1-aziridin, Tri-/T-(2-methyl ) -aziridin?-phosphinoxid, Bis-/T-i2-methyl)-aziri-dinylT-äthylsulfon, polyfunktionelle Aziridine unter den Handelsbezeichnungen PFAZ 300, PFAZ 301 der Ionac Chemical Company und dergleichen. Es ist auch ersichtlich, daß außer dem hier erläuterten Ruß, der gegebenenfalls als Füllstoff benutzt wird, auch andere Materialien als Füllstoffe geeignet sind und einzelnIt is evident to the person skilled in the art that in addition to the trimesoyl-1- (2-ethyl) aziridine explained here, other aziridines are also fully equivalent for the purposes of the invention. Examples of these are about tris-2,4,6- (1-aziridinyl) -1,3,5-triazine, bisisophthaloyl-1- (2-ethyl) aziridine, bisisosebacoyl-1-aziridine, tri- / T- ( 2-methyl) aziridine? -Phosphine oxide, bis- / T- i2 -methyl) -aziri-dinylT-ethyl sulfone, polyfunctional aziridines under the trade names PFAZ 300, PFAZ 301 from Ionac Chemical Company and the like. It can also be seen that in addition to the carbon black explained here, which is optionally used as a filler, other materials are also suitable as fillers and individually

809828/0729809828/0729

9 27588H·9 27588H

oder in Kombination miteinander oder mit Ruß verwendet werden können. Beispiele hierfür sind Titandioxid, Siliciumdioxid, Kieselsäure, Aluminiumoxid, gemahlenes Glas und Aluminosilikattone.or can be used in combination with each other or with carbon black. Examples are titanium dioxide, silicon dioxide, Silica, alumina, ground glass and aluminosilicate clays.

Die Aziridine nach der Erfindung können in einer Menge von etwa 1 bis 10 Gewichts-% des Gesamtgewichtes des Auskleidungsgemisches eingearbeitet werden. Vorzugsweise können sie in einer Menge von etwa 4 bis 8 Gewichts-%, bequemerweise in einer Menge von etwa 6 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung eingearbeitet werden.The aziridines of the invention can be used in an amount of about 1 to 10% by weight of the total weight of the lining mixture can be incorporated. Preferably they can be in one Amount of about 4 to 8% by weight, conveniently incorporated in an amount of about 6% by weight of the total composition will.

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following example serves to further explain the invention.

Beispielexample

Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung einer typischen Auskleidungszusammensetzung unter Verwendung der Haftverbesserer nach der Erfindung.The following example illustrates how to make a typical Lining composition using the adhesion promoters of the invention.

Zu R-45 M '41,85 Gewichts-%) wird DDI (12,15 Gewichts-%), Trimesoyl-1-(2-äthyl)-aziridln (6,0 Gewichts-%) und Ruß (40,0 Gewichts-%) zugesetzt, wobei das Aziridin vor der Zugabe geschmolzen und das gesamte Gemisch etwa 45 Minuten vermengt und dann nach herkömmlichen Methoden, wie Vermischen im Vakuum oder Schlitzentlüftung, entgast wird. Das Gemisch wird dann nach Standardverfahren gegossen und bei 77° C 96 bis 168 Stunden gehärtet. Die erhaltene normale Dicke bei einer Aufbringung auf ein Motor- bzw. Triebwerkgehäuse liegt bei 0,8 bis 1,6 mm (1/32 bis 1/16 Zoll).R-45 M '41, 85% by weight) becomes DDI (12.15% by weight), trimesoyl-1- (2-ethyl) aziridine (6.0% by weight) and carbon black (40.0% by weight) -%) added, the aziridine melted before the addition and the entire mixture blended for about 45 minutes and then degassed using conventional methods such as mixing in a vacuum or slot venting. The mixture is then after Standard process cast and cured at 77 ° C for 96 to 168 hours. The normal thickness obtained in one application a motor housing is 0.8 to 1.6 mm (1/32 to 1/16 inch).

809828/0729809828/0729

Typische physikalische Eigenschaften, die man mit gehärteten Proben des Gemisches bekommt, sind folgende:Typical physical properties that one can deal with hardened Samples of the mixture are as follows:

Zugfestigkeit (ASTM D 412)Tensile Strength (ASTM D 412)

Testtemperatur (° C) 0 25 66 93 Test temperature (° C) 0 25 66 93

2
Dehnung beim Bruch (kg/cm ) 73,3 38,2 23,2 18,1 2
Elongation at break (kg / cm) 73.3 38.2 23.2 18.1

Maximale Dehnung (%) 464 431 324 282Maximum elongation (%) 464 431 324 282

Dehnungskraft bei 100 % Deh-Elongation force at 100% elongation

2
nung (kg/cm ) 8,32
voltage (kg / cm) 8.3

Dehnungskraft bei 300 %Elongation force at 300%

Dehnung (kg/cm ) 26,6Elongation (kg / cm) 26.6

Dehnungskraft bei 500 %Elongation force at 500%

Dehnung (kg/cm2) - 35,8Elongation (kg / cm 2 ) - 35.8

Zerreißfestigkeit, kg jeTensile strength, kg each

linearer Zentimeter - 19,8 -linear centimeter - 19.8 -

Härte (Shore A bei Umgebungstemperatur) - 52 - -Hardness (Shore A at ambient temperature) - 52 - -

Alterungseigenschaften (Test bei 25 C) Aging properties (test at 25 C)

Alterungstempera
tur 54° CAging tempera
ture 54 ° C 389389 Typische BindungseigenschaftenTypical binding properties Alterungstempera
tur 77° C Aging tempera
temperature 77 ° C Dehnungstrain
beim Bruchat break Alterungszeit
(Wochen)Aging time
(Weeks) Dehnungskraft Dehnung
beim Bruch beim BruchElongation force elongation
at break at break 325325 DehnungskraftElongation force
beim Bruchat break 389389 00 35,235.2 339339 35,235.2 146146 22 36,136.1 267267 54,954.9 121121 44th 38,538.5 194194 59,659.6 136136 88th 44,3 . 44.3 . 61,761.7 136136 1212th 41,441.4 60,560.5

Proben des obigen Gemisches wurden auf Stahloberflächen, die mit Sandstrahlgebläse behandelt und mit Dampf entfettet worden Samples of the above mixture were placed on steel surfaces that had been sandblasted and steam degreased

10*138/072110 * 138/0721

27588Η27588Η

waren, gehärtet, und typische Treibmittel- und Isoliermaterialzusaimnensetzungen wurden auf der Auskleidungsoberfläche ausgehärtet. Die Anhaftung und die Abschälfestigkeit wurden dann mit den gezeigten Ergebnissen bestimmt, die mit 1,0 bis 1,5 kg/lineare Zentimeter (6 bis 9 pli) Abschälfestigkeit, mit Treibmitteldünnschichtfehler, für die Bindung bei Umgebungstemperatur (25° C) zwischen ähnlichen Treibmittel- und Auskleidungszusammensetzungen ohne Aziridin verglichen werden können, wo die Auskleidung vor der Härtung der Treibmittel nicht vollständig gehärtet ist, und die mit 0,5 bis 1,0 kg/lineare Zentimeter (3 bis 6 pli) verglichen werden können, wo die Auskleidung vor der Treibmittelzugabe vollständig ausgehärtet ist.were cured, and typical propellant and insulating material compositions were cured on the liner surface. The adhesion and peel strength were then with The results shown were determined to be 1.0 to 1.5 kg / linear centimeter (6 to 9 pli) peel strength, with foaming agent film failure, for the bond at ambient temperature (25 ° C) can be compared between similar propellant and liner compositions without aziridine, where the liner is not fully cured before the propellant cures, and those with 0.5 to 1.0 kg / linear centimeter (3 to 6 pli) can be compared where the lining is completely cured before the propellant is added.

Anhaftung bei ZugAttachment to train

Abschälfestigkeit (Pli)Peel strength (Pli)

AngrenzendesAdjacent

Material material

Mit Asbest gefüllte Isolierung auf polyisoprenkautschukbasis Asbestos-filled insulation based on polyisoprene rubber

Tempera
tur (0C)tempera
tur ( 0 C) Belastungload 33 F^hlertypeF ^ hlertype anfangsat first 33 im Mittelon average 77th FehlertypeError type 27582758 -54-54 13331333 77th 2-Auskleidung
1-Platte2 lining
1 plate 7197,7197, 00 -- ,0, 0 OOOO 2525th 249,249, 77th 3-Auskleidung3 lining 43,43, ,8,8th 35,35, ,7, 7 3-Aufhängerbruch3-hanger break 7474 184,184 00 3-Dünnschicht
auskleidung3 thin layer
lining 13,13, ,3, 3 16,16, ,5, 5 3-Dünnschicht
auskleidung3 thin layer
lining 9393 170,170 77th 3-Dünnschich.t-
auskleidung3-thin layer
lining 27,27 ,5, 5 15,15, ,6, 6 3-Dünnschicht
auskleidung3 thin layer
lining 121121 160,160, 00 3-Auskleidung3 lining 25,25, r6r6 14,14, ,0
,1, 0
,1 3-Dunnschicht-
auskleidung3 thin layer
lining 149149 117,117 00 3-Auskleidung3 lining 17,17, ,5
,0, 5
, 0 10,10, ,1,1 2-Auskleidung
von dem Fut
ter abgezogen
1-Dünnschicht
auskleidung2 lining
from the fut
ter deducted
1 thin layer
lining -54
25-54
25th 1586
163,1586
163 2-bünnschicht-
auskleidung
1-Isolierung
3-Dünnschicht-
auskleidung2-thin-layer
lining
1 insulation
3 thin film
lining 75
1475
14th ,0, 0 105
16105
16 3-Auskleidung
wurde von dem
Futter abge
zogen3 lining
was from the
Feed off
pulled 7474 103,103, 3-Dünnschicht-
auskleidung3 thin film
lining 44th 99 2-Isolierung
1-Dünnschicht
auskleidung
5-Bindung2 insulation
1 thin layer
lining
5 bond 3-Dünnschicht
auskleidung3 thin layer
lining

Mit AsbestWith asbestos
gefüllte Isofilled iso
lierung auflation on
Polyisopren-Polyisoprene
kautschukbasisrubber base 9393 107,5107.5 2-Dünnschicht-2 thin film
auskleidunglining 4,44.4 7,47.4 3-Dünns chi cht-3-thin chi cht-
auskleidunglining MM. 121121 126,3126.3 3-Dünns chicht-3-thin layer
auskleidunglining 12,412.4 12,412.4 2-dünne Ausklei2-thin lining
dungsschichtenmanure layers
1-dünne Ausklei1-thin lining
dungsschicht undmanure layer and
Auskleidung vonLining of
dem Futter ab-from the feed
ge zogendrawn ttdd 149149 129,0129.0 2-dünne Ausklei2-thin lining
dungsschichtmanure layer
1-Auskleidung1 lining 12,712.7 11,111.1 2-dünne Ausklei2-thin lining
dungsschichtmanure layer
1-Auskleidung1 lining
von Futter ab-from feed
ge zogendrawn

Q Mit Ammonium- ^1 perchlorate— »ο xidationsmittel «ft und IsophoronQ With ammonium ^ 1 perchlorate— "ο oxidizing agent" ft and isophorone diisoeyanatdiisoeyanat gehärteteshardened

Treibmittel aufPropellant on

R-45 M-Basis++R-45 M-Basis ++

CPCP

-54-54 808808 2-dünne Treib2-thin drive
mittelschichtmiddle class
1-dünne Schicht1 thin layer
von Treibmittelof propellant
und Auskleidungand lining 7575 ,0, 0 49,49, 77th 3-dünne Treib3-thin drive
mittelschichtmiddle class roro 2525th 176176 3-Treibmittel3 propellants 2424 ,5, 5 46,46, 11 3-AuskIeidung3-Cladding 588588 7474 114114 3-Treibmittel3 propellants 2525th ,4, 4 27,27 77th 2-Auskleidung +2 lining +
TreibmittelPropellant
!-Auskleidung!-Lining undeiand egg ι bei 63° Cι at 63 ° C vorgehärtetpre-hardened

Typische Bindungseigenschaften bed der Alterung in Tests bei 25 C Typical binding properties are aging in tests at 25 ° C

Angrenzendes MaterialAdjacent material

AmmonXumperchloratoxidatioasmittel enthaltendes, mit DOl gehärtetes Treibmittel auf
R-45 M-Basis, Ausklei*-
dong 32 Std. bei 63° C
vorgehärtetPropellant containing ammonium perchlorate oxidizing agent hardened with DOl
R-45 M base, lining * -
dong 32 hours at 63 ° C
before hardened

Lagerungstorage

Atthaftung bei Zug (pli) Liability at Zug (pli)

Zeit (Wo- Tempera-* .Time (Wo- Tempera- *.

Chen) tür (0C) Belastung FehlerChen) door ( 0 C) load error

0 20 2

4444 174,174, 77th 5-Treib
mittel5-driv
middle 5454 215,215 77th 5-Treib
mittel5-driv
middle 7777 184,184 55 5-Treib
mittel5-driv
middle

5454

7777

5454

217,7217.7

178,!178 ,!

225/225 /

5-Treibmittel 5 propellant

5-Treibmittel 5 propellant

5-Treibmittel Abziehfestigkeit (Pli) 5-Propellant Peel Strength (Pli)

anfangs Mittel Fehlerinitially means error

29,6 24,729.6 24.7

20,820.8

28,9 ,028.9, 0

24,424.4

5-Treibmittel und 32,5 Auskleidung5 propellant and 32.5 liner

31.1 5-Treibmittel 31.1 5 propellants

- 3-Auskleidung von dem Futter abgezogen-2-Aus- , kleidung + Treibmittel- 3-lining stripped from the lining -2-lining, lining + Propellant

30,9 5-Treibmittel und Auskleidung30.9 5 propellant and liner

3-Auskleidung vom Futter abgezogen 2-Auskleidung + Treibmittel3-liner peeled off the lining 2-liner + Propellant

27.2 4-Treibmittel ro + dessen über- "-3 zugsausklei- ^1 dung «Ro 27.2 4 propellant + which exceeds "-3 zugsausklei- ^ 1 dung"

Ammoniumperchloratoxidationsmittel enthaltendes, mit DDI gehärtetes Treibmittel auf R-45 M-Basis, Auskleidung 32 Std. bei 63° C vörgehärtetPropellant hardened with DDI containing ammonium perchlorate oxidizing agent R-45 M base, lining pre-hardened for 32 hours at 63 ° C

5454

7777

153,5153.5 5-Treib-5-drive
mittelmiddle 16,016.0 9,29.2 4-Treibmit4-propellant
teltel
1-Auskleidung1 lining
vom Futterfrom the feed
abgezogendeducted 228,8228.8 5-Treib-5-drive
mittelmiddle 24,924.9 5-Auskleidung5 lining
vom Futterfrom the feed
abgezogendeducted 155,8155.8 5-Treib5-driv
mittelmiddle 14,514.5 4-Auskleidung4 lining
vom Futterfrom the feed
abgezogendeducted
!-Treibmittel! Propellants

■ο cn oo oo■ ο cn oo oo

Claims (1)

Dr. Hans Heinrich Willrath tDr. Hans Heinrich Willrath t Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus SeitfertDr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seitfert PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS D 62 WiKSRAOFN 27. DuZ. I1J 77 D 62 WiKSRAOFN 27th DuZ. I 1 J 77 Postta.h 6145 Postta.h 6145 2758814 a "■'«>"*■*·»*«« Dr · ViO/Wh2758814 a "■ '«>"* ■ * ·» * «« Dr · ViO / Wh f. (I) 41 »1) J' Ϊ? iO f. (I) 41 »1) J 'Ϊ? OK T. Ir,;,,, I1-Sf. WILM1AiENTT. Ir,; ,,, I 1 -Sf. WILM 1 AiENT T.l><: 4-1ΜΪ47T.l> <: 4-1ΜΪ47 Thiokol Corporation, Nt.-wlown, Pciin- ;jylvcuiia 1891O, USAThiokol Corporation, Nt.-wlown, Pciin- ; jylvcuiia 1891O, USA Vorfalirun zur Biruliuuj <.>ini.:fi πι L Polyurctli.in auf <l(?r fiani.s von Polybutadien mit Hydroxylond'jruppijn 1JG-bundcncn ΓοϋΙ.οη T rc Ujini Lt ο Ijj ,.n tin Raketenl r iohvA.'rkfjcihaunti und JJiiidemittcl hierfürVorfalirun zur Biruliuuj <.> Ini.:fi πι L Polyurctli.in on <l (? R fiani.s of polybutadiene with Hydroxylond'jruppijn 1 JG-bundcncn ΓοϋΙ.οη T rc Ujini Lt ο Ijj, .n tin Raketenl r iohvA .'rkfjcihaunti and JJiiidemittcl for this Priorität; Serial No. 757 260 vom
6. Januar 1977 in USA Prio rity; Serial No. 757 260 of
January 6, 1977 in USA PatentansprücheClaims 3 10-11013 10-1101 1. Verfahren zur Bindung eines mit Polyurethan auf der ßasis von Polybutadien mit Hydroxylendgruppen gebundenen festen Treib-1. Process for binding a solid propellant bound with polyurethane on the basis of polybutadiene with hydroxyl end groups BAD OBtGINALBAD OBtGINAL 3 27588H3 27588H mittels an ein Raketentriebwerkgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß manby means of a rocket engine housing, characterized in that that he a) das Rake ten tr iebwerkgehäuse, an welches das feste Treibmittel cjebunden werden soll, mit einer gehärteten Auskleidung beschichtet, dia ein Aziridin und ein mit einem Polyisocyanathärtungsmittel gehärtetes Polybutadien mit Hydroxylendq nippen umfaßt,a) the rocket engine housing to which the solid propellant to be bound with a hardened lining coated, dia an aziridine and one with a polyisocyanate curing agent includes hardened polybutadiene with hydroxylendq sipping, I)) 'l<u; Treibmittel auf der Uasis von Polybutadien mit HydroxyliMuiqruppon in unqehärteter Form in der erwünschten Ciestalt in dem Rake; t entr iebwerk gießt und
c:) (let:; Treibmittel härtet.I)) 'l <u; Propellant based on polybutadiene with HydroxyliMuiqruppon in uncured form in the desired Ciestalt in the rake; t entr iebwerk pours and
c :) (let :; propellant hardens. 1. U i ndiMiii t t (! 1 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadiii ι.· h qi'kiMinzutchiiet, daß e.c; ein flüssiges Polybutadien mit Hydroxy lcndgruppen ;;owie ein Auiridin umfaßt. 1. U i ndiMiii tt (! 1 for carrying out the method according to claim 1, dadiii ι. · H qi'kiMinzutchiiet that e. C ; comprises a liquid polybutadiene with hydroxyl end groups ;; o such as an airidine. 3. Uindcmittel mich Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aziridin Trimesoyl-1-( 2-ä Lliyl)-aziridin enthält.3. Uindcmittel me claim 2, characterized in that it contains trimesoyl-1- (2-ä Lliyl) aziridine as aziridine. fi η π ί ? π / η ·' ? ρ Copy bad original fi η π ί? π / η · ' ? ρ Copy bad original
DE19772758814 1977-01-06 1977-12-30 PROCESS FOR BINDING A SOLID PROPELLER BONDED WITH POLYURETHANE BASED ON POLYBUTADIENE WITH HYDROXYLEND GROUPS TO A ROCKET ENGINE HOUSING AND A BINDING AGENT FOR IT Ceased DE2758814A1 (en)

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