DE977745C

DE977745C - Verfahren zum Herstellen von Festtreibstoffen

Info

Publication number: DE977745C
Application number: DE1961977745D
Authority: DE
Inventors: Hans Heinrich Von Dipl- Duesel; Edgar Dr Haase
Original assignee: Nitrochemie Aschau GmbH
Current assignee: Nitrochemie Aschau GmbH
Priority date: 1961-07-13
Filing date: 1961-07-13
Publication date: 1969-05-22

Description

Verfahren zum Herstellen von Festtreibstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Festtreibstoffen, die als Bindemittel polymere Acrylsäüreester nitrierter Alkohole enthalten.
Es ist bekannt, bei der Herstellung von Treibsätzen sauerstoffreiche, z. B. Nitro- oder Nitratgruppen enthaltende Bindemittel an Stelle von Bindern, wie Polyurethan, Thiokol, Hypalon, Silikon, u. ä. zu verwenden, weil die ersteren ein günstiges Mischungsverhältnis mit dem Sauerstoffträger, wie z. B. Ammonnitrat oder Ammonperchlorat, ergeben. Im Falle von Ammonnitrattreibsätzen sind Zusätze, wie z. B. Ammondichromat als Sensibilisator, Stearate als Gleitmittel, Aluminium als kalorienerhöhende Komponente, üblich. Durch vorhandene Nitro- bzw. Nitratgruppen kann der Binderanteil erhöht werden, so daß dadurch eine verbesserte Strangpreßfähigkeit erreicht werden kann. Jedoch zeigen diese bekannten Treibsätze nicht in allen Fällen ausreichende Leistungsdaten.
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln bekannt, bei dem a-, ,B-ungesättigte Karbonylverbindungen, vorzugsweise Aldehyde und Ketone, und mehrwertige Alkohole mit sauerstoffhaltigen, oxydierend wirkenden anorganischen und/oder organischen Verbindungen unter milden Bedingungen behandelt und gleichzeitig in Gegenwart von Wasserstoffionen auskondensiert und vernetzt werden. Ein definierter Einbau von beispielsweise Nitrogruppen 'in das Kunstharzmolekül findet hierbei jedoch nicht statt, sondern der zugesetzte Sauerstoffträger verbleibt zumindest zum Teil als . solcher nach dem Aushärten im Produkt.
Es wurde nun gefunden, daß sich Festtreibstoffe auf der Basis Ammonnitrat oder Ammonperchiorat mit besonders guten Leistungsdaten in der Weise herstellen lassen, daß als Nitrogruppen enthaltendes Bindemittel polymere Acrylsäureester nitrierter Alkohole, insbesondere polymere Acrylsäuremononitroäthylester und polymere Acrylsäure-trinitroäthylester, verwendet werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die genannten Bindemittel in teilpolymerisiertem, sirupösem Zustand zu verwenden, da sich die so hergestellten Mischungen besonders gut strangpressen lassen. Es- ist auch möglich, den Ester in monomerem Zustand mit Ammonnitrat oder Ammonperchlorat zu gießbaren Treibsätzen zu verarbeiten, die mittels Benzoylperoxyd oder einem anderen gebräuchlichen -Polymerisations-Katalysator bei erhöhter Temperatur gehärtet werden.
Zur Erzielung eines gleichmäßigen Abbrandes ist es vorteilhaft, dem Salzgemisch etwa 2 'bis 6% Bariumnitrat zuzusetzen. Hierbei wird die Rauchlosigkeit des Abbrandes nicht beeinträchtigt. Außerdem können zur Verhinderung des Auftretens von Zündschwierigkeiten vorzugsweise 1 bis 2% A-Kohle und zur Erzielung einer besseren Festigkeit und zur Erhöhung des Kaloriengehaltes Aluminium-Pulver in Mengen von etwa 2,5 bis 5 % zugesetzt werden.
Die Mischungen mit monomerem Ester eignen sich ausschließlich zum Gießen von Treibsätzen, da die monomeren Ester eine zu geringe Viscosität haben und beim Strangpressen ausgepreßt werden. Jedoch ist die Gießfähigkeit infolge der gegenüber Mischungen mit üblichen Bindern günstiger liegenden Mischungsverhältnisse von Feststoffen zu flüssigem Binder stark erleichtert. Solche gegossenen Treibsätze werden mittels Benzoylperoxyd als Katalysator, das in Mengen von 0,8% in dem monomeren Ester oder Estergemisch bei leicht erhöhter Temperatur gelöst wird, in einem Trockenschrank bei etwa 70° C ausgehärtet.
Die Mischungen mit halbpolymerem, sirupösem Ester besitzen dagegen eine ausgezeichnete Strangpreßfähigkeit. Die Aushärtung solcher Körper erfolgt durch Lagern bei erhöhter Temperatur.
Beispiel 100g Acrylsäure-trinitro-äthylester ünd 800 mg Benzoylperoxyd werden in ein Becherglas gegeben und in einem Trockenschrank 30 Stunden bei 70° C gehalten. Zu Beginn dieser Zeit löst sich das Benzoylperoxyd auf und bildet mit dem Ester eine homogene Lösung. Nach diesen 30 Stunden hat der Ester die zum Block- und Strangpressen nötige, zähe Konsistenz. -Zur Herstellung von 250 g strangpreßfähigem Ammonnitrat-Treibstoff werden 143,3 g Ammonnitrat, 12,5 g Bariumnitrat, 0,5 g Calciumstearat, 6,2 g Ammondichromat, 5,0 g A-Kohle, 12,5 g Aluminium-Pulver mit 70,0 g des wie oben hergestellten, sirupösen Acrylsäure-trinitro-äthylesters verknetet. -Aus einer solchen Mischung können beliebige Stränge hergestellt werden. Der Preßdruck bei Strängen von beispielsweise 9,4 mm Durchmesser mit einer Bohrung von 3,1 mm beträgt etwa 100 atm (Verdichtungsverhältnis = 1 :20,3).

Die Mischung erzeugt eine Explosionswärme von 1320 cal/g und hat eine Verpuffungstemperatur von 168° C. Beim Abbrand von blockgepreßten Körpern (34 mm Durchmesser, 10 mm Bohrung) in der Kammer wurden die aus nachfolgender Tabelle ersichtlichen Daten erzielt:-

Düse Abbrand- Maximaler Gasdruck Mittlerer Gasdruck Spezifischer Impuls
geschwindigkeit
40
mm Sekunden kg/cm2 kg/cmE Sekunden
3,0 0,77 164 120 242,4
3,0 0,73 ' 275 126 241,0
45 3,0 0,73 223 117 242,5
3,0 0,86 183 102 242,5 .

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Festtreibstoffen, bestehend aus Ammonnitrat- und/oder Ammonperchlorat als Sauerstoffträger, Nitrogruppen enthaltenden polymeren Estern als Bindemittel (Brennstoff) und gegebenenfalls Zusätzen von 2 bis 60% Bariumnitrat, 1 bis 3% A-Kohle und/oder 2,5 bis 5 % Aluminium-Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß als Nitrogruppen enthaltendes Bindemittel polymere Acrylsäureester nitrierter Alkohole, insbesondere Acrylsäuremononitroäthylester und Acrylsäure-Tfrimtro-äthylester, in teilpolymerisiertem, sirupösem Zustand eingearbeitet werden. -2. Verfahren zum -Herstellen von Festtreibstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nitrogruppen enthaltendes Bindemittel monomere Acrylsäureester nitrierte Alkohole mit Ammonnitrat oder Ammonperchlorat zu gießbaren Treibsätzen verarbeitet werden, die in an sich bekannter Weise mittels eines Polymerisations-Katalysators, wie Benzoylperoxyd, bei erhöhter Temperatur gehärtet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1054 709.