DK154948B - Haerdeligt bindemiddel, drivmiddel omfattende et saadant bindemiddel samt fremgangsmaade til fremstilling af drivmidlet - Google Patents

Haerdeligt bindemiddel, drivmiddel omfattende et saadant bindemiddel samt fremgangsmaade til fremstilling af drivmidlet Download PDF

Info

Publication number
DK154948B
DK154948B DK015577AA DK15577A DK154948B DK 154948 B DK154948 B DK 154948B DK 015577A A DK015577A A DK 015577AA DK 15577 A DK15577 A DK 15577A DK 154948 B DK154948 B DK 154948B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
binder
propellant
polyester
aziridine
weight
Prior art date
Application number
DK015577AA
Other languages
English (en)
Other versions
DK15577A (da
DK154948C (da
Inventor
Gonzague L Duchesne
Guy Perrault
Original Assignee
Ca Minister Nat Defence
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ca Minister Nat Defence filed Critical Ca Minister Nat Defence
Publication of DK15577A publication Critical patent/DK15577A/da
Publication of DK154948B publication Critical patent/DK154948B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK154948C publication Critical patent/DK154948C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/69Polymers of conjugated dienes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • C08L75/14Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

1 DK 154948 B
Den foreliggende opfindelse angår et hærdeligt bindemiddel til anvendelse ved fremstilling af et støbeligt, sammensat drivmiddel. Opfindelsen angår endvidere drivmidlet omfattende et sådant bindemiddel samt en fremgangsmåde til fremstilling af drivmidlet.
Støbelige drivmidler, der er baseret på polybutadien-holdige bindemidler i forbindelse med f.eks. ammonium-perchlorat-oxidations-midler er kendt. De mekaniske og ballistiske egenskaber af sådanne sammensatte, faste drivmidler afhænger meget af kvaliteten af den klæbende binding mellem bindemidlet og oxidationsmidlet, som diskuteret i beskrivelsen til USA patent nr. 3 745 074. Man kender systemer, der udviser rimelig god adhæsion mellem brændstof-
2 DK 154943 B
bindemidlet og oxidationsmidlet, men sådanne systemer har andre ulemper.
Ved et sådant kendt system anvendes bindemidler med carboxyl-termi-neret polybutadien (CTPB), hærdet med aziridiner eller epoxider eller blandinger deraf. Sådanne drivmidler udviser stor forlængelse over et bredt temperaturinterval og en relativt stor evne til at bære faste partikler, udtrykt som belastning af tørstoffer. Adhæsionen mellem bindemiddel og oxidationsmiddel er ret god, da det foretrukne aziridinhærdemiddel, tris(2-methyl-aziridinyl-1)phosphin-oxid kendt som MAPO, polymeriserer omkring partiklerne af ammoniumperchlorat-oxidationsmidlet til frembringelse af et stærkt lag, der er bundet til hovedportionen af bindemidlet ved kemiske bindinger. Dette system har dog de ulemper, at der kræves et kompliceret hærdeystem, at drivmidlerne har ringe ældningsegenskaber, når de udsættes for høj temperatur, og at egenskaberne af det polymere bindemiddel varierer fra en portion til en anden.
Et andet system, der blev udviklet i et forsøg på at overvinde ulemperne ved de foregående systemer, omfatter sammensatte drivmidler på basis af HTPB, baseret på hydroxyterminerede poly-butadien-præpolymere. Disse systemer hærdes med diisocyanater. Disse drivmidler krævede anvendelse af et bindemiddel til opnåelse af god adhæsion af bindemidlet til partiklerne af oxidationsmiddel. Aziridin-polyestere er effektive bindemidler til disse drivmidler, hvorved en foretrukken aziridin-polyester er et reaktionsprodukt af MåPO med disyrer. Imidlertid må dette foretrukne bindemiddel syntetiseres in situ i relativt små mængder, fordi det har en kort lager-holdbarhed ved stuetemperatur og må opbevares ved lav temperatur for at forlænge anvendeligheden deraf, og der kræves en relativt høj koncentration, ca, 2 til 3 % aziridin-polyester i bindemidlet, til at opnå en effektiv adhæsion mellem oxidationsmidlet og bindemidlet, især når belastningen med tørstoffet er høj.
Den foreliggende opfindelse er baseret på den erkendelse, at en kombination af to bindemidler, aziridin-polyester og en amin-polyester, med drivmidler af HTPB-typen tilvejebringer en passende adhæsion til opretholdelse af drivmidlets spændingsegenskaber og muliggør en reduk
3 DK 154948 B
tion med en faktor på 3 til 4 i mængden af aziridin-polyester, som kræves i sammenligning med de kendte systemer. Drivmiddelsystemer ifølge opfindelsen har f.eks. forbedrede mekaniske egenskaber, herunder- forbedret forlængelse under maximal belastning og ved brud med sammenlignelig brudstyrke og initiale moduler under henvisning til ΗΊΤΒ drivmiddelsystemer, som kun gør brug af som bindemiddel tjenende aziridin-polyester.
Opfindelsen tilvejebringer således et hærdeligt bindemiddel til anvendelse ved dannelse af et støbeligt drivmiddel, der omfatter: 1. en hydroxy-termineret butadien-rpolymer, 2. et diisocyanat-hærdemiddel, og 3. et bindemiddelsystem af en aziridin-polyester, som er reaktionsproduktet af et aziridin-phosphin-oxid og i det mindste en polycarbox-ylsyre, og en amin-polyester, der er reaktionsproduktet af en alkanol-amin og en mættet alifatisk polycarboxylsyre. Yderligere kan der være inkorporeret en antioxidant, såsom phenyl-beta-naphthyl-amin, sammen med isodecyl-pelargonat, som blødgøringsmiddel.
Opfindelsen angår yderligere et støbeligt drivmiddel, der omfatter det før angivne bindemiddel, og hvori der homogent er dis-pergeret et findelt perchlorat-oxidationsmiddel i di- eller tri-modale fordelinger, og andre fakultative bestanddele, såsom et metaladditiv. Opfindelsen tilvejebringer tillige en fremgangsmåde til fremstilling af det sammensatte drivmiddel under opnåelse af god dispergering af bestanddelene og reproducerbarhed af mekaniske og ballistiske egenskaber.
De HTPB-præpolymere, der er velegnet i bindemiddel- og drivmiddelsystemerne ifølge opfindelsen, er for eksempel af den type, der er genstand for canadisk patent 891.562 eller USA patent 3.792.003.
De præpolymere, der er beskrevet deri, er hydroxy-telecheliske polybutadiener, især hydroxy-terminerede polybutadiener, der fortrinsvis er rige på cis-isomer. De fremkommer ved reaktion mellem en mono-epoxy-forbindelse og de tilsvarende carboxy-polymere. Produktet er en polymer med hydroxylgrupper, herunder primære og sekundære grupper af den art, som sidder i umiddelbar nærhed af enderne af
4 DK 154948 B
det polymere molekyle, og fortrinsvis ved enderne af molekylet. Monoepoxy- forbindelsen er en organisk forbindelse, der indeholder en enkelt epoxy-gruppe, herunder mono-epoxy-harpikser; især foretrækkes epoxy-forbindelser med formlen: Λ R - C - C - R' hvor hvert af radikalerne R og R' er hydrogen, aryl, eller et alkyl, fortrinsvis en lavere alkylgruppe, og især 1,2-alkylenoxider, såsom propylenoxid og 1,2-butylenoxid, som frembringer sekundære hydroxyl-grupper ved reaktion med den carboxyl-telecheliske polymer.
De hydroxy-terminerede polybutadiener er fortrinsvis dem, der sælges under varemærket HC 434 af Thiokol Chemical Corporation og under varemærket HYCÅR-CTB af B.F., Goodrich and Company. Således har en typisk hydroxy-termineret polybutadien en molekylvægt på ca. 3800, og det antages, at den har følgende formel
0 . O
II ) II
ho-ch-ch2-o-c-(ch2-ch=chch2)x - ch2-ch -c-och2-choh CH3 jl· ^h3 l N y hvor x og y hver for sig kan variere mellem 1 og 67.
En foretrukken HTPB-præpolymer er en, der salges under varemærket Poly bd R-45M af Arco Chemicals Co., og den har følgende formel
H0-|(CH2-CH=CH-CH2)0 ^ 2 -—(CH2-CH) 2 -(CH2-CH=CH-CH2 )^- —OH
ch=ch2 hvor n=44-60 og hvor polybutadien-strukturen er 60 % trans-1,4, 20 % cis-1,4, og 20 % vinyl-1,2. Index1ene 0,2 og 0,6 angiver de relative mængder.
En særlig foretrukken HTPB præpolymer er den, der sælges under varemærket R-45HT af Arco Chemicals, hvilken har den samme formel som R-45M, hvorved forskellen ligger i værdien af "n”, der i tilfælde af R-45HT er 57-65.
5
DK 154948 B
Den præpolymere anvendes som den hovedsagelige bestanddel i drivmid-del-bindemiddelsystemet, passende i en mængde på ca. 50-85 vægt-%, fortrinsvis i en mængde på ca. 60-65 vægt-% af bindemiddelkomposi-tionen. Passende anvendes der en antioxidant sammen med den præpolymere, og denne kan f.eks. være phenyl-beta-naphthylaminen (PBNA), bisphenol AO-2246 (American Cyanamid) eller forskellige forbindelser, der indeholder den kemiske gruppe p-phenylendiamin. Den foretrukne antioxidant i forbindelse med opfindelsen er phenyl-beta-naphthyl-amin i en koncentration på ca. 1 vægt-% af den præpolymere.
Når man anvender R-45HT som den HTPB-præpolymere, kan man anvende en antioxidant bestående af en eller flere af de følgende stoffer:
Varemærke Leveringsfirma Kemisk navn PBNA Uniroyal Phenyl-beta-naphthylamin A02246 Cyanamid Hindret bis-phenol NAUGARDQ Uniroyal Polymeriseret trimethyl- dihydroquinolin ACTAMINE Uniroyal Diphenylamin-diisobu£ylen reaktionsprodukt FLEXZONE 7L Uniroyal N-phenyl, N*-(l,3-dimethyl- butyl) p-phenelen-diamin UOP-36 Universal Oil N-phenyl-N-cyclohexyl-
Oil Products parafin-diamin DTBHQ Eastman Di-tert.-butylhydroquinon
En synergistisk effekt fremkom, når man tilsatte en kombination af DTBHQ med UOP-36 eller FLEXZONE 7L til drivmiddelblandingen i en udstrækning af 1 procent af den præpolymere.
Det i det omhandlede bindemiddel indeholdte diisocyanat-hærdemiddel kan f.eks. være 2,4-tolylen-diisocyanat (TDI), 1,6-hexamethylen-di-isocyanat (HMDI) eller DDI, som er en blanding af isomere af diiso-cyanat indeholdende 36 carbonatomer fremstillet ved dimerisering af fedtsyrer med 18 carbonatomer. Det foretrukne diisocyanat er DDI i forbindelse med de foreliggende drivmiddel-bindemiddelsystemer. Forholdet isocyanat/hydroxyl (NCO/OH) er indstillet, så man optimerer de mekaniske egenskaber af det resulterende drivmiddel i overensstemmelse med erfaringer fra tidligere systemer. I forbindelse med opfindelsen ligger et typisk ækvivalent forhold NCO/OH i intervallet 0,75-0,95.
6
DK 154948 B
For at lette blandingen af bindemiddelkompositionen med det faste oxidationsmiddel ved fremstillingen af de støbelige drivmidler ifølge opfindelsen, inkorporerer man passende et blødgøringsmiddel i bindemiddelkompositionen i en andel på ca. 15 til 30 % på basis af den totale vægt af bindemiddelkompositionen. Forbindelser, der er velegnet som blødgøringsmidler, er kendt på polymerområdet, og i de foreliggende kompositioner kan de f.eks. være dioctyladipat (DOA), diethylhexylazelat (DEHA), eller isodecylpelargonat (IDP). Det foretrukne blødgøringsmiddel er dog IDP.
Aziridin-polyester-bestanddelen af bindemiddelsystemet er som angivet reaktionsproduktet af et aziridinyl-phosphinoxid med en polycarboxyl-syre. Disse materialer er beskrevet i for eksempel USA patent nr.
3.745.074 og 3.762.972. Mere specifikt udtrykt er reaktionsproduk-teme af di- eller tri-funktionelt aziridin-phosphin-oxid eller derivater deraf med organiske molekyler, som er polyfunktionelle hvad angår carboxylgrupper, og som i sine strukturer kan indeholde en eller flere hydroxylgrupper. Reaktanterne er / \ ° Ϊ X1- -X2 (I) og R- C - OH (II) 1 n X \ hvor X1 repræsenterer en aziridingruppe med strukturen H^^Q1
C
C
l\ 2 H Cr 1 2 hvor Q og Q enten er hydrogen eller alkylgrupper med 1 til 4 car- /12 o bonatomer (Q og Q kan være ens eller forskellige), hvor X kan være det samme som X^ eller kan være et organisk radikal såsom phenyl, benzyl, methyl, ethyl, o.s.v., hvor R er et alkyl, der indeholder mindst et aktivt hydrogenatom eller en organisk del af molekyler, som indeholder en eller flere hydroxylgrupper, og hvor n er 2, 3, eller 4. Reaktionsproduktet er en blanding af forbindelser, hvis nominelle struktur kan repræsenteres ved formlen: 7
! g DK 154948 B
/ o h or or o .
X1- P - N - C - C - O - C — R (III) V X2 HH Jn 12 12 hvor X , X , Q , Q , R og n er som allerede defineret.
De optimale forhold er af en sådan art, at i det væsentlige carboxyl-grupper i (II) omsættes, og at nominelt en aziridingruppe i (i) omsættes, dvs. et mol af (I) for hvert carboxyl-ækvivalent af (II).
De foretrukne aziridin-polyester-materialer til anvendelse ifølge opfindelsen fremstilles ud fra tri's-1-(2-methyl-aziridinyl)-phosphin-oxid, der er almindelig kendt som MAPO, og disyrer, såsom adipinsyre, æblesyre, sebacinsyre, ravsyre og vinsyre.
PAZ er et kondensationsprodukt af MAPO, tris-(2-methyl-aziridimyl-l)-phosphin-oxid, med en ligekædet disyre med den almene formel HOOC (0¾^ COOH (x er 2 til 8 og fortrinsvis 4, 5 eller 6) og en sekundær substitueret disyre med den almene formel HOOC CH(R) (CHgiy CH(R^) COOH, hvor R og R1 kan være ens eller forskellige, idet de er H eller OH, og hvor y = 0 til 6, fortrinsvis 0, 1 eller 2. Ved en typisk syntese kondenseres 3 til 8 mol MAPO, fortrinsvis 5 til 6 mol, med 0,5 til 1,0 mol af den substituerede disyre og 1,75 til 2,5 mol af den ligekædede disyre ved 50 til 65° C i 4 timer under n2.
Andelen af aziridin-polyester-bindemidlet i bindemiddelsystemet ifølge opfindelsen ligger mellem ca.0,1 og 1 vægt-% af den totale bindemiddel-komposition.
Den anden komponent i den bindemiddelkombination, som anvendes i bindemidlet ifølge opfindelsen, er aminpolyester-materialet, der som angivet er reaktionsproduktet af en alkanolamin og en mættet alifatisk polycarboxylsyre. Den foretrukne aminpolyester til det foreliggende formål er en polymer afledt af N-methyldiethanolamin og sebacinsyre, hvilken er kendt som polymer N-8. Passende N-8 Polymere har følgende speci fikationer:
8 DK 15 4 9 4 8 B
Μη (gennemsnitlig molekylvægt efter antal) : 1200-2000; fortrinsvis 1500-1800 aciditet : ¢0,02 ækv,/100 g ækvivalent OH : 1-1,5 mæk./g; fortrinsvis 1,1-1,3 fugtighed : < 0,15 vægt-%
Andre passende midler ftar følgende formler
HO-CH-CR-,-N- CH0-CHO-ΓCO(0Ho) OOOCH-CH9-N-CHP-CHo1 H
| J |L ^n|‘^| jJ0'
Ril RI I I R|V R, , R, || R|V
hvor R’1 og R,v kan være ens eller forskellige og kan være hydrogen eller en mættet alkylkæde med 1 eller 2 carbonatomer; R*’1 kan være en mættet alkylkæde med 1 til 18 carbonatomer; n er et helt tal fra 2 til 16, fortrinsvis 8; og or er et helt tal på 3 - 10, fortrinsvis 5-7. Dette bindemiddel anvendes i en mængde på ca. 0,1 til 0,5 vægt-% af den totale bindemiddelkomposition.
Til dannelse af det støbelige drivmiddel ifølge opfindelsen tilblander man til bindemidlet før hærdning i henhold til en foretrukken fremgangsmåde, der i detaljer vil blive beskrevet i det følgende, findelt ammoniumperchlorat som oxidationsmiddel i dimodale eller trimodale fordelinger af fine pulvere med gennemsnitlige partikelstørrelser på l-400^um. En foretrukken partikelstørrelsesfordeling af ammoniumperchloratet er 1,7/2,7/1,0 dele med partikelstørrelse 400yum, 200yum og 17/um. Til anvendelse ved høj temperatur kan ammoniumperchloratet erstattes med kaliumperchlorat. Fortrinsvis inkorporeres et antisammenbagningsmiddel, f.eks. tricalciumphosphat, i en mængde på ca. 1 vægt-% af det 17/um perchlorat. Et metallisk additiv kan inkorporeres i drivmiddelkompositionen, om ønsket i en koncentration på 0 til 20 vægt-% af det totale drivmiddel. Dette additiv kan være findelt aluminium-eller magnesiumpulver, fortrinsvis med en gennemsnitlig partikeldiameter på 5-50yum. Et andet fast materiale, der passende er inkorporeret i den totale komposition, er et brændehastighedsadditiv eller en katalysator, der f.eks. kan være jernoxid, kobberchromit eller en organometallisk forbindelse. Det foretrukne additiv eller katalysator til det foreliggende formål er ferrioxid i en mængde på 0,1-1 vægt-% af drivmiddelkompositionen.
9 DK 154948 B
I sammensatte drivmiddelkompositioner er det naturligvis ønskværdigt at opnå en så høj belastning af tørstoffer som muligt, og med drivmiddelkompositionerne ifølge opfindelsen kan det totale indhold· af tørstoffer variere mellem 85 og 90 vægt-% af den totale komposition, hvoraf naturligvis ammoniumperchloratet vil udgøre størstedelen og kan være mellem 68 og 88 vægt-% af den totale drivmiddelkomposition. De andre faste bestanddele indpasses deri i overensstemmelse dermed. Det polymere bindemiddel vil således udgøre ca. 10 til 15 vægt-% af den totale drivmiddelkomposition.
For at opnå en god dispersion af alle bestanddelene under fremstillingen af drivmiddelkompositionen og desuden reproducerbarhed af egenskaberne fra en portion til.en anden, er den foretrukne metode, at man først til en blander tilfører de flydende bestanddele, som er den præpolymere, blødgøringsmidlet og de to bindemidler. Pulveret af aluminium eller andet metal, når et sådant anvendes, og brændehastighedsadditivet for ferrioxid bliver derpå tilsat, og indholdet bliver blandet i 15 minutter under atmosfæretryk. Derpå tilsættes ca. 3/4 af den totale mængde af am-moniumperchlorat til blandingen, og blandeprocessen fortsættes i yderligere 10 minutter. Man gør brug af et vacuum, og blanderens indhold opvarmes til 60°C i ca. 60 minutter. Vacuummet frigøres derpå, og den resterende mængde ammonium-perchlorat tilsættes, og blandingen fortsættes i yderligere 5 minutter under atmosfæretryk. Diisocyanat-hærdemidlet tilsættes derpå til de andre bestanddele i blandingen, og blandeprocessen fortsættes i 5 minutter under atmosfæretryk. Herefter gør man igen brug af dette vacuum, og blandeprocessen fortsættes i 45 minutter ved en temperatur på 60°C. Drivmidlet bliver derpå støbt i forme under vacuum.
Det følgende eksempel illustrerer anvendelsen af bindemiddelsy-stemet i henhold til den foreliggende opfindelse ved fremstilling af sammensatte faste drivmidler. Det er tilsigtet, at dette eksempel skal illustrere opfindelsen. De drivmiddelkompositioner, der er angivet i eksemplet, var alle fremstillet i henhold til den metode, der er angivet i det foregående afsnit.
10 DK 154948 B
De mekaniske egenskaber, der er undersøgt i forbindelse med drivmiddelkompositionerne ifølge opfindelsen, var brudstyrke (c^), forlængelse under maximal belastning (8m), forlængelse ved brud (£^u) og initiale moduler (E). Disse forsøg blev gennemført med et Instron-apparat med en hastighed af tværhovedet på 5,1 cm/minut svarende til en spændehastighed på 0,741 min.""'*' for ICRPG “hårdvægt"-prøvestykket.
EKSEMPEL
Man fremstillede drivmiddelkompositioner med følgende forhold mellem egenskaberne udtrykt i vægt-%:
Ammoniumperchlorat (400^um) )
Ammoniumper chlorat (200yUm) ) 69,4
Ammoniumperchlorat (17 ^-) )
Aluminium (sfæroidal kvalitet 22 yUm ) 18,0
Ferrioxid katalysator 0,6 HTPB bindemiddel 12,0
Med henblik på undersøgelse anvendtes tre bindemiddelkompositioner i den i det foregående angivne drivmiddelkomposition. Den præ-polymere, der anvendtes i hvert bindemiddel, var af typen R45-M (varemærke) af HTPB bindemiddel solgt af Arco Chemical Co., som før beskrevet. Phenyl-beta-naphthylamin blev inkorporeret som antioxidant, isodecyl-pelargonat som blødgøringsmiddel, og DDI diisocyanat som hærdemiddel. I en bindemiddelkomposition blev de to bindemidler ifølge opfindelsen ikke udnyttet, men derimod aziridin-polyesteren af sammenligningsgrunde. I de andre to kompositioner var begge bindemidler inkorporeret.
Bindemiddelkompositioneme var som følger:
I II III
R45-M polymer (herunder 1% PBNA) 62,91 62,91 62,91 DDI 12,09 12,09 12,09
Aziridin-polyester 2,40 0,9 0,6
Amin-polyester (N-8) - 0,2 0,2 IDP blødgøringsmiddel 22,60 23,9 24,2
11 DK 154948 B
Aziridin-polyesteren i dette eksempel blev fremstillet ved at omsætte 0,15 mol d-vinsyre og 0,3 mol adipinsyre med 1 mol MAPO (aziridin) i den proces, som tidligere er beskrevet i denne beskrivelse. Amin-polyesteren (N-8) i dette eksempel havde følgende egenskaber: (i) OH ækvivalent 1,19 M ækviv./g (ii) Aciditet 0,016 ækviv./lOO g (iii) Molekylvægt (Mh) 1430 bestemt ved V80.
Fremstillingsegenskåberne og de mekaniske egenskaber, der opnåedes for drivmiddelkompositionerne under anvendelse af de før angivne bindemidler, var:
I XI III
Aziridin/amin-polyester (% i bindemiddel) 2,4/- 0,9/0,2 0,6/0,i
Viskositet ved slutningen af blandingen (kP/60°C) 2,5 2,7 2,7
Beholderliv til 10 kP (h) 4,2 4,2 4,5
Mekaniske egenskaber (initiale) ved 22,8°C (MN/m2) 0,58 0,79 0,63 ved " {%) 30,6 36,9 41,6 E ved " (MN/m2) 3,41 4,04 3,24 fm ved -45,6°c (%) 48,2 58,8 65,6 ved " (%) 54,5 59,8 68,5
Mekaniske egenskaber (56 dage ved 60°C) o-m ved 22,8°C (MN/m2) 0,58 0,79 0,73 ved " (%) 35,2 35,9 39,1 E ved " (MN/m2) 3,37 4,82 3,85 f m ved -45,s°c (%) 49,4 48,9 59,5 fr ved " (%) 50,7 50,4 60,9
Det fremgår af de i det foregående angivne resultater, at fremstillingsegenskaberne, d.v.s. viskositeten ved slutningen af blandingen og beholderlivet, for drivmidlerne ifølge opfindelsen (II og III) i det væsentlige var de samme som disse egenskaber af reference-drivmidlet. Imidlertid er den mængde af aziridinpolyester, der anvendes ifølge opfindelsen, betydeligt mindre end den, der
12 DK 154948 B
kræves for referencekompositionen. Drivmidlerne ifølge opfindelsen udviser også forbedrede forlængelser under maximal belastning og ved brud, mens brudstyrken og de initiale moduler er komparable med referencekompositionen.

Claims (14)

1. Hærdeligt bindemiddel til anvendelse ved fremstilling af et støbeligt, sammensat drivmiddel, kendetegnet ved, at det omfatter (i) en hydroxy-termineret butadien-polymer, (ii) et diisocyanat-hærdemiddel, og (iii) et bindemiddelsystem af en aziridin-polyester, som er reaktionsproduktet af et aziridinyl-phosphin-oxid og en poly-carboxylsyre, og en amin-polyester, som er reaktionsproduktet af en alkanolamin og en mættet, alifatisk polycarboxylsyre.
2. Bindemiddel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at aziridin-polyesteren er reaktionsproduktet af tris-(2-methyl-aziridinyl-l)-phosphin-oxid og en disyre fra den gruppe, der omfatter en ligekædet disyre med den almene formel H00C(CH2)xC00H, hvor x er 2 til 8, og en substitueret disyre med den almene formel HOOC CH(R) (CHp) CHCR^COOH, hvor R og R"*· kan være £r y ens eller forskellige, idet de er H eller OH, og hvor y = 0 til 6, idet phosphinoxidet omsættes i en mængde på 1 mol pr. carboxyl-ækvivalent af syren. t
3. Bindemiddel ifølge krav 2, kendetegnet ved, at disyrerne er d-vinsyre og adipinsyre i mængder på henholdsvis 0,15 og 0,3 mol pr. mol aziridin.
4. Bindemiddel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at amin-polyesteren er en polymer, der er afledt af N-methyldi-ethanolamin og sebacinsyre.
5. Bindemiddel ifølge krav 1, 2 og 3? kendetegnet ved, at aziridin-polyesteren er til stede i en mængde på 0,1-1 vægt-% af det totale bindemiddel, og at aminpolyesteren er til stede i en mængde på 0,1 til 0,5 vægt-% af det totale bindemiddel.
6. Bindemiddel ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at diisocyanat-hærdemidlet er DDI anvendt i et sådant forhold p at forholdet NC0/0H ligger i intervallet 0,75-0,95.
14 DK 154948 B
7. Bindemiddel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den hydroxy-terminerede butadien-polymer er HO —RcH2-CH=CH-CH2)0^2-^CH-CH)2 - (CH2-CH=CH-CH2)^--n OH , ch=ch2 ' hvor n = 44-65.
8. Bindemiddel ifølge krav 1 eller 7» kendetegnet ved, at det indeholder isodecyl-pelargonat som blødgøringsmiddel.
9. Støbeligt drivmiddel, kendetegnet ved, at det omfatter bindemidlet ifølge krav 1, hvori der homogent er disperge-ret findelt ammoniumperchlorat som oxidationsmiddel og findelt aluminium, hvorved dette sidste foreligger i en mængde på 0-20 vægt-% af det totale drivmiddel.
10. Drivmiddel ifølge krav 9, kendetegnet ved, at oxidationsmidlet er til stede i en mængde på 68-88 vægt-% af den totale drivmiddelkomposition.
11. Drivmiddel ifølge krav 10, kendetegnet ved, at oxidationsmidlet foreligger i form af en di- eller trimodal fordeling af partikelstørrelser mellem 1 og 400yum.
12. Drivmiddel ifølge krav 9, kendetegnet ved, at aluminiummet har en gennemsnitlig partikeldiameter i intervallet 5-50 y-um.
13. Drivmiddel ifølge krav 9-12, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter en brændehastighedskatalysator bestående af 0,1-1 vægt-% af ferrioxid, beregnet i forhold til drivmiddelkompositionen. is DK 154948 B
13 DK 154943 B Patent krav :
14. Fremgangsmåde til fremstilling af et sammensat drivmiddel som .angivet i et eller flere af kravene 9-12, kendetegnet ved, (i) at man sammenblander flydende bestanddele omfattende hydroxytermineret butadien-præpolymer, et blødgøringsmiddel og en aziridin-polyester og et aminpolyester-bindemiddel ved atmosfærisk temperatur og tryk, (ii) at man tilsætter eventuelt anvendt, findelt aluminiummetal, og at man blander til opnåelse af en jævn dispersion, (iii) at man tilsætter ca. 75% af den totale mængde af am- moniumperchlorat-oxidationsmiddel, som skal dispergeres, (iv) at man opvarmer til ca. 60°C under vacuum i ca. 1 time, (v) at man frigør vacuummet og tilsætter den resterende del af ammoniumperchlorat-oxidationsmiddel og blander, (vi) at man tilsætter et diisocyanathærdemiddel, og at man blander i et kort tidsrum, (vii) at man igen gør brug af et vacuum og opvarmer til ca. 60°C i ca. 45 minutter, og (viii) at man støber den resulterende blanding i forme.
DK015577A 1976-01-16 1977-01-14 Haerdeligt bindemiddel, drivmiddel omfattende et saadant bindemiddel samt fremgangsmaade til fremstilling af drivmidlet DK154948C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA243,659A CA1056984A (en) 1976-01-16 1976-01-16 Curable binding systems
CA243659 1976-01-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK15577A DK15577A (da) 1977-07-17
DK154948B true DK154948B (da) 1989-01-09
DK154948C DK154948C (da) 1989-05-29

Family

ID=4104991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK015577A DK154948C (da) 1976-01-16 1977-01-14 Haerdeligt bindemiddel, drivmiddel omfattende et saadant bindemiddel samt fremgangsmaade til fremstilling af drivmidlet

Country Status (11)

Country Link
JP (1) JPS5941957B2 (da)
BE (1) BE850420A (da)
CA (1) CA1056984A (da)
DE (1) DE2701494A1 (da)
DK (1) DK154948C (da)
FR (1) FR2352030A1 (da)
GB (1) GB1513706A (da)
IT (1) IT1076219B (da)
NL (1) NL180428C (da)
NO (1) NO144486C (da)
SE (2) SE437271B (da)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE439629B (sv) * 1977-01-06 1985-06-24 Thiokol Corp Raketmotor med till holjet forbundet fast framdrivningsmedel och forfarande for framstellning av en raketmotor med till holjet forbundet fast framdrivningsmedel
GB1604197A (en) * 1977-12-13 1981-12-02 Ca Minister Nat Defence Polyester bonding agents for htpb propellants
NO831850L (no) * 1982-05-28 1997-02-26 Royal Ordnance Plc Fremgangsmåte for fremstilling av en formet gummiaktig drivmiddelladning for raketter og liknende
DE19917672A1 (de) * 1999-04-19 2000-10-26 Fraunhofer Ges Forschung Raketentreibsatz
US8821859B2 (en) * 2004-05-19 2014-09-02 Agency For Science, Technology And Research Methods and articles for the delivery of therapeutic agents
JP2016011624A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 カーリットホールディングス株式会社 コンポジット推進薬

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745074A (en) * 1969-07-30 1973-07-10 Us Army Composite solid propellant with additive to improve the mechanical properties thereof
CA975494A (en) * 1970-09-29 1975-09-30 Gonzague L. Duchesne Propellants

Also Published As

Publication number Publication date
DK15577A (da) 1977-07-17
NO144486C (no) 1981-09-09
SE437271B (sv) 1985-02-18
GB1513706A (en) 1978-06-07
NL180428C (nl) 1987-02-16
SE8207110D0 (sv) 1982-12-13
BE850420A (fr) 1977-05-02
NL7700352A (nl) 1977-07-19
FR2352030B1 (da) 1981-02-27
SE8207110L (sv) 1982-12-13
FR2352030A1 (fr) 1977-12-16
DE2701494C2 (da) 1987-01-15
IT1076219B (it) 1985-04-27
NO770011L (no) 1977-07-19
DK154948C (da) 1989-05-29
CA1056984A (en) 1979-06-19
NL180428B (nl) 1986-09-16
JPS5941957B2 (ja) 1984-10-11
DE2701494A1 (de) 1977-07-21
JPS52110752A (en) 1977-09-17
SE7700279L (sv) 1977-07-17
NO144486B (no) 1981-06-01
SE460476B (sv) 1989-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ding et al. Structure and mechanical properties of novel composites based on glycidyl azide polymer and propargyl‐terminated polybutadiene as potential binder of solid propellant
Min et al. A study on the triazole crosslinked polymeric binder based on glycidyl azide polymer and dipolarophile curing agents
US4379903A (en) Propellant binders cure catalyst
EP0097937B1 (en) Cross-linked polyesteramides and production thereof
Landsem et al. Isocyanate‐free and dual curing of smokeless composite rocket propellants
Hu et al. Structure and mechanical properties of crosslinked glycidyl azide polymers via click chemistry as potential binder of solid propellant
JP3740128B2 (ja) ポリウレタンマトリックスを含む複合火薬装填材料を製造するための半連続二成分法
Touidjine et al. Preparation and characterization of polyurethane/nitrocellulose blends as binder for composite solid propellants
US4427468A (en) Curable propellant binding systems with bonding agent combination
US4289551A (en) High-energy explosive or propellant composition
DK154948B (da) Haerdeligt bindemiddel, drivmiddel omfattende et saadant bindemiddel samt fremgangsmaade til fremstilling af drivmidlet
US3260631A (en) Polyurethane propellants containing inorganic oxidizers with organo-silicon coating
US5472532A (en) Ambient temperature mix, cast, and cure composite propellant formulations
US3792003A (en) Hydroxy-terminated polybutadiene,diisocyanate and triol composition
Liu et al. Study on the curing system of polytriazole adhesive for composite solid propellant
Wen et al. Enhancing the performance of an HTPE binder by adding a novel hyperbranched multi‐arm azide copolyether
US3155552A (en) Castable explosive composition
US3762972A (en) Reaction product of phosphine oxide with carboxylic acids
GB1604197A (en) Polyester bonding agents for htpb propellants
US3745074A (en) Composite solid propellant with additive to improve the mechanical properties thereof
US4517035A (en) Method of making a castable propellant
Jawalkar et al. Influence of bicurative on processibility of composite propellant
US6508894B1 (en) Insensitive propellant formulations containing energetic thermoplastic elastomers
US6479614B1 (en) Energetic copolyurethane thermoplastic elastomers
US3715246A (en) Propellants derived from crosslinking of polybutadiene elastomers

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed