JP2010202449A - Nitramine propellant composition - Google Patents

Nitramine propellant composition Download PDF

Info

Publication number
JP2010202449A
JP2010202449A JP2009049259A JP2009049259A JP2010202449A JP 2010202449 A JP2010202449 A JP 2010202449A JP 2009049259 A JP2009049259 A JP 2009049259A JP 2009049259 A JP2009049259 A JP 2009049259A JP 2010202449 A JP2010202449 A JP 2010202449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
mass
propellant
content
nitramine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2009049259A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5304327B2 (en
Inventor
Kenji Kusumoto
研二 楠元
Kazuya Serizawa
一哉 芹澤
Maki Yoshida
真樹 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
Original Assignee
NOF Corp
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 NOF Corp filed Critical NOF Corp
Priority to JP2009049259A priority Critical patent/JP5304327B2/en
Publication of JP2010202449A publication Critical patent/JP2010202449A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5304327B2 publication Critical patent/JP5304327B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nitramine propellant composition which is low in combustion temperature and is excellent in mechanical properties while keeping the easiness of being handled and stored. <P>SOLUTION: The nitramine propellant composition contains: a component (a): cyclotrimethylene trinitramine; a component (b): a binder containing nitrocellulose; a component (c): nitroguanidine; and a component (d): and a plasticizer having nitric ester group, nitro group, nitramine group or azide group in a molecule. Wherein, the content of component (a) is 25-35 mass% in the nitramine propellant composition, the content of the component (b) is 100-150 pts.mass per 100 pts.mass component (a), the content of the component (c) is 30-90 pts.mass per 100 pts.mass component (a) and the content of the component (d) is 30-70 pts.mass per 100 pts.mass component (a). The binder of the component (b) is preferably one comprising nitrocellulose and polyvinyl pyrolidone. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、例えば大口径の戦車砲、野戦砲等の弾薬として用いられるニトラミン発射薬組成物に関する。さらに詳しくは、取扱いや保存の容易性を考慮したものであり、かつ燃焼温度が低く、機械的物性に優れるニトラミン発射薬組成物に関する。   The present invention relates to a nitramine propellant composition used as an ammunition for a large-caliber tank gun, a field gun, and the like. More specifically, the present invention relates to a nitramine propellant composition that takes into account ease of handling and storage, has a low combustion temperature, and has excellent mechanical properties.

従来から、取扱いや保存の容易性を考慮したLOVA発射薬と称される発射薬が知られている。このLOVA発射薬は、通常の発射薬よりも熱、火炎、衝撃、摩擦等に対する感度が低いという特徴(LOVA性)を有しながら、一方使用時には着火性や燃焼性等の適正な性能を有する発射薬である。   Conventionally, a propellant called a LOVA propellant considering ease of handling and storage has been known. This LOVA propellant has the characteristics (LOVA property) that it is less sensitive to heat, flame, impact, friction, etc. than normal propellant, while it has proper performance such as ignitability and flammability when used. It is a propellant.

このような発射薬として、以下に示すような発射薬が提案されている。例えば、ニトラミン化合物、ニトロセルロース及び可塑剤を含有する発射薬であって、ニトラミン化合物を46質量パーセント以上含有し、発射薬原材料を捏和、又は混合する前のニトラミン化合物全体の99%が粒径33ミクロン(μm)以下、平均粒径が9μm以下であるニトラミン発射薬が知られている(特許文献1を参照)。   As such propellants, the following propellants have been proposed. For example, a propellant containing a nitramine compound, nitrocellulose, and a plasticizer, containing 46 mass percent or more of the nitramine compound, and 99% of the total nitramine compound before mixing or mixing the propellant raw material has a particle size A nitramine propellant having an average particle size of 33 μm or less and an average particle size of 9 μm or less is known (see Patent Document 1).

また、ニトロセルロースを20〜35質量%、可塑剤を16〜30質量%、環状ニトラミン化合物を46〜64質量%、ニトログアニジンを0〜18質量%及び固形添加剤を0〜18質量%含有し、各成分相互の割合が特定されたニトラミン発射薬組成物が知られている(特許文献2を参照)。   Moreover, 20-35 mass% of nitrocellulose, 16-30 mass% of a plasticizer, 46-64 mass% of a cyclic nitramine compound, 0-18 mass% of nitroguanidine, and 0-18 mass% of solid additives are contained. A nitramine propellant composition in which the ratio of each component is specified is known (see Patent Document 2).

さらに、酸素含有粒子と、バインダー高分子と、可塑剤とからなる発射薬組成物が知られている(特許文献3を参照)。そして、酸素含有粒子がニトログアニジン又はシクロトリメチレントリニトラミン、シクロテトラメチレンテトラニトラミン等のニトラミン化合物、バインダー高分子がニトロセルロース等の硝酸エステル基を有するセルロース誘導体、可塑剤が不活性可塑剤又は不活性可塑剤と活性可塑剤との併用であり、各成分の割合が特定されている。この発射薬組成物として具体的には、シクロトリメチレントリニトラミンが58質量%、ニトロセルロースが21質量%、ニトログアニジンが5質量%、可塑剤が15.5質量%及び安定剤0.5質量%に設定されている(特許文献3の第6頁に記載の実施例1)。   Furthermore, a propellant composition composed of oxygen-containing particles, a binder polymer, and a plasticizer is known (see Patent Document 3). The oxygen-containing particles are nitroguanidine or nitramine compounds such as cyclotrimethylenetrinitramine and cyclotetramethylenetetranitramine, the binder polymer is a cellulose derivative having a nitrate group such as nitrocellulose, and the plasticizer is an inert plasticizer. Or it is the combined use of an inert plasticizer and an active plasticizer, and the ratio of each component is specified. Specifically as this propellant composition, cyclotrimethylene trinitramine is 58% by mass, nitrocellulose is 21% by mass, nitroguanidine is 5% by mass, plasticizer is 15.5% by mass, and stabilizer is 0.5%. The mass% is set (Example 1 described on page 6 of Patent Document 3).

特開2006−151791号公報(第2頁及び第4頁)JP 2006-151791 A (pages 2 and 4) 特開2008−110892号公報(第2頁及び第3頁)JP 2008-110892 A (second page and third page) 特開2000−272989号公報(第2頁及び第6頁)JP 2000-272989 A (pages 2 and 6)

前記特許文献1に記載のニトラミン発射薬は、良好なLOVA性を有し、燃焼性に優れているものの、ニトラミン化合物であるシクロトリメチレントリニトラミンが46質量%以上配合されているため、燃焼温度が高く、砲身内面にエロージョンを生じるという問題があった。さらに、バインダーであるニトロセルロースの割合が少ないため、発射薬の機械的物性が低いという問題があった。   Although the nitramine propellant described in Patent Document 1 has good LOVA properties and excellent flammability, it contains 46% by mass or more of cyclotrimethylenetrinitramine, which is a nitramine compound. There was a problem that the temperature was high and erosion occurred inside the gun barrel. Furthermore, since the ratio of nitrocellulose as a binder is small, there is a problem that the mechanical properties of the propellant are low.

また、前記特許文献2に記載のニトラミン発射薬組成物では、同様にLOVA性を有しているもののニトラミン化合物であるシクロトリメチレントリニトラミンが46質量%以上配合されているため、燃焼温度が高く、砲身内面にエロージョンを生じるという問題があった。   In addition, in the nitramine propellant composition described in Patent Document 2, 46% by mass or more of cyclotrimethylenetrinitramine, which is a nitramine compound, which has LOVA properties, is also present. High, there was a problem that erosion occurred inside the barrel.

さらに、前記特許文献3に記載の発射薬組成物では、同様にLOVA性を有しているもののニトラミン化合物の配合量が58質量%と多いため燃焼温度が高く、砲身内面にエロージョンを生じると共に、バインダーであるニトロセルロースの割合が21質量%という少量であるため発射薬の機械的物性が低いという問題があった。   Furthermore, in the propellant composition described in Patent Document 3, the nitramine compound content is as high as 58% by mass although it has LOVA properties, and the combustion temperature is high, causing erosion on the inner surface of the gun barrel, There was a problem that the mechanical properties of the propellant were low because the ratio of nitrocellulose as a binder was as small as 21% by mass.

そこで本発明の目的とするところは、取扱いや保存の容易性を維持しつつ、燃焼温度が低く、機械的物性に優れるニトラミン発射薬組成物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a nitramine propellant composition having a low combustion temperature and excellent mechanical properties while maintaining ease of handling and storage.

本発明者らは、前記従来技術に存在する課題に着目して鋭意研究した結果、シクロトリメチレントリニトラミン、ニトロセルロースを含むバインダー、ニトログアニジン及びエネルギー可塑剤を組合せ、かつ特定の配合割合に設定することにより、課題を解決できるという知見を得て本発明を完成するに到った。   As a result of diligent research focusing on the problems existing in the prior art, the present inventors combined cyclotrimethylene trinitramine, a binder containing nitrocellulose, nitroguanidine and an energy plasticizer, and in a specific blending ratio. By setting, the inventors have obtained knowledge that the problem can be solved and have completed the present invention.

すなわち、本発明における第1の発明のニトラミン発射薬組成物は、成分(a)シクロトリメチレントリニトラミン、成分(b)ニトロセルロースを含むバインダー、成分(c)ニトログアニジン及び成分(d)分子内に官能基として硝酸エステル基、ニトロ基、ニトラミン基又はアジド基を有する可塑剤を含有する。そして、成分(a)の含有量がニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であると共に、成分(a)100質量部に対して、成分(b)の含有量が100〜150質量部、成分(c)の含有量が30〜90質量部及び成分(d)の含有量が30〜70質量部であることを特徴とする。   That is, the nitramine propellant composition of the first invention in the present invention comprises component (a) cyclotrimethylenetrinitramine, component (b) a binder containing nitrocellulose, component (c) nitroguanidine and component (d) molecule. It contains a plasticizer having a nitrate group, nitro group, nitramine group or azide group as a functional group. And while content of a component (a) is 25-35 mass% in a nitramine propellant composition, content of a component (b) is 100-150 mass parts with respect to 100 mass parts of a component (a), The content of the component (c) is 30 to 90 parts by mass and the content of the component (d) is 30 to 70 parts by mass.

第2の発明のニトラミン発射薬組成物は、第1の発明において、前記成分(b)がニトロセルロースとポリビニルピロリドンとからなる。
第3の発明のニトラミン発射薬組成物は、第2の発明において、前記ポリビニルピロリドンの含有量が、ニトロセルロース100質量部に対して10〜30質量部である。
In the nitramine propellant composition of the second invention, in the first invention, the component (b) comprises nitrocellulose and polyvinylpyrrolidone.
In the nitramine propellant composition of the third invention, in the second invention, the content of the polyvinylpyrrolidone is 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nitrocellulose.

第4の発明のニトラミン発射薬組成物は、第1から第3のいずれか1項の発明において、前記成分(a)と成分(c)との合計量に対する成分(b)と成分(d)との合計量の質量比は1.0:0.7〜1.0:1.4である。   The nitramine propellant composition according to a fourth aspect of the present invention is the component according to any one of the first to third aspects, wherein the component (b) and the component (d) with respect to the total amount of the component (a) and the component (c). The mass ratio of the total amount is 1.0: 0.7 to 1.0: 1.4.

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のニトラミン発射薬組成物では、成分(a)の含有量がニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であると共に、成分(a)100質量部に対して、成分(b)の含有量が100〜150質量部、成分(c)の含有量が30〜90質量部及び成分(d)の含有量が30〜70質量部に設定されている。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
In the nitramine propellant composition of the present invention, the content of the component (a) is 25 to 35% by mass in the nitramine propellant composition, and the content of the component (b) with respect to 100 parts by mass of the component (a). The amount is set to 100 to 150 parts by mass, the content of component (c) is set to 30 to 90 parts by mass, and the content of component (d) is set to 30 to 70 parts by mass.

このように、ニトラミン発射薬組成物には必須成分としてニトログリセリンではなく成分(a)のシクロトリメチレントリニトラミンを用い、成分(b)ニトロセルロースの含有量が制限されているため、取扱いを良好にすることができる。また、成分(c)としてニトログアニジンが配合され、このニトログアニジンは発射薬の燃焼時における反応が吸熱反応であることから、燃焼温度の上昇を抑えることができる。さらに、成分(b)のニトロセルロースを含むバインダーの性質に基づいて、しかも成分(d)の可塑剤の性質により、発射薬の圧縮強度等の機械的物性を高めることができる。   In this way, the nitramine propellant composition uses cyclotrimethylene trinitramine as component (a) instead of nitroglycerin as an essential component, and the content of component (b) nitrocellulose is limited. Can be good. Moreover, since the reaction at the time of combustion of a propellant is an endothermic reaction, this nitroguanidine can suppress the raise of combustion temperature as a component (c). Furthermore, based on the property of the binder containing nitrocellulose as the component (b), and the property of the plasticizer as the component (d), mechanical properties such as the compressive strength of the propellant can be enhanced.

従って、本発明のニトラミン発射薬組成物は、取扱いや保存の容易性を維持しつつ、燃焼温度が低く、機械的物性に優れている。   Therefore, the nitramine propellant composition of the present invention has a low combustion temperature and excellent mechanical properties while maintaining ease of handling and storage.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔ニトラミン発射薬組成物〕
本実施形態のニトラミン発射薬組成物(以下、単に発射薬ともいう)は、成分(a)シクロトリメチレントリニトラミン、成分(b)ニトロセルロースを含むバインダー、成分(c)ニトログアニジン及び成分(d)分子内に官能基として硝酸エステル基、ニトロ基、ニトラミン基又はアジド基を有する可塑剤を含有する。そして、成分(a)の含有量がニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であると共に、成分(a)100質量部に対して、成分(b)の含有量が100〜150質量部、成分(c)の含有量が30〜90質量部及び成分(d)の含有量が30〜70質量部に設定されている。このように、特定の成分を組合せ、かつそれらの含有量を所定割合に設定することにより、発射薬の取扱いや保存の容易性を維持し、発射薬燃焼時における燃焼温度を抑え、さらに発射薬成形物の機械的物性を高めることができる。
<成分(a)のシクロトリメチレントリニトラミン>
まず、シクロトリメチレントリニトラミンについて説明する。シクロトリメチレントリニトラミン(1,3,5−トリニトロパーヒドロ−1,3,5−トリアジン又はシクロトリメチレントリニトロアミン又はRDX)とは、環状ニトラミン化合物であり、火薬力を向上させる機能を有し、エネルギーが高く、また燃焼性に優れるものである。シクロトリメチレントリニトラミンの平均粒子径は、通常3〜15μm程度であり、好ましくは5〜10μmである。平均粒子径が15μmを超える場合には発射薬の製造性が低下する傾向にあり、平均粒子径が3μm未満の場合には入手の容易性及び発射薬製造時の分散性が悪化する傾向にある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Nitramin propellant composition]
The nitramine propellant composition of the present embodiment (hereinafter also simply referred to as a propellant) is composed of component (a) cyclotrimethylenetrinitramine, component (b) a binder containing nitrocellulose, component (c) nitroguanidine and component ( d) A plasticizer having a nitrate group, nitro group, nitramine group or azide group as a functional group in the molecule is contained. And while content of a component (a) is 25-35 mass% in a nitramine propellant composition, content of a component (b) is 100-150 mass parts with respect to 100 mass parts of a component (a), The content of the component (c) is set to 30 to 90 parts by mass and the content of the component (d) is set to 30 to 70 parts by mass. In this way, by combining specific components and setting their content to a predetermined ratio, the ease of handling and storage of the propellant is maintained, the combustion temperature during propellant combustion is suppressed, and the propellant is further reduced. The mechanical properties of the molded product can be improved.
<Cyclotrimethylene trinitramine as component (a)>
First, cyclotrimethylenetrinitramine will be described. Cyclotrimethylenetrinitramine (1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine or cyclotrimethylenetrinitroamine or RDX) is a cyclic nitramine compound and has a function of improving explosive power. It has a high energy and excellent combustibility. The average particle diameter of cyclotrimethylenetrinitramine is usually about 3 to 15 μm, preferably 5 to 10 μm. When the average particle diameter exceeds 15 μm, the propellant productivity tends to decrease, and when the average particle diameter is less than 3 μm, the availability and the dispersibility during the manufacture of the propellant tend to deteriorate. .

シクロトリメチレントリニトラミンの含有量は、ニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であり、好ましくは28〜33質量%である。シクロトリメチレントリニトラミンの含有量が35質量%より多い場合、発射薬の燃焼時における燃焼温度が高くなり、砲身内面にエロージョンを生じる。一方、その含有量が25質量%より少ない場合、火薬力が低下し、発射薬としての本来の機能を発揮させることができなくなる。
<成分(b)のバインダー>
次に、成分(b)のニトロセルロ−スを含むバインダーについて説明する。ニトロセルロース(硝化綿)とは、燃料兼発射薬の成形物を粒状化(グレイン化)するための結合剤(バインダー)として機能する成分である。該ニトロセルロ−スは、セルロ−スを硝酸と硫酸との混酸で処理して得られる硝酸エステルである。
The content of cyclotrimethylenetrinitramine is 25 to 35% by mass, preferably 28 to 33% by mass in the nitramine propellant composition. When the content of cyclotrimethylenetrinitramine is more than 35% by mass, the combustion temperature at the time of combustion of the propellant becomes high and erosion occurs on the inner surface of the gun barrel. On the other hand, when the content is less than 25% by mass, the explosive power is lowered and the original function as a propellant cannot be exhibited.
<Binder of component (b)>
Next, the binder containing nitrocellulose as component (b) will be described. Nitrocellulose (nitrified cotton) is a component that functions as a binder (binder) for granulating (graining) a molded product of fuel and propellant. The nitrocellulose is a nitrate obtained by treating cellulose with a mixed acid of nitric acid and sulfuric acid.

ニトロセルロースは、それを構成するグルコース1単位分子あたり3箇所で硝酸エステル化することが可能であるが、様々な程度に硝化されたものが得られ、その程度は窒素の含有量で区別される。このニトロセルロース中の窒素量は11.7〜13.4質量%であることが好ましく、12.2〜13.4質量%であることがより好ましく、12.6〜13.2質量%であることが特に好ましい。この窒素量が11.7質量%未満の場合には、発射薬の燃焼性が低下すると共に、ニトロセルロ−スが有機溶剤に溶解し過ぎて粒状に成形することが困難になる傾向にある。その一方、窒素量が13.4質量%を超える場合には、発射薬の経時安定性が低下すると同時に、ニトロセルロ−スが有機溶剤に溶解し難くなり、粒状に成形することが困難になる傾向を示す。   Nitrocellulose can be nitrated at three locations per unit glucose molecule, but it can be nitrified to various degrees, and the degree is distinguished by the nitrogen content. . The amount of nitrogen in the nitrocellulose is preferably 11.7 to 13.4% by mass, more preferably 12.2 to 13.4% by mass, and 12.6 to 13.2% by mass. It is particularly preferred. When the amount of nitrogen is less than 11.7% by mass, the combustibility of the propellant is lowered, and the nitrocellulose is too dissolved in the organic solvent and tends to be difficult to be formed into a granular shape. On the other hand, when the amount of nitrogen exceeds 13.4% by mass, the stability of the propellant with time decreases, and at the same time, nitrocellulose is difficult to dissolve in an organic solvent and tends to be difficult to be formed into granules. Indicates.

バインダー中におけるニトロセルロースの含有量は、好ましくは60〜100質量%、より好ましくは75〜100質量%である。ニトロセルロースの含有量が60質量%より少なくなると、優れた機械的物性及び製造性を発現できるニトロセルロースの含有量が不足し、発射薬成形物の機械的物性及び発射薬の製造性が低下する傾向を示す。   The content of nitrocellulose in the binder is preferably 60 to 100% by mass, more preferably 75 to 100% by mass. When the content of nitrocellulose is less than 60% by mass, the content of nitrocellulose capable of exhibiting excellent mechanical properties and manufacturability is insufficient, and the mechanical properties of the propellant molding and the manufacturability of the propellant are lowered. Show the trend.

バインダーとしては、燃料としての機能及びバインダーとしての機能を向上させるために、上記のニトロセルロースとポリビニルピロリドンとからなることが好ましい。このポリビニルピロリドンについて説明する。ポリビニルピロリドンを配合することにより、発射薬を製造する際の製造性、特に各成分の分散性が向上し、また発射薬成形物の機械的物性も向上させることが可能となる。   The binder is preferably composed of the above nitrocellulose and polyvinylpyrrolidone in order to improve the function as a fuel and the function as a binder. This polyvinyl pyrrolidone will be described. By blending polyvinylpyrrolidone, the manufacturability when producing the propellant, particularly the dispersibility of each component, can be improved, and the mechanical properties of the propellant molding can be improved.

用いるポリビニルピロリドンの重量平均分子量(質量平均分子量)は、約10,000〜1,500,000程度、好ましくは30,000〜100,000である。重量平均分子量が10,000〜1,500,000の範囲内であれば発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性が向上し、ポリビニルピロリドンの重量平均分子量が30,000〜100,000の範囲内であれば発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性が大幅に向上する。   The polyvinyl pyrrolidone used has a weight average molecular weight (mass average molecular weight) of about 10,000 to 1,500,000, preferably 30,000 to 100,000. If the weight average molecular weight is in the range of 10,000 to 1,500,000, the propellant manufacturability and the mechanical properties of the propellant molding are improved, and the weight average molecular weight of polyvinylpyrrolidone is 30,000 to 100,000. If it is within the range of 000, the manufacturability of the propellant and the mechanical properties of the propellant molding are greatly improved.

バインダーとしてニトロセルロースと共に特定量のポリビニルピロリドンを含有させることにより、シクロトリメチレントリニトラミンをバインダー中に均一に分散させることが可能となる。特にシクロトリメチレントリニトラミンが微粒子であるとき、その分散性向上に大きく寄与し、バランスのとれた良好なLOVA性及び好ましい機械的物性を有するようになるものと推定される。   By including a specific amount of polyvinyl pyrrolidone together with nitrocellulose as a binder, cyclotrimethylene trinitramine can be uniformly dispersed in the binder. In particular, when cyclotrimethylenetrinitramine is a fine particle, it is presumed that it greatly contributes to the improvement of its dispersibility and has a well-balanced good LOVA property and favorable mechanical properties.

バインダー中におけるポリビニルピロリドンの含有量は、ニトロセルロース100質量部に対して好ましくは10〜30質量部であり、さらに好ましくは10〜15質量部である。ポリビニルピロリドンの含有量が10〜30質量部の範囲内であれば発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性が向上する。さらに、ポリビニルピロリドンの含有量が10〜15質量部の範囲内であれば発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性が大幅に向上する。   The content of polyvinylpyrrolidone in the binder is preferably 10 to 30 parts by mass, more preferably 10 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nitrocellulose. If the content of polyvinylpyrrolidone is within the range of 10 to 30 parts by mass, the manufacturability of the propellant and the mechanical properties of the propellant molded product are improved. Furthermore, if the content of polyvinylpyrrolidone is in the range of 10 to 15 parts by mass, the manufacturability of the propellant and the mechanical properties of the propellant molding are greatly improved.

バインダーとしては、前記のニトロセルロースやポリビニルピロリドンに加えて公知のバインダー、例えばセルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテート、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、カルボキシメチルセルロースカリウム塩、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、微結晶性セルロース等を発射薬成形物の機械的物性及びLOVA性の観点から必要に応じて加えてもよい。但し、その含有量はニトロセルロース100質量部に対して好ましくは30質量部以下であり、30質量部を超える場合には発射薬成形物の機械的物性が低下する傾向にある。   As the binder, in addition to the above-mentioned nitrocellulose and polyvinylpyrrolidone, known binders such as cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate, carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose sodium salt, carboxymethylcellulose potassium salt, carboxymethylcellulose ammonium salt , Methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylethylcellulose, microcrystalline cellulose and the like may be added as necessary from the viewpoint of mechanical properties and LOVA properties of the propellant molding. However, the content thereof is preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of nitrocellulose, and when it exceeds 30 parts by mass, the mechanical properties of the propellant molded product tend to decrease.

成分(b)ニトロセルロースを含むバインダーの含有量は、成分(a)シクロトリメチレントリニトラミン100質量部に対して100〜150質量部であり、好ましくは100〜120質量部である。成分(b)の含有量が150質量部を超える場合には、発射薬のLOVA性が悪くなる。その一方、成分(b)の含有量が100質量部未満の場合には、発射薬成形物の機械的物性が悪化する。
<成分(c)のニトログアニジン>
次に、成分(c)のニトログアニジン〔HNC(=NH)NHNO〕はニトロ化合物であり、発射薬の燃焼温度を下げ、また火薬力を向上させる機能を有する成分である。ニトログアニジンは、発射薬の燃焼時における反応が吸熱反応を示すことから、発射薬の燃焼時における燃焼温度を低下させることができる。このニトログアニジンの含有量は、シクロトリメチレントリニトラミン100質量部に対して30〜90質量部であり、好ましくは50〜80質量部である。ニトログアニジンの含有量が90質量部を超える場合には発射薬の製造性が悪くなり、ニトログアニジンの含有量が30質量部未満の場合には発射薬の燃焼時における燃焼温度の低下を図ることができなくなる。
<成分(d)の可塑剤>
次に、成分(d)の可塑剤とは、分子内に官能基として硝酸エステル基、ニトロ基、ニトラミン基又はアジド基を有する可塑剤(エネルギー可塑剤ともいう)であり、発射薬の火薬力を向上させる機能を有し、かつ発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性も向上させることができる機能をも有する。このエネルギー可塑剤としては、火薬力向上と機械的物性の向上を果たすことができる全てのものが使用できる。そのようなエネルギー可塑剤として例えば、ジエチレングリコールジナイトレート(DEGDN)、トリエチレングリコールジナイトレート(TEGDN)、ブタンジオールジナイトレート(BDDN)、ブタントリオールトリナイトレート(BTTN)、トリメチロールエタントリナイトレート(TMETN)、トリメチロールプロパントリナイトレート(TMPTN)等の硝酸エステルを含む可塑剤、ビス−2、2−ジニトロプロピルアセタールとビス−2、2−ジニトロプロピルホルマールとの混合物(BDNPA/F)、ニトラトエチルニトラミン類(NENA類)、グリシジルアジドポリマー(GAP)、アジド−酢酸−2−(2−アジド−アセトキシ)−エチルエステル(EGBAA)等の硝酸エステルを含まない可塑剤が挙げられる。これらのエネルギー可塑剤は、1種又は2種以上を適宜組合せて用いることができる。
Content of the binder containing a component (b) nitrocellulose is 100-150 mass parts with respect to 100 mass parts of component (a) cyclotrimethylene trinitramines, Preferably it is 100-120 mass parts. When content of a component (b) exceeds 150 mass parts, the LOVA property of a propellant will worsen. On the other hand, when the content of the component (b) is less than 100 parts by mass, the mechanical properties of the propellant molding are deteriorated.
<Nitroguanidine as component (c)>
Next, nitroguanidine [H 2 NC (= NH) NHNO 2 ] as the component (c) is a nitro compound, and has a function of lowering the combustion temperature of the propellant and improving the explosive power. Nitroguanidine can lower the combustion temperature during combustion of the propellant because the reaction during combustion of the propellant exhibits an endothermic reaction. The content of this nitroguanidine is 30 to 90 parts by mass, preferably 50 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cyclotrimethylenetrinitramine. When the content of nitroguanidine exceeds 90 parts by mass, the manufacturability of the propellant deteriorates, and when the content of nitroguanidine is less than 30 parts by mass, the combustion temperature during combustion of the propellant is lowered. Can not be.
<Plasticizer of component (d)>
Next, the plasticizer of component (d) is a plasticizer having a nitrate group, nitro group, nitramine group or azide group as a functional group in the molecule (also referred to as an energy plasticizer). As well as the function of improving the manufacturability of the propellant and the mechanical properties of the propellant molding. As the energy plasticizer, any energy plasticizer that can improve explosive power and mechanical properties can be used. Examples of such energy plasticizers include diethylene glycol dinitrate (DEGDN), triethylene glycol dinitrate (TEGDN), butanediol dinitrate (BDDN), butanetriol trinitrate (BTTN), trimethylolethanetrinite. Plasticizers containing nitrate esters such as rate (TMETN) and trimethylolpropane trinitrate (TMPTN), and mixtures of bis-2,2-dinitropropyl acetal and bis-2,2-dinitropropyl formal (BDNPA / F) And plasticizers not containing nitrate esters such as nitratoethylnitramines (NENAs), glycidyl azide polymers (GAP), azido-acetic acid-2- (2-azido-acetoxy) -ethyl ester (EGBAA), etc. It is. These energy plasticizers can be used alone or in combination of two or more.

これらの中では、高いLOVA性を有する硝酸エステルを含まない可塑剤が好ましく、また入手性及び取扱性が良いビス−2,2−ジニトロプロピルアセタールとビス−2,2−ジニトロプロピルホルマールとの混合物(BDNPA/F)及びグリシジルアジドポリマー(GAP)が特に好ましい。   Among these, a plasticizer which does not contain a nitrate ester having a high LOVA property is preferable, and a mixture of bis-2,2-dinitropropyl acetal and bis-2,2-dinitropropyl formal which is easy to obtain and handle. (BDNPA / F) and glycidyl azide polymer (GAP) are particularly preferred.

可塑剤としては、前記のエネルギー可塑剤に加えて公知の不活性可塑剤をLOVA性及び機械的物性の観点から必要に応じて加えてもよい。不活性可塑剤としては、例えばジブチルフタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル可塑剤、アセチルトリエチルサイトレート、アセチルトリブチルサイトレート等のオキシ酸エステル可塑剤、リン酸エステル、トリアセチン等が挙げられる。これらの不活性可塑剤の含有量は、エネルギー可塑剤100質量部に対して通常20質量部以下である。この含有量が20質量部を超える場合には、発射薬の火薬力が低下する傾向にある。   As the plasticizer, in addition to the above-mentioned energy plasticizer, a known inert plasticizer may be added as needed from the viewpoint of LOVA properties and mechanical properties. Examples of the inert plasticizer include phthalic acid ester plasticizers such as dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, and diethyl phthalate, oxy acid ester plasticizers such as acetyl triethyl citrate and acetyl tributyl citrate, phosphoric acid esters, and triacetin. . The content of these inert plasticizers is usually 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the energy plasticizer. When this content exceeds 20 parts by mass, the explosive power of the propellant tends to decrease.

エネルギー可塑剤の含有量は、シクロトリメチレントリニトラミン100質量部に対して30〜70質量部であり、好ましくは40〜60質量部である。エネルギー可塑剤の含有量が70質量部を超える場合には、発射薬の製造性が悪くなる。その一方、エネルギー可塑剤の含有量が30質量部未満の場合には、発射薬の火薬力及び発射薬成形物の機械的物性が悪化する。
<成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)の比率>
前述のように、成分(a)と成分(c)とは発射薬の火薬力を向上させ、特に成分(c)は発射薬の燃焼時における燃焼温度を抑えることができるが、それらの機能を相乗的に作用させるために、成分(a)と成分(c)との質量比は1.0:0.3〜1.0:0.9であることが好ましい。このように構成した場合、発射薬の火薬力を一層高め、発射薬の燃焼時における燃焼温度を十分に低下させることができる。上記質量比の範囲を外れた場合には、火薬力の向上及び燃焼温度の低下を十分に図ることができなくなる。
Content of an energy plasticizer is 30-70 mass parts with respect to 100 mass parts of cyclotrimethylenetrinitramines, Preferably it is 40-60 mass parts. When the content of the energy plasticizer exceeds 70 parts by mass, the manufacturability of the propellant is deteriorated. On the other hand, when the content of the energy plasticizer is less than 30 parts by mass, the explosive power of the propellant and the mechanical properties of the propellant molding are deteriorated.
<Ratio of component (a), component (b), component (c) and component (d)>
As described above, the component (a) and the component (c) improve the explosive power of the propellant, and particularly the component (c) can suppress the combustion temperature at the time of combustion of the propellant. In order to act synergistically, the mass ratio of component (a) to component (c) is preferably 1.0: 0.3 to 1.0: 0.9. When comprised in this way, the explosive power of a propellant can be raised further and the combustion temperature at the time of combustion of a propellant can fully be reduced. When the mass ratio is out of the range, the explosive power cannot be sufficiently improved and the combustion temperature cannot be sufficiently reduced.

また、成分(b)と成分(d)とは発射薬の製造性を良好にすると共に、発射薬成形物の機械的物性を向上させることができるが、それらの機能を相乗的に発揮させるために、成分(b)と成分(d)との質量比は1.0:0.3〜1.0:0.7であることが好ましい。この場合、発射薬の製造性を一層高め、発射薬成形物の機械的物性をさらに向上させることができる。上記質量比の範囲を外れると、発射薬の製造性及び発射薬成形物の機械的物性の向上を十分に発揮することができなくなる。   In addition, the component (b) and the component (d) can improve the manufacturability of the propellant and improve the mechanical properties of the propellant molding, but in order to exert their functions synergistically. In addition, the mass ratio of the component (b) to the component (d) is preferably 1.0: 0.3 to 1.0: 0.7. In this case, the manufacturability of the propellant can be further improved, and the mechanical properties of the propellant molding can be further improved. If the mass ratio is out of the range, it is impossible to sufficiently improve the manufacturability of the propellant and the mechanical properties of the propellant molding.

加えて、成分(a)と成分(c)との合計量に対する成分(b)と成分(d)との合計量の質量比は、1.0:0.7〜1.0:1.4であることが好ましい。このように構成した場合、取扱いや保存の容易性及び燃焼温度の低下という効果と、製造性及び機械的物性の向上という効果とをバランス良く発揮させることができる。上記質量比の範囲を外れると、得られる効果のバランスが悪くなる傾向を示す。
<その他の成分>
ニトラミン発射薬組成物には、前記の成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)以外に、必要に応じて通常の発射薬に使用されている安定剤、消炎剤、光沢剤等を含有することができる。安定剤としては、例えばジフェニルウレア、メチルジフェニルウレア、エチルジフェニルウレア、ジエチルジフェニルウレア、ジメチルジフェニルウレア、メチルエチルジフェニルウレア等のジフェニルウレア誘導体、ジフェニルアミン、2−ニトロジフェニルアミン等のジフェニルアミン誘導体、エチルフェニルウレタン、メチルフェニルウレタン等のフェニルウレタン誘導体、ジフェニルウレタン等のジフェニルウレタン誘導体、レゾルシノール等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種以上の混合物として用いられる。
In addition, the mass ratio of the total amount of component (b) and component (d) to the total amount of component (a) and component (c) is 1.0: 0.7 to 1.0: 1.4. It is preferable that When comprised in this way, the effect of the ease of handling and preservation | save, and the fall of combustion temperature, and the effect of improvement of manufacturability and a mechanical physical property can be exhibited with sufficient balance. If the mass ratio is out of the range, the obtained effect tends to be unbalanced.
<Other ingredients>
In addition to the components (a), (b), (c) and (d), the nitramine propellant composition includes stabilizers and anti-inflammatory agents used in ordinary propellants as necessary. , Brighteners and the like. Examples of the stabilizer include diphenyl urea derivatives such as diphenyl urea, methyl diphenyl urea, ethyl diphenyl urea, diethyl diphenyl urea, dimethyl diphenyl urea, and methyl ethyl diphenyl urea, diphenyl amine derivatives such as diphenyl amine and 2-nitrodiphenyl amine, ethyl phenyl urethane, Examples thereof include phenylurethane derivatives such as methylphenylurethane, diphenylurethane derivatives such as diphenylurethane, and resorcinol. These compounds are used alone or as a mixture of two or more.

これらの化合物の中では、融点が120℃以上であるため高温時においてもニトロセルロ−スから発生する窒素酸化物を確実に捕捉し、ニトロセルロ−スの自然分解を抑制する効果の高いジフェニルウレア誘導体、具体的にはメチルジフェニルウレア、ジフェニルウレア又はジメチルジフェニルウレアが好ましく、メチルジフェニルウレア又はジメチルジフェニルウレアが特に好ましい。消炎剤としては、例えば硫酸カリウム、硝酸カリウム等が挙げられ、光沢剤としては例えば黒鉛等が挙げられ、それらの含有量は常法に従って設定される。
<ニトラミン発射薬組成物の製造方法及び成形物>
次に、ニトラミン発射薬組成物の製造方法について説明する。
Among these compounds, since the melting point is 120 ° C. or higher, a diphenylurea derivative having a high effect of reliably capturing nitrogen oxides generated from nitrocellulose even at high temperatures, and suppressing the natural decomposition of nitrocellulose, Specifically, methyl diphenyl urea, diphenyl urea or dimethyl diphenyl urea is preferable, and methyl diphenyl urea or dimethyl diphenyl urea is particularly preferable. Examples of the flame retardant include potassium sulfate and potassium nitrate, and examples of the brightener include graphite and the content thereof is set according to a conventional method.
<Production method and molded product of nitramine propellant composition>
Next, the manufacturing method of a nitramine propellant composition is demonstrated.

まず最初に、シクロトリメチレントリニトラミン、ニトロセルロースを含むバインダー、ニトログアニジン及びエネルギー可塑剤、必要により安定剤、消炎剤、光沢剤を所定量計量する。計量後、全ての成分(原材料)を捏和機に入れ、さらに有機溶剤を適量捏和機内に加えて均一に混合することにより、ニトラミン発射薬組成物が得られる。続いて、得られたニトラミン発射薬組成物を押出装置に装填して所定の圧力を加え、ダイスを通しながら押し出すことにより、所定の形状及び大きさに成形する。その後、裁断及び乾燥することにより所定の形状及び大きさを有するニトラミン発射薬組成物の成形物を製造することができる。   First, a predetermined amount of cyclotrimethylenetrinitramine, a binder containing nitrocellulose, nitroguanidine and an energy plasticizer, and if necessary, a stabilizer, a flame retardant and a brightening agent are weighed. After weighing, all components (raw materials) are put into a kneader, and an appropriate amount of organic solvent is added to the kneader and mixed uniformly to obtain a nitramine propellant composition. Subsequently, the obtained nitramine propellant composition is loaded into an extruder, applied with a predetermined pressure, and extruded through a die to be molded into a predetermined shape and size. Thereafter, the molded product of the nitramine propellant composition having a predetermined shape and size can be produced by cutting and drying.

なお、押出成形法で用いられる有機溶剤としては、ニトロセルロースを含むバインダーを溶かすもの又は膨潤させるものが全て使用可能である。そのような有機溶剤として例えば、アセトン、メチルアルコ−ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルエ−テル、トルエン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらの混合溶液も使用可能である。特に、ニトロセルロースとの相溶性に優れる点で、アセトン、エチルアルコ−ル及びジエチルエーテルが好ましい。   In addition, as the organic solvent used in the extrusion molding method, all those that dissolve or swell the binder containing nitrocellulose can be used. Examples of such an organic solvent include acetone, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl ether, toluene, methyl ethyl ketone, and the like. These mixed solutions can also be used. In particular, acetone, ethyl alcohol, and diethyl ether are preferable in terms of excellent compatibility with nitrocellulose.

前記発射薬の成形物は、用途に応じて適宜の大きさ及び形状にすることが可能である。形状の例としては、例えば無孔管状、単孔管状、多孔管状等が挙げられる。ここで単孔管状とは、軸線方向に延びる1個の貫通孔を有する円柱体や六角柱体のことであり、多孔管状とは軸線方向に延びる複数(例えば7個、19個及び37個)の貫通孔を有する円柱体や六角柱体のことである。
〔実施形態により発揮される作用及び効果のまとめ〕
・ 本実施形態におけるニトラミン発射薬組成物では、成分(a)の含有量がニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であると共に、成分(a)100質量部に対して、成分(b)の含有量が100〜150質量部、成分(c)の含有量が30〜90質量部及び成分(d)の含有量が30〜70質量部に設定されている。
The molded product of the propellant can be appropriately sized and shaped according to the application. Examples of shapes include non-porous, single-hole, and porous tubes. Here, the single-hole tubular means a cylinder or hexagonal cylinder having one through-hole extending in the axial direction, and the porous tubular means a plurality (for example, 7, 19, and 37) extending in the axial direction. It is a cylindrical body or a hexagonal cylinder having a through hole.
[Summary of actions and effects exhibited by the embodiment]
In the nitramine propellant composition in the present embodiment, the content of the component (a) is 25 to 35% by mass in the nitramine propellant composition, and the component (b) with respect to 100 parts by mass of the component (a) The content of 100 to 150 parts by mass, the content of component (c) is set to 30 to 90 parts by mass, and the content of component (d) is set to 30 to 70 parts by mass.

このように、発射薬には必須成分としてニトログリセリンではなく成分(a)としてシクロトリメチレントリニトラミンを用い、成分(b)中のニトロセルロースの含有量が制限されているため、発射薬の製造時や保存時における取扱いを良好にすることができる。さらに、成分(c)としてニトログアニジンが配合され、このニトログアニジンは発射薬の燃焼時における反応が吸熱反応であるため、燃焼温度の上昇を抑えることができる。その上、成分(b)のニトロセルロースを含むバインダーの性質に基づいて、しかも成分(d)の可塑剤の性質により、発射薬成形物について圧縮強度等の機械的物性を高めることができる。   In this way, the propellant uses cyclotrimethylenetrinitramine as the component (a) instead of nitroglycerin as an essential component, and the content of nitrocellulose in the component (b) is limited. Handling during production and storage can be improved. Furthermore, nitroguanidine is blended as the component (c), and this nitroguanidine can suppress an increase in combustion temperature because the reaction during combustion of the propellant is an endothermic reaction. In addition, based on the properties of the binder containing nitrocellulose as the component (b) and the properties of the plasticizer as the component (d), mechanical properties such as compressive strength can be enhanced for the propellant molding.

従って、発射薬は、取扱いや保存の容易性を維持しつつ、燃焼温度が低く、機械的物性に優れている。このように燃焼温度を抑えることができることから、戦車砲、野戦砲等の砲身内面にエロージョンが生じることを防止することができる。   Therefore, the propellant has a low combustion temperature and excellent mechanical properties while maintaining ease of handling and storage. Since the combustion temperature can be suppressed in this way, it is possible to prevent erosion from occurring on the inner surface of a barrel such as a tank gun or a field gun.

・ 成分(b)のバインダーが、ニトロセルロースとポリビニルピロリドンからなることにより、ポリビニルピロリドンのバインダーとしての性質によって発射薬の製造性を向上させることができる。   -When the binder of a component (b) consists of nitrocellulose and polyvinylpyrrolidone, the manufacturability of a propellant can be improved with the property as a binder of polyvinylpyrrolidone.

・ ポリビニルピロリドンの含有量がニトロセルロース100質量部に対して10〜30質量部であることにより、ポリビニルピロリドンの効果を十分に高めることができ、発射薬の製造性をさらに向上させることができる。   -When the content of polyvinyl pyrrolidone is 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nitrocellulose, the effect of polyvinyl pyrrolidone can be sufficiently enhanced, and the productivity of the propellant can be further improved.

・ 成分(a)と成分(c)との質量比が1.0:0.3〜1.0:0.9であることにより、発射薬の火薬力を一層高め、発射薬の燃焼時における燃焼温度を十分に低下させることができる。   -The mass ratio of component (a) to component (c) is 1.0: 0.3 to 1.0: 0.9, so that the explosive power of the propellant is further increased, The combustion temperature can be sufficiently reduced.

・ 成分(b)と成分(d)との質量比が1.0:0.3〜1.0:0.7であることにより、発射薬の製造性を一層高め、発射薬成形物の機械的物性をさらに向上させることができる。   -The mass ratio of the component (b) and the component (d) is 1.0: 0.3 to 1.0: 0.7, so that the manufacturability of the propellant is further enhanced, and the projectile molding machine The physical properties can be further improved.

・ 成分(a)と成分(c)との合計量に対する成分(b)と成分(d)との合計量の質量比が1.0:0.7〜1.0:1.4であることにより、発射薬の取扱いや保存の容易性及び燃焼温度の低下という効果と、機械的物性の向上という効果とをバランス良く発揮させることができる。   The mass ratio of the total amount of component (b) and component (d) to the total amount of component (a) and component (c) is 1.0: 0.7 to 1.0: 1.4 Thus, the effect of easy handling and storage of the propellant and the reduction of the combustion temperature and the effect of improvement of the mechanical properties can be exerted in a balanced manner.

以下、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。表1及び表2中における略号は次の意味を表す。
RDX:シクロトリメチレントリニトラミン
NC:ニトロセルロース
NQ:ニトログアニジン
GAP:グリシジルアジドポリマー
AKII:メチルジフェニルウレア
PVP:ポリビニルピロリドン
CAB:セルロースアセテートブチレート
BDNPA/F:ビス−2,2−ジニトロプロピルアセタールとビス−2,2−ジニトロプロピルホルマールとの混合物
次に、実施例及び比較例におけるニトラミン発射薬組成物の特性を評価する方法について以下に示す。
〔LOVA性〕
LOVA性を評価するための落槌感度試験方法について説明する。落槌感度試験は、JIS K−4810(火薬類性能試験方法)に規定されている落槌感度試験方法に準拠して実施し、1/6爆点を求め、相当する等級を表示した。LOVA性に関しては5級以上が合格点である。
〔燃焼温度〕
燃焼温度の評価方法について説明する。燃焼温度は、当該分野で公知の熱平衡計算に基づいて算出を行った。砲身内面に生じるエロージョンを低減させるためには、できるだけ燃焼温度を低くすることが好ましい。熱平衡計算にて算出された燃焼温度が2850K以下とすべきである。
〔機械的物性〕
機械的物性を評価するための圧縮強度試験方法について説明する。圧縮強度試験は、ミネベア(株)製の引張圧縮試験機(AL−50kNB)を用いて行った。試料としてニトラミン発射薬組成物の成形物を試料台中央部に載せた後、長さ方向に30mm/分の速度で圧縮して圧縮試験を行った。そして、応力ひずみ曲線より最大荷重値及び圧縮率を読みとり、機械的物性の評価を行った。戦車砲、野戦砲等の射撃時には大きな衝撃がニトラミン発射薬組成物の成形物に与えられる。そのため、ニトラミン発射薬組成物の成形物には、その衝撃に耐えられることが要求される。本試験においては、最大荷重値が23MPa以上、圧縮率が8.0%以上とする必要がある。
〔製造性〕
製造性の評価方法について説明する。各実施例及び比較例のニトラミン発射薬組成物を押出成形装置で押出成形する場合の成形しやすさ、及び裁断機まで運搬する際の取扱性に関し、下記の評価基準にて評価を行った。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Abbreviations in Table 1 and Table 2 represent the following meanings.
RDX: Cyclotrimethylene trinitramine NC: Nitrocellulose NQ: Nitroguanidine GAP: Glycidyl azide polymer AKII: Methyldiphenylurea PVP: Polyvinylpyrrolidone CAB: Cellulose acetate butyrate BDNPA / F: Bis-2,2-dinitropropyl acetal Mixture with bis-2,2-dinitropropyl formal Next, a method for evaluating the characteristics of the nitramine propellant composition in Examples and Comparative Examples is shown below.
[LOVA characteristics]
A drop sensitivity test method for evaluating the LOVA property will be described. The drop sensitivity test was performed in accordance with the drop sensitivity test method defined in JIS K-4810 (explosives performance test method), and 1/6 explosion point was obtained and the corresponding grade was displayed. For LOVA, grade 5 or higher is a passing score.
[Combustion temperature]
A method for evaluating the combustion temperature will be described. The combustion temperature was calculated based on a thermal equilibrium calculation known in the art. In order to reduce the erosion generated on the inner surface of the gun barrel, it is preferable to lower the combustion temperature as much as possible. The combustion temperature calculated by thermal equilibrium calculation should be 2850K or less.
[Mechanical properties]
A compressive strength test method for evaluating mechanical properties will be described. The compressive strength test was performed using a tensile compression tester (AL-50kNB) manufactured by Minebea Co., Ltd. After a molded product of the nitramine propellant composition as a sample was placed on the center of the sample stage, the sample was compressed at a speed of 30 mm / min in the length direction to conduct a compression test. Then, the maximum load value and the compressibility were read from the stress strain curve, and the mechanical properties were evaluated. When shooting a tank gun, a field gun, etc., a large impact is given to the molded article of the nitramine propellant composition. Therefore, the molded product of the nitramine propellant composition is required to withstand the impact. In this test, it is necessary that the maximum load value is 23 MPa or more and the compression rate is 8.0% or more.
〔Manufacturability〕
A method for evaluating manufacturability will be described. The following evaluation criteria evaluated the ease of shaping | molding in the case of extruding the nitramine propellant composition of each Example and a comparative example with an extrusion molding apparatus, and the handleability at the time of conveying to a cutting machine.

◎:圧出薬の柔軟性が高く、極めて容易に取扱うことができた。
○:圧出薬の柔軟性があり、容易に取扱うことができた。
△:圧出薬の柔軟性が乏しく、注意しながら取扱いを行う必要があった。
(Double-circle): The flexibility of the extruding drug was high and it was able to handle very easily.
○: The extrudate was flexible and could be handled easily.
(Triangle | delta): The flexibility of an extruding medicine was scarce and it was necessary to handle it with care.

×:圧出薬の柔軟性がなく、また非常に脆いため取扱いに問題が生じた。
製造性に関しては、◎又は○とする必要がある。
以下、実施例及び比較例を挙げて説明する。なお、%表示は特に断りのない限り質量基準である。
(実施例1)
以下に示す方法によりニトラミン発射薬組成物の成形物を製造した。
X: There was a problem in handling because the extrudate was not flexible and very brittle.
Regarding manufacturability, it is necessary to make ◎ or ○.
Hereinafter, an example and a comparative example will be described. In addition,% display is a mass reference | standard unless there is particular notice.
Example 1
A molded article of the nitramine propellant composition was produced by the method described below.

成分(a)として平均粒子径が7μmのシクロトリメチレントリニトラミン30.0%、成分(b)として窒素量が12.6%のニトロセルロース33.0%、成分(c)としてニトログアニジン25.0%、成分(d)として重量平均分子量約700のグリシジルアジドポリマー11.0%、安定剤としてメチルジフェニルウレア1.0%の割合になるように混合した混合物に対し、アセトン55%及びエチルアルコ−ル45%の混合溶液を加え、いわゆるウェルナ−混和機で均一に混合した。なお、ウェルナ−混和機は、横方向に延びる回転軸に取付けられた撹拌羽根により撹拌、混合する装置である。   As component (a) 30.0% cyclotrimethylenetrinitramine with an average particle size of 7 μm, as component (b) 33.0% nitrocellulose with 12.6% nitrogen, and as component (c) nitroguanidine 25 0.05% of glycidyl azide polymer having a weight average molecular weight of about 700 as component (d) and 1.0% of methyldiphenylurea as a stabilizer were mixed with 55% acetone and ethyl alcohol. -45% mixed solution was added and mixed uniformly with a so-called Werner mixer. The Werner-mixer is a device that stirs and mixes with stirring blades attached to a rotating shaft extending in the lateral direction.

次いで、得られた混合物を押出装置に装填した。押出装置には予め12.5mmのダイス及び0.5mmのピンが取り付けられており、前記混合物は圧力をかけることにより、このダイスを通りながら押出され、19個の貫通孔を有する19孔管状円柱薬に成形された。この成形物を10.0mmの長さに裁断し、乾燥することにより粒状のニトラミン発射薬組成物の成形物を得た。その際の製造性を前述の方法により評価した。   The resulting mixture was then loaded into an extruder. A 12.5 mm die and a 0.5 mm pin are attached to the extrusion apparatus in advance, and the mixture is extruded while passing through this die by applying pressure, and a 19-hole tubular cylinder having 19 through holes. Molded into medicine. This molded product was cut into a length of 10.0 mm and dried to obtain a molded product of a granular nitramine propellant composition. The productivity at that time was evaluated by the method described above.

また、このニトラミン発射薬組成物の成形物を用い、前記落槌感度試験によるLOVA性及び燃焼温度を求めた。さらに、前記圧縮強度試験による機械的物性の評価を行った。それらの試験結果を表1に示した。なお、燃焼温度は、当該分野で公知の熱平衡計算を行って算出した計算値である。
(実施例2〜12)
表1に記載の組成で前記実施例1に準じて実施例2〜12のニトラミン発射薬組成物の成形物を製造した。そして、LOVA性、燃焼温度、機械的物性及び製造性を実施例1と同様にして求めた。それぞれの試験結果を表1に示した。なお、ニトラミン発射薬組成物の製造に用いたポリビニルピロリドンは平均分子量が約50,000のグレード品であり、ビス−2、2−ジニトロプロピルアセタールとビス−2、2−ジニトロプロピルホルマールの混合物は、質量比1:1のグレード品である。
Moreover, the LOVA property and combustion temperature by the said drop sensitivity test were calculated | required using the molded object of this nitramine propellant composition. Further, mechanical properties were evaluated by the compressive strength test. The test results are shown in Table 1. The combustion temperature is a calculated value calculated by performing a thermal equilibrium calculation known in the art.
(Examples 2 to 12)
Molded products of the nitramine propellant compositions of Examples 2 to 12 were produced in accordance with Example 1 with the compositions shown in Table 1. The LOVA property, combustion temperature, mechanical properties and manufacturability were determined in the same manner as in Example 1. The test results are shown in Table 1. The polyvinylpyrrolidone used for the production of the nitramine propellant composition is a grade product having an average molecular weight of about 50,000, and the mixture of bis-2,2-dinitropropyl acetal and bis-2,2-dinitropropyl formal is A grade product with a mass ratio of 1: 1.

Figure 2010202449
表1の試験結果より次のようなことが明らかになった。
Figure 2010202449
The test results in Table 1 revealed the following.

実施例1〜12に示したニトラミン発射薬組成物では、いずれもLOVA性及び製造性に問題のないことが明らかとなった。また、燃焼温度については、全てが2850K以下であることが確認された。さらに、機械的物性においては、全てが25MPa以上の最大荷重値を有しており、かつ全てが8.5%以上の圧縮率を有しており、機械的物性に問題のないことが確認できた。
(比較例1〜8)
表2に示した組成で、実施例1と同様の方法によりニトラミン発射薬組成物(シングルベース発射薬)の成形物を各々製造し、各々の特性を実施例1と同じ方法で評価した。それらの結果を表2に示した。
It was revealed that all of the nitramine propellant compositions shown in Examples 1 to 12 had no problems in LOVA properties and manufacturability. Moreover, it was confirmed that all the combustion temperatures are 2850K or less. Furthermore, in mechanical properties, all have a maximum load value of 25 MPa or more, and all have a compressibility of 8.5% or more, and it can be confirmed that there is no problem in mechanical properties. It was.
(Comparative Examples 1-8)
With the compositions shown in Table 2, molded articles of nitramine propellant composition (single base propellant) were produced in the same manner as in Example 1, and each characteristic was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2010202449
表2に示した結果から、シクロトリメチレントリニトラミンを21質量%配合した比較例1では、火薬力が低く、ニトラミン発射薬としての機能を有さないことがわかった。すなわち、シクロトリメチレントリニトラミンの配合量は、少なくとも25質量%が必要であることが明らかになった。その一方、シクロトリメチレントリニトラミンを48質量%配合した比較例2では、燃焼温度が2985Kと高くなり、砲身内面にエロージョンを起こす可能性の高いことがわかった。シクロトリメチレントリニトラミンの配合量が多くなることによりニトロセルロースを含むバインダーの含有量が低下するため、機械的物性が低下することがわかった。すなわち、シクロトリメチレントリニトラミンの配合量は、35質量%以下とする必要のあることが明らかになった。
Figure 2010202449
From the results shown in Table 2, it was found that Comparative Example 1 containing 21% by mass of cyclotrimethylenetrinitramine has low explosive power and does not have a function as a nitramine propellant. That is, it was revealed that the amount of cyclotrimethylenetrinitramine is required to be at least 25% by mass. On the other hand, in Comparative Example 2 in which 48% by mass of cyclotrimethylenetrinitramine was blended, the combustion temperature was as high as 2985K, and it was found that there was a high possibility of causing erosion on the inner surface of the barrel. Since the content of the binder containing nitrocellulose is decreased by increasing the amount of cyclotrimethylenetrinitramine, it has been found that the mechanical properties are decreased. That is, it became clear that the amount of cyclotrimethylenetrinitramine needs to be 35% by mass or less.

ニトロセルロースを含むバインダーの含有量を過剰量にした比較例3では、機械的物性及び製造性については問題ないものの、LOVA性が低下し、かつ燃焼温度が高くなることがわかった。ニトロセルロースを含むバインダーの含有量を過少量にした比較例4では、LOVA性及び燃焼温度については問題ないものの、バインダーとしての効果が乏しいため、機械的物性が低下することがわかった。   In Comparative Example 3 in which the content of the binder containing nitrocellulose was excessive, it was found that the LOVA property was lowered and the combustion temperature was increased, although there was no problem with mechanical properties and manufacturability. In Comparative Example 4 in which the content of the binder containing nitrocellulose was made too small, there was no problem with the LOVA property and the combustion temperature, but it was found that the mechanical properties were lowered because the effect as a binder was poor.

ニトログアニジンの含有量を過剰量にした比較例5では、LOVA性及び燃焼温度については問題ないものの、粉体成分が多く配合されるため、製造性が悪くなることがわかった。ニトログアニジンの含有量を過少量にした比較例6では、LOVA性、製造性及び機械的物性については問題ないものの、ニトログアニジンの含有量が低下するため、燃焼温度が高くなるという問題が生じることがわかった。   In Comparative Example 5 in which the content of nitroguanidine was excessive, there was no problem with the LOVA property and the combustion temperature, but it was found that the productivity deteriorated because many powder components were blended. In Comparative Example 6 in which the content of nitroguanidine is excessively small, there is no problem with LOVA properties, manufacturability and mechanical properties, but the content of nitroguanidine decreases, so the problem of an increase in combustion temperature occurs. I understood.

エネルギー可塑剤であるグリシジルアジドポリマーの含有量を過剰量にした比較例7では、LOVA性及び燃焼温度については問題ないものの、液体成分が多く配合されるため、製造性が悪化することがわかった。エネルギー可塑剤であるグリシジルアジドポリマーの含有量を過少量にした比較例8では、LOVA性については問題ないものの、燃焼温度が高く、しかも圧縮率が低くなるという問題が生じることがわかった。   In Comparative Example 7 in which the content of the glycidyl azide polymer that is an energy plasticizer was excessive, there was no problem with the LOVA property and the combustion temperature, but it was found that the productivity deteriorates because many liquid components are blended. . In Comparative Example 8 in which the content of the glycidyl azide polymer, which is an energy plasticizer, was excessively small, it was found that although there was no problem with the LOVA property, the combustion temperature was high and the compression ratio was low.

以上のように、比較例1〜8と対比して、実施例1〜12のニトラミン発射薬組成物では、取扱いや保存の容易性を維持することができると同時に、発射薬の燃焼時における燃焼温度が低く、発射薬成形物の機械的物性に優れていることが示された。   As described above, in contrast to Comparative Examples 1 to 8, the nitramine propellant compositions of Examples 1 to 12 can maintain ease of handling and storage, and at the same time, combustion during propellant combustion It was shown that the temperature was low and the mechanical properties of the propellant molding were excellent.

なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 成分(b)のニトロセルロースとして、窒素量の異なるものを複数組合せて用いることも可能である。
It should be noted that the above embodiment can be modified as follows.
-As the nitrocellulose of the component (b), it is possible to use a combination of a plurality of different nitrogen amounts.

・ 成分(d)のエネルギー可塑剤として、分子内に官能基として硝酸エステル基、ニトロ基、ニトラミン基又はアジド基を有する可塑剤を目的に応じて適宜組合せて使用し、発射薬の火薬力や発射薬成形物の機械的物性を調整するように構成することができる。   -As the energy plasticizer of component (d), a plasticizer having a nitrate group, nitro group, nitramine group or azide group as a functional group in the molecule is used in appropriate combination depending on the purpose. It can be configured to adjust the mechanical properties of the propellant molding.

さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
〇 成分(a)と成分(c)との質量比は1.0:0.3〜1.0:0.9である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のニトラミン発射薬組成物。このように構成した場合、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加えて、発射薬の火薬力を一層高め、発射薬の燃焼時における燃焼温度を十分に低下させることができる。
Furthermore, the technical idea grasped from the embodiment will be described below.
The nitramine propellant according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass ratio of the component (a) to the component (c) is 1.0: 0.3 to 1.0: 0.9. Composition. When constituted in this way, in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 4, the explosive power of the propellant can be further increased, and the combustion temperature at the time of combustion of the propellant can be sufficiently reduced. it can.

〇 成分(b)と成分(d)との質量比は1.0:0.3〜1.0:0.7である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のニトラミン発射薬組成物。このように構成した場合、請求項1から請求項4のいずれかに係る発明の効果に加えて、発射薬の製造性を一層良好にし、発射薬成形物の機械的物性をさらに向上させることができる。   The mass ratio of component (b) and component (d) is 1.0: 0.3 to 1.0: 0.7, The nitramine propellant according to any one of claims 1 to 4. Composition. When constituted in this way, in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 4, it is possible to further improve the manufacturability of the propellant and further improve the mechanical properties of the propellant molded product. it can.

Claims (4)

成分(a)シクロトリメチレントリニトラミン、成分(b)ニトロセルロースを含むバインダー、成分(c)ニトログアニジン及び成分(d)分子内に官能基として硝酸エステル基、ニトロ基、ニトラミン基又はアジド基を有する可塑剤を含有し、成分(a)の含有量がニトラミン発射薬組成物中25〜35質量%であると共に、成分(a)100質量部に対して、成分(b)の含有量が100〜150質量部、成分(c)の含有量が30〜90質量部及び成分(d)の含有量が30〜70質量部であることを特徴とするニトラミン発射薬組成物。 Component (a) cyclotrimethylene trinitramine, component (b) binder containing nitrocellulose, component (c) nitroguanidine and component (d) nitrate group, nitro group, nitramine group or azide group as functional groups in the molecule The content of component (a) is 25 to 35% by mass in the nitramine propellant composition, and the content of component (b) is 100 parts by mass of component (a). A nitramine propellant composition, wherein 100 to 150 parts by mass, the content of component (c) is 30 to 90 parts by mass, and the content of component (d) is 30 to 70 parts by mass. 前記成分(b)がニトロセルロースとポリビニルピロリドンとからなる請求項1に記載のニトラミン発射薬組成物。 The nitramine propellant composition according to claim 1, wherein the component (b) comprises nitrocellulose and polyvinylpyrrolidone. 前記ポリビニルピロリドンの含有量が、ニトロセルロース100質量部に対して10〜30質量部である請求項2に記載のニトラミン発射薬組成物。 The nitramine propellant composition according to claim 2, wherein a content of the polyvinyl pyrrolidone is 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of nitrocellulose. 前記成分(a)と成分(c)との合計量に対する成分(b)と成分(d)との合計量の質量比は1.0:0.7〜1.0:1.4である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のニトラミン発射薬組成物。 The mass ratio of the total amount of component (b) and component (d) to the total amount of component (a) and component (c) is 1.0: 0.7 to 1.0: 1.4. The nitramine propellant composition according to any one of claims 1 to 3.
JP2009049259A 2009-03-03 2009-03-03 Nitramine propellant composition Active JP5304327B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009049259A JP5304327B2 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Nitramine propellant composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009049259A JP5304327B2 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Nitramine propellant composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010202449A true JP2010202449A (en) 2010-09-16
JP5304327B2 JP5304327B2 (en) 2013-10-02

Family

ID=42964326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009049259A Active JP5304327B2 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Nitramine propellant composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5304327B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013230950A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Asahi Kasei Chemicals Corp Propellant composition
JP2016003176A (en) * 2014-06-19 2016-01-12 日油株式会社 Triple-base propellant composition
JP2017075092A (en) * 2016-11-30 2017-04-20 旭化成株式会社 Propellant composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648879A (en) * 1992-07-31 1994-02-22 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Multi-composition firing chemical
JP2000272989A (en) * 1999-03-26 2000-10-03 Daicel Chem Ind Ltd Propellant composition
JP2006151791A (en) * 2004-11-01 2006-06-15 Asahi Kasei Chemicals Corp Nitramine propellant
JP2008110892A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Asahi Kasei Chemicals Corp Highly safe nitramine propellant using nitrocellulose as binder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648879A (en) * 1992-07-31 1994-02-22 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Multi-composition firing chemical
JP2000272989A (en) * 1999-03-26 2000-10-03 Daicel Chem Ind Ltd Propellant composition
JP2006151791A (en) * 2004-11-01 2006-06-15 Asahi Kasei Chemicals Corp Nitramine propellant
JP2008110892A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Asahi Kasei Chemicals Corp Highly safe nitramine propellant using nitrocellulose as binder

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013230950A (en) * 2012-04-27 2013-11-14 Asahi Kasei Chemicals Corp Propellant composition
JP2016003176A (en) * 2014-06-19 2016-01-12 日油株式会社 Triple-base propellant composition
JP2017075092A (en) * 2016-11-30 2017-04-20 旭化成株式会社 Propellant composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP5304327B2 (en) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5318342B2 (en) Highly safe nitramine propellant with nitrocellulose binder
US7842144B1 (en) Methods of making double base casting powder
US5716557A (en) Method of making high energy explosives and propellants
JP5304327B2 (en) Nitramine propellant composition
KR101277224B1 (en) Solid propellant compositions using dual curing system
JP2016064941A (en) Slurry for composite propellant, and composite propellant
KR101649517B1 (en) Propellant Compositions Comprising Nitramine Oxidants
EP1932817A1 (en) Nitratoethyl nitroamine propellant for automobile safety systems
EP2978730B1 (en) Insensitive munition propellants
AU2014242707B2 (en) Non-phthalate propellants
JP6235195B2 (en) Propellant composition
US6790299B2 (en) Minimum signature propellant
JP5987446B2 (en) Triple base propellant composition
EP3642175B1 (en) Composition for single-base propelling powder for ammunition and ammunition provided with such composition
JP6402899B2 (en) Triple base propellant composition
GB2512346A (en) Non-phthalate propellants
KR20120137643A (en) Propellants composition
JPS5818357B2 (en) solid propellant
JP2010076950A (en) Single base propellant powder
EP2784054A1 (en) Insensitive munition propellants
JP4471042B2 (en) Propellant composition
JP3367192B2 (en) Propellant composition
JP6285528B2 (en) Propellant composition
US6607617B1 (en) Double-base rocket propellants, and rocket assemblies comprising the same
EP2784053A1 (en) Non- phthalate propellants

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130516

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5304327

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250