JP3177698B2 - High energy polyether derivatives - Google Patents

High energy polyether derivatives

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JP3177698B2
JP3177698B2 JP30271095A JP30271095A JP3177698B2 JP 3177698 B2 JP3177698 B2 JP 3177698B2 JP 30271095 A JP30271095 A JP 30271095A JP 30271095 A JP30271095 A JP 30271095A JP 3177698 B2 JP3177698 B2 JP 3177698B2
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秀俊 川崎
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    • 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
    • C06B45/105The resin being a polymer bearing energetic groups or containing a soluble organic explosive

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、推進薬に使用されるバ
インダーとして用いることのできる新規ポリエーテル誘
導体、およびこの誘導体を用いた推進薬組成物に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel polyether derivative which can be used as a binder for a propellant, and a propellant composition using the derivative.

【0002】[0002]

【発明の属する技術分野】一般に、固体推進薬は、酸化
剤と炭化水素系ポリマーの混合物質である不均質系火薬
と、ニトログリセリンとニトロセルロースを主成分とし
て混合成型した均質系火薬に大別される。前者の火薬
で、過塩素酸アンモニウムやアルミニウム粉を用いた推
進薬は、発煙性であるが比推力が高く機械物性も優れて
いる。一方、後者の均質系火薬を推進薬として用いた場
合は、比推力は低いが無煙性の推進薬となる。
BACKGROUND OF THE INVENTION In general, solid propellants are roughly classified into heterogeneous explosives, which are a mixture of an oxidizing agent and a hydrocarbon polymer, and homogeneous explosives, which are formed by mixing and forming nitroglycerin and nitrocellulose as main components. Is done. The former explosive, which uses ammonium perchlorate or aluminum powder, is smoke-producing but has high specific impulse and excellent mechanical properties. On the other hand, when the latter homogeneous explosive is used as a propellant, the specific thrust is low, but the propellant is smokeless.

【0003】近年、これら推進薬の燃焼性能向上、特に
無煙性でかつ高エネルギー化を目的として、バインダー
の主成分となるプレポリマーの側鎖にアジド基を有する
ポリエーテルを応用する研究が行われている。例えば、
下記一般式IVで表されるアジド基を側鎖にもつポリエー
テル(米国特許第4268450号)、及び下記式Vで
表されるアジド基、ニトラト基を側鎖にもつポリエーテ
ル(米国特許第5099042号)が提案されている。
In recent years, studies have been conducted on the application of a polyether having an azide group in a side chain of a prepolymer as a main component of a binder, for the purpose of improving the combustion performance of these propellants, in particular, making smokeless and high energy. ing. For example,
A polyether having an azide group represented by the following general formula IV in a side chain (US Pat. No. 4,268,450) and a polyether having an azide group and a nitrate group represented by the following formula V in a side chain (US Pat. No. 5,099,042) No.) has been proposed.

【0004】[0004]

【化4】 Embedded image

【0005】これらの、アジド基含有ポリエーテルは、
生成熱及び密度が高いため、推進薬に用いた場合、一般
のバインダーを用いた推進薬よりも高エネルギーの推進
薬が得られる。また、アジド基含有ポリエーテルは硝酸
アンモニウムやニトラミン化合物を酸化剤とすることに
より高エネルギーでかつ無煙性の推進薬となることか
ら、将来のバインダーとして期待されている。
[0005] These azide group-containing polyethers are
Due to high heat of formation and high density, when used for propellants, propellants with higher energy than propellants using common binders are obtained. In addition, azide group-containing polyethers are expected to be future binders because they become high-energy and smokeless propellants by using ammonium nitrate or nitramine compounds as oxidizing agents.

【0006】しかしながら、これらのアジド基含有ポリ
エーテルは推進薬のバインダーとして用いた場合、非常
に優れた燃焼特性を有する反面、低温下における機械物
性が著しく低下し、特に推進薬では、低温で割れてしま
うという致命的欠陥があるため、一般にはテトラヒドロ
フランとの共重合を行い改良している(米国特許第4,
806,613号)が、テトラヒドロフランを30%以
上も入れる必要があり、相対的にアジド基含有量が減少
して高エネルギー化できないという問題点があった。
However, when these azide group-containing polyethers are used as a binder for a propellant, they have extremely excellent combustion characteristics, but their mechanical properties at low temperatures are remarkably reduced. Because of the fatal deficiency of this, they are generally improved by copolymerization with tetrahydrofuran (U.S. Pat.
No. 806,613), it is necessary to add not less than 30% of tetrahydrofuran, and there is a problem that the content of azide group is relatively reduced and energy cannot be increased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした実情
の下に、アジド基含有ポリマーのもつ燃焼性能を最大限
活用すると共に、アジド基含有ポリエーテル誘導体を用
いた推進薬の低温物性を改良するために、新規アジド基
含有ポリエーテル誘導体を提供するとともに、これをバ
インダーとして配合した推進薬組成物を提供することを
目的としている。
Under these circumstances, the present invention makes the most of the combustion performance of an azide group-containing polymer and improves the low-temperature properties of a propellant using an azide group-containing polyether derivative. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel azide group-containing polyether derivative and a propellant composition containing the same as a binder.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の従
来技術の問題点を考慮して鋭意研究した結果、アジド基
含有ポリエーテルの主鎖中に、ソフトセグメントとして
特定のポリエステルを導入したポリエーテル誘導体が、
その目的に適合しうることを見いだし、この知見に基づ
いて本発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, introduced a specific polyester as a soft segment into the main chain of an azide group-containing polyether. Polyether derivative
The present inventors have found that the present invention can be adapted to the purpose, and have made the present invention based on this finding.

【0009】すなわち、本発明は、下記(1)〜(4)
である。
That is, the present invention provides the following (1) to (4)
It is.

【0010】(1)下記一般式Iで表されるポリエーテ
ル誘導体
(1) Polyether derivative represented by the following general formula I

【0011】[0011]

【化5】 Embedded image

【0012】[式中、m+nは5〜30の整数であり、
m又はnは0でもよい。p+qは1〜10の整数であ
り。p又はqは0でもよい。これらポリエーテル単位は
両者のランダム共重合の場合及びブロック共重合の場合
を含む。oは3〜30の整数である。R1、R2、R3
それぞれ同一又は異なる炭素数2〜6の鎖状もしくは分
枝状のアルキレン基を表わす。] (2)一般式Iで表されるポリエーテル誘導体中のポリ
エステル成分II
[Wherein, m + n is an integer of 5 to 30,
m or n may be 0. p + q is an integer of 1 to 10. p or q may be 0. These polyether units include the case of both random copolymerization and the case of block copolymerization. o is an integer of 3 to 30. R 1 , R 2 , and R 3 each represent the same or different, linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. (2) Polyester component II in polyether derivative represented by general formula I

【0013】[0013]

【化6】 Embedded image

【0014】の比率が7〜30重量%であることを特徴
とする(1)記載のポリエーテル誘導体。
The polyether derivative according to (1), wherein the ratio is 7 to 30% by weight.

【0015】(3)(1)または(2)記載のポリエー
テル誘導体に、ポリイソシアネートとジイソシアネート
を加えて成るバインダーに、更に酸化剤を配合してなる
推進薬組成物。
(3) A propellant composition comprising a binder obtained by adding a polyisocyanate and a diisocyanate to the polyether derivative according to (1) or (2), and further including an oxidizing agent.

【0016】(4)(3)の組成物に、更に、低融点可
塑剤を配合した推進薬組成物。
(4) A propellant composition further comprising a low melting point plasticizer added to the composition of (3).

【0017】以下、本明細書において一般式Iで表され
るポリエーテル誘導体をBNPEという。
Hereinafter, the polyether derivative represented by the general formula I in the present specification is referred to as BNPE.

【0018】(5)下記一般式IIIで表されるポリエス
テルに
(5) Polyester represented by the following general formula III

【0019】[0019]

【化7】 Embedded image

【0020】3,3−ビスアジドメチルオキセタン及び
3−ニトラトメチル−3−メチルオキセタンを開環重合
させることによって(1)記載のポリエーテル誘導体を
製造する方法。
A process for producing the polyether derivative according to (1) by ring-opening polymerization of 3,3-bisazidomethyloxetane and 3-nitratomethyl-3-methyloxetane.

【0021】[式中、R1、R2、R3はそれぞれ同一又
は異なる炭素数2〜6の鎖状もしくは分枝状のアルキレ
ン基を表わし、0は3〜30の整数である。] 本発明のBNPEは、3,3−ビスアジドメチルオキセ
タンポリマー(P−BAMOという)成分と、3−ニト
ラトメチル−3−メチルオキセタンポリマー(P−NM
MOという)成分と、ポリエステル成分からなるポリマ
ーであり、ポリエステル成分の比率が7〜30重量%の
範囲にあることが好ましく、20重量%以下であれば更
に好ましい。含有量が7重量%未満の場合、BNPEの
ガラス転移温度が高くなり、低温物性が悪くなる。ま
た、30重量%を超えると相対的にアジド基含有率が減
少して高エネルギー化の効果がなくなってしまう。
Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and each represent a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and 0 is an integer of 3 to 30. The BNPE of the present invention comprises a 3,3-bisazidomethyloxetane polymer (referred to as P-BAMO) component and a 3-nitratomethyl-3-methyloxetane polymer (P-NM
MO) and a polyester component, and the ratio of the polyester component is preferably in the range of 7 to 30% by weight, more preferably 20% by weight or less. When the content is less than 7% by weight, the glass transition temperature of BNPE becomes high, and the low-temperature properties deteriorate. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the content of azide group is relatively reduced and the effect of increasing energy is lost.

【0022】本発明の上記一般式Iで表わされるBNP
E中には一般式IIで表わされるソフトセグメントとなる
ポリエステル残基が含まれている。このBNPEの出発
物質となるポリエステルIIIは通常の各種ポリエステル
が用いられ、その製法についても限定されない。この中
で末端が水酸基のものが一般式Iで表わされるBNPE
を製造する際に、オキセタン誘導体が開環重合する際の
開始剤として反応性に優れ、副反応の生成が抑制される
ので好ましい。
The BNP of the present invention represented by the above general formula I
E contains a polyester residue serving as a soft segment represented by the general formula II. As the polyester III which is a starting material of the BNPE, various ordinary polyesters are used, and the production method is not limited. Among them, those having a hydroxyl group at the terminal are BNPE represented by the general formula I.
In the production of the oxetane derivative, the oxetane derivative is preferable because it has excellent reactivity as an initiator when the ring-opening polymerization is carried out, and generation of side reactions is suppressed.

【0023】一分子中の水酸基は厳密には2とは限定さ
れず、1.5以上4.0以下のものが用いられる。この
中で2.0以上4.0以下のものがより好ましい。
The number of hydroxyl groups in one molecule is not strictly limited to 2, but one having a value of 1.5 or more and 4.0 or less is used. Among them, those having 2.0 or more and 4.0 or less are more preferable.

【0024】ポリエステル樹脂IIIの繰り返し単位oは
3〜30であり、oが3より低くなると硬化物が硬くな
り、ソフト性が失われてしまう。またoが30を越える
とアジド基含有率が小さくなる。
The repeating unit o of the polyester resin III is 3 to 30, and if o is lower than 3, the cured product becomes hard and the softness is lost. When o exceeds 30, the azide group content decreases.

【0025】ポリエステル樹脂残基IIの出発物質となる
ポリエステルIIIの合成は、例えば減圧下あるいは常圧
下に多価カルボン酸又は多価カルボン酸無水物と多価ア
ルコールを加熱脱水する、一般のポリエステル樹脂合成
法で行うことができる。反応系に触媒を添加することに
よって反応を促進することもできる。このエステル化反
応触媒としては公知のエステル化触媒のいずれもが使用
できる。また必要に応じ、適当な溶媒を用いることも可
能である。
The synthesis of polyester III, which is a starting material for polyester resin residue II, is carried out by, for example, heating and dehydrating a polycarboxylic acid or a polycarboxylic anhydride and a polyhydric alcohol under reduced pressure or normal pressure. It can be performed by a synthetic method. The reaction can be promoted by adding a catalyst to the reaction system. As the esterification reaction catalyst, any of known esterification catalysts can be used. If necessary, a suitable solvent can be used.

【0026】かかる多価カルボン酸又は多価カルボン酸
無水物の例としては蓚酸、マロン酸、琥珀酸、グルタル
酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン
酸、ダイマー酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ
無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチ
レンテトラヒドロ無水フタル酸に代表される脂肪族或い
は脂環式飽和二塩基酸、フタル酸、無水フタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、ハロゲン化無水フタル酸等に
代表される芳香族飽和二塩基酸又はその酸無水物があ
り、またマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、シトラコン酸、クロルマレイン酸等に代表され
る不飽和2塩基酸を使用することもできる。これらは単
独あるいは2種以上を併用して使用することもできる。
Examples of such polycarboxylic acids or polycarboxylic anhydrides include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, dimer acid, tetrahydrophthalic acid and tetrahydrocarboxylic acid. For aliphatic or alicyclic saturated dibasic acids such as phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, endmethylenetetrahydrophthalic anhydride, phthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, halogenated phthalic anhydride, etc. There is a representative aromatic saturated dibasic acid or its anhydride, and an unsaturated dibasic acid represented by maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, chlormaleic acid, etc. is used. You can also. These can be used alone or in combination of two or more.

【0027】本発明においては上記のいずれの多価カル
ボン酸を用いることもできるが、これらの中でアジピン
酸が一般的で好ましい。
In the present invention, any of the above-mentioned polycarboxylic acids can be used. Among them, adipic acid is generally and preferably used.

【0028】多価アルコール類としてはエチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、1,2−プロピレング
リコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレ
ングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグ
リコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、1,9−ノナンジオール、ダイマージオー
ル等に代表される脂肪族グリコール、1,4−シクロヘ
キサンジオール、水添ビスフェノールA、ダイマージオ
ール等に代表される脂環式グリコール等を使用すること
ができる。これらは直鎖状であっても、分枝状であって
もよい。又、これらの多価アルコールは単独或いは併用
して使用することができる。
Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3 Aliphatic glycols represented by -butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, dimer diol, and the like; -Alicyclic glycols represented by cyclohexanediol, hydrogenated bisphenol A, dimer diol, and the like can be used. These may be linear or branched. These polyhydric alcohols can be used alone or in combination.

【0029】本発明のBNPEにソフトセグメントとし
て用いられる上記ポリエステル成分は、両末端が水酸基
であり、ガラス転移温度が−60℃以下のものが好まし
く、−70℃以下であれば更に好ましい、このため、一
般式I、IIのR1、R3はペンテンの側鎖にメチル基、エ
チル基等を持つものが好ましい。
The polyester component used as a soft segment in the BNPE of the present invention preferably has hydroxyl groups at both ends and has a glass transition temperature of -60 ° C or lower, more preferably -70 ° C or lower. R 1 and R 3 in the general formulas I and II are preferably those having a methyl group, an ethyl group or the like in the side chain of pentene.

【0030】本発明のBNPEは、上記ポリエステルを
重合開始剤としてオキセタン誘導体を一般的なカチオン
重合やアニオン重合させることにより合成できる。
The BNPE of the present invention can be synthesized by subjecting an oxetane derivative to general cation polymerization or anion polymerization using the above polyester as a polymerization initiator.

【0031】例えば、カチオン重合の場合、ジクロロメ
タン中に重合開始剤として三フッ化ホウ素ジエチルエ−
テル錯体とポリエステルを仕込み、攪拌しながら3,3
−ビスアジドメチルオキセタン(BAMOという)と3
−ニトラトメチル−3−メチルオキセタン(NMMOと
いう)を滴下し、25℃で重合させることにより一般式
IのBNPEが得られる。
For example, in the case of cationic polymerization, boron trifluoride diethyl ether is used as a polymerization initiator in dichloromethane.
Charge ter complex and polyester
Bisazidomethyloxetane (referred to as BAMO) and 3
-Nitratomethyl-3-methyloxetane (referred to as NMMO) is added dropwise, and the mixture is polymerized at 25 ° C to obtain BNPE of the general formula I.

【0032】BAMO及びNMMOは、一般式IIIで表
わされるポリエステルの両側にブロックポリマーとし
て、又はランダムポリマーとして開環重合する。ブロッ
クポリマー部分において、P−BAMOとP−NMMO
の順序は限定されず、又、これらP−BAMOとP−N
MMOのブロックポリマー部分が何回か繰り返されても
よく、部分的にランダムポリマー部分を含んでいてもよ
い。更に、一般式IIIで表わされるポリエステルの両側
に必ずしもBAMOとNMMOが重合する必要はなく、
ポリエステルの片側のみにNMMO及びBAMOが重合
している場合、並びにポリエステルの一方にNMMOが
重合し、他方にBAMOが重合する場合を含む。P−B
AMOの繰り返し単位mとnは合わせて5〜30が好ま
しく、P−NMMOの繰り返し単位はpとqは合わせて
1〜10が好ましい。
BAMO and NMMO undergo ring-opening polymerization on both sides of a polyester represented by the general formula III as a block polymer or as a random polymer. In the block polymer part, P-BAMO and P-NMMO
Are not limited, and these P-BAMO and PN
The block polymer portion of the MMO may be repeated several times and may partially include a random polymer portion. Furthermore, BAMO and NMMO do not necessarily need to be polymerized on both sides of the polyester represented by the general formula III,
This includes the case where NMMO and BAMO are polymerized only on one side of the polyester, and the case where NMMO is polymerized on one side of the polyester and BAMO is polymerized on the other side. P-B
The repeating units m and n of AMO are preferably 5 to 30 in total, and the repeating units of P-NMMO are preferably 1 to 10 in total of p and q.

【0033】この様にして得られるBNPEに、ポリイ
ソシアネートとジイソシアネートを硬化剤として加えて
成るバインダーに、酸化剤を加えて推進薬とすることが
できる。
A propellant can be prepared by adding an oxidizing agent to a binder obtained by adding a polyisocyanate and a diisocyanate as a curing agent to the BNPE obtained in this manner.

【0034】本発明で重合されるBNPEは、通常ジオ
ールであり、推進薬としてゴム弾性を付与するために架
橋させる必要がある。一般には、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、グリセリントリシノレート等のトリオ
ールを架橋剤としトリレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート
等のジイソシアネートを硬化剤として配合しバインダー
としている。しかし、アジド基を多く含有させて高エネ
ルギー化させることが、本来の目的である点からして、
この方法では、トリオールと反応させるためのイソシア
ネートが必要となるため、アジド基を含有しない架橋剤
や硬化剤が多くなってしまう。
The BNPE polymerized in the present invention is usually a diol, and needs to be crosslinked to impart rubber elasticity as a propellant. Generally, triols such as glycerin, trimethylolpropane and glycerin trisinolate are used as a crosslinking agent, and diisocyanates such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate are compounded as a curing agent to form a binder. However, from the point that the original purpose is to increase the energy by containing a large number of azide groups,
In this method, an isocyanate for reacting with the triol is required, so that the amount of a crosslinking agent or a curing agent containing no azide group increases.

【0035】そのため、本発明においては、BNPEが
ジオールである場合にトリイソシアネートとジイソシア
ネートを用いると、一般的な前記組成物に比べてアジド
基含有率が増加し、高エネルギー化できる。また更に、
トリイソシアネートとジイソシアネートにより架橋硬化
させたバインダーや推進薬組成物では、トリオールとジ
イソシアネートの架橋硬化物に比べ、ガラス転移温度
(Tg)が大きく低下するという特異な効果があること
が見出され、更に低融点可塑剤を加えると、その効果が
増加することが見出された。
Therefore, in the present invention, when triisocyanate and diisocyanate are used when BNPE is a diol, the content of azide group is increased as compared with the general composition, and the energy can be increased. Moreover,
It has been found that a binder or a propellant composition cross-linked and cured with triisocyanate and diisocyanate has a unique effect that the glass transition temperature (Tg) is greatly reduced as compared with a cross-linked cured product of triol and diisocyanate. It has been found that adding a low melting plasticizer increases its effect.

【0036】このとき用いられるトリイソシアネートは
特に限定されないが、例えば、1,3,5−トリス(6
−イソシアネートヘキシル)−1,3,5−トリアジン
−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン(以下
デュラネ−トという)、1,3,5−シクロヘキサント
リイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネ
ート等が挙げられる。用いられるジイソシアネートは特
に限定されないが、例えば、トリレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート等が代表的である。酸化剤としては、推進
薬に通常配合されるものが用いられ、例えば、過塩素酸
アンモニウム、硝酸アンモニウム、テトラメチレンテト
ラニトロアミン(HMXという)、トリメチレントリニ
トロアミン(RDXという)が代表的である。これら
に、アルミニウム等の金属粉や酸化金属粉、有機鉛塩、
フッ化リチウム等の公知の燃焼触媒を加えてもよい。更
に、バインダーには、アミン類、有機錫化合物、アセチ
ルアセトン金属等の硬化触媒、アジリジン化合物等の公
知結合剤等を必要に応じてを加えることができる。
The triisocyanate used at this time is not particularly limited. For example, 1,3,5-tris (6
-Isocyanatohexyl) -1,3,5-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) -trione (hereinafter referred to as duranate), 1,3,5-cyclohexanetriisocyanate, triphenylmethanetriene And isocyanate. The diisocyanate to be used is not particularly limited, but typical examples include tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hexamethylene diisocyanate. As the oxidizing agent, those usually blended in a propellant are used, and examples thereof include ammonium perchlorate, ammonium nitrate, tetramethylenetetranitroamine (referred to as HMX), and trimethylenetrinitroamine (referred to as RDX). . These include metal powders such as aluminum, metal oxide powders, organic lead salts,
A known combustion catalyst such as lithium fluoride may be added. Further, a curing catalyst such as an amine, an organotin compound, or acetylacetone metal, or a known binder such as an aziridine compound can be added to the binder as needed.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって具
体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0038】実施例1 BNPEは以下に示す方法により製造した。Example 1 BNPE was produced by the following method.

【0039】本発明のBNPEのソフトセグメントとな
るポリエステルとして、3−メチルペンタン−1,5−
ジオールとアジピン酸のエステル化物(数平均分子量が
548、ガラス転移温度が−78℃)30g(0.05
47モル)を用い、これに三フッ化ホウ素ジエチルエ−
テル錯体15.5g(0.1092モル)ジクロロメタ
ン200gをフラスコに仕込み攪拌した。次に、温度を
25℃に保ちながら、ポリエーテルセグメントとなる
3,3−ビスアジドメチルオキセタン196.4g
(1.169モル)、及び3−ニトラトメチル−3−メ
チルオキセタン73.6g(0.501モル)を、ジク
ロロメタン270gに混合した液を滴下し、滴下後、5
時間攪拌を行った。
As the polyester to be the soft segment of the BNPE of the present invention, 3-methylpentane-1,5-
30 g of esterified product of diol and adipic acid (number average molecular weight is 548, glass transition temperature is -78 ° C)
47 mol), and boron trifluoride diethyl ether
15.5 g (0.1092 mol) of ter complex 200 g of dichloromethane was charged into the flask and stirred. Next, while maintaining the temperature at 25 ° C., 196.4 g of 3,3-bisazidomethyloxetane serving as a polyether segment was obtained.
(1.169 mol) and 73.6 g (0.501 mol) of 3-nitratomethyl-3-methyloxetane mixed with 270 g of dichloromethane were added dropwise.
Stirring was performed for hours.

【0040】その後、飽和食塩水200gを攪拌下投入
し、反応を停止させたのち、炭酸水素ナトリウム水溶液
を添加して、反応液を中和した。次に、反応液中のジク
ロロメタン層を、分液ロートにて分取し、分取した液を
水1リットルで水洗した後、ロータリーエバポレーター
にて揮発分を除去することにより無色透明の液体を得
た。
Thereafter, 200 g of a saturated saline solution was added under stirring to stop the reaction, and then an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate was added to neutralize the reaction solution. Next, the dichloromethane layer in the reaction solution was separated by a separating funnel, the separated solution was washed with 1 liter of water, and volatile components were removed by a rotary evaporator to obtain a colorless transparent liquid. Was.

【0041】図1に生成物の赤外吸収スペクトル、及び
図2に図1の各吸収ピークの説明を示す。又、図3に生
成物のNMRスペクトル、及び図4に図3の各ピークの
説明を示す。
FIG. 1 shows the infrared absorption spectrum of the product, and FIG. 2 shows the description of each absorption peak in FIG. FIG. 3 shows the NMR spectrum of the product, and FIG. 4 shows the explanation of each peak in FIG.

【0042】この液体は、赤外線吸収スペクトル及び核
磁気共鳴装置による解析の結果、下記一般式で表される
構造を含むBNPEであり、平均でm+nが10.5、
p+qが4.5、oが2の比率となっており、BAMO
とNMMOがランダムに配列していることが判明した。
As a result of analysis by an infrared absorption spectrum and a nuclear magnetic resonance apparatus, this liquid is a BNPE having a structure represented by the following general formula. On the average, m + n is 10.5,
p + q is 4.5, o is 2 and BAMO
And NMMO were randomly arranged.

【0043】[0043]

【化8】 Embedded image

【0044】尚、このポリマーのポリエステルのモル数
(o)と、BAMOとNMMOのモル数(m+n+p+
q)との比(o)/(m+n+p+q)は、重合の際に
使用する、ポリエステルとBAMOとNMMOの量比を
調整することにより、ポリマー中のそれぞれの比を制御
できることが判明した。
The number of moles (o) of the polyester of this polymer and the number of moles of BAMO and NMMO (m + n + p +
It was found that the ratio (o) / (m + n + p + q) to q) can be controlled by adjusting the amount ratio of polyester, BAMO, and NMMO used in the polymerization.

【0045】実施例2 実施例1の方法に準じて、ポリエステルとBAMOとN
MMOを表1の量比で重合させ、ポリマーを得た。ま
た、得られたポリマー100部に対し、表2の組成で、
更に硬化触媒としてジブチルチンジラウレート0.02
部を加えてバインダーを作成し厚さ3mmの板状に加熱
硬化させた。この硬化体を用いて、動的弾性率の測定に
よりtanδを求めた。その結果を表2に示す。
Example 2 According to the method of Example 1, polyester, BAMO and N
MMO was polymerized at the ratios shown in Table 1 to obtain a polymer. Further, with respect to 100 parts of the obtained polymer, with the composition shown in Table 2,
Further, dibutyltin dilaurate 0.02 is used as a curing catalyst.
A binder was prepared by adding a portion, and the mixture was heated and cured into a plate having a thickness of 3 mm. Using this cured product, tan δ was determined by measuring the dynamic elastic modulus. Table 2 shows the results.

【0046】ポリエステル成分が7%以上のBNPEを
用いた場合は、比較例に比べてtanδ(一般にガラス
転移点に近いと言われている。)が大幅に低下し、有効
であることが判明した。
When BNPE having a polyester component of 7% or more was used, tan δ (generally said to be close to the glass transition point) was significantly reduced as compared with the comparative example, which proved to be effective. .

【0047】なお比較例のポリマーは実施例1で重合開
始剤として用いているポリエステルを1.4−ブタンジ
オールに変えて合成したポリマーである。
The polymer of the comparative example is a polymer synthesized by changing the polyester used as the polymerization initiator in Example 1 to 1.4-butanediol.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】実施例3 ポリエステル及び二フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体
を、実施例1と同じ要領でフラスコに仕込み撹拌した。
次に、温度を25℃に保ちながら、3−ニトラトメチル
−3−メチルオキセタンの50%ジクロロメタン溶液を
滴下し、滴下後5時間撹拌を行った。更に、3,3ビス
アジドメチルオキセタンの50%ジクロロメタン溶液を
滴下し、滴下後5時間撹拌を行った後、飽和食塩水を投
入し反応を停止させ、反応液の精製を行った。
Example 3 A polyester and a boron difluoride diethyl ether complex were charged into a flask and stirred in the same manner as in Example 1.
Next, a 50% dichloromethane solution of 3-nitratomethyl-3-methyloxetane was added dropwise while maintaining the temperature at 25 ° C, and the mixture was stirred for 5 hours after the addition. Further, a 50% dichloromethane solution of 3,3 bisazidomethyloxetane was added dropwise, and the mixture was stirred for 5 hours after the addition, and then saturated saline was added to stop the reaction, and the reaction solution was purified.

【0051】このようにして得られた生成物の連鎖構造
を核磁気共鳴装置で解析した結果、BAMOとNMMO
がブロックで配列していることが判明した。
As a result of analyzing the chain structure of the product thus obtained with a nuclear magnetic resonance apparatus, BAMO and NMMO were analyzed.
Were found to be arranged in blocks.

【0052】実施例4 実施例2の比較例および、本発明のBNPE100部に
対して、表3に示す組成のバインダーを実施例2と同じ
方法で作成し、以下に示す方法で過塩素酸アンモニウム
77%,バインダー23%の組成の推進薬を製造した。
Example 4 A binder having the composition shown in Table 3 was prepared in the same manner as in Example 2 for the comparative example of Example 2 and 100 parts of BNPE of the present invention, and ammonium perchlorate was prepared in the following manner. A propellant having a composition of 77% and a binder of 23% was produced.

【0053】まず、バインダー成分と過塩素酸アンモニ
ウム(AP)を仕込み、真空下、50℃で40分混合し
た後、混合物を注型容器に注型し、60℃で5日間硬化
させ推進薬を得た。
First, a binder component and ammonium perchlorate (AP) were charged and mixed under vacuum at 50 ° C. for 40 minutes, and then the mixture was poured into a casting container and cured at 60 ° C. for 5 days to prepare a propellant. Obtained.

【0054】得られた推進薬について、推進薬物性懇談
会で規定した引張試験片を作成し、引張試験を行い、推
進薬の引張強度および破断点の伸びを求めた。その結果
を表4に示す。
With respect to the obtained propellant, a tensile test specimen specified in the propellant drug properties conference was prepared, a tensile test was performed, and the tensile strength and elongation at break of the propellant were determined. Table 4 shows the results.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】[0057]

【発明の効果】上記のように、本発明のBNPEは過去
合成されたことのない新規物質であり、従来公知のアジ
化ポリマーに比べ著しい低温の力学的物性向上を図るこ
とができる。
As described above, the BNPE of the present invention is a novel substance that has never been synthesized in the past, and can significantly improve the mechanical properties at a low temperature significantly as compared with conventionally known azide polymers.

【0058】また、エネルギー的にもわずか10%程度
のポリエステルを分子中に入れるだけで十分な効果をも
っているため、アジド基含有量も従来品より多く、高エ
ネルギーで無煙性の推進薬を作ることができるようにな
った。
In addition, since only about 10% of the polyester has sufficient effect in terms of energy, the azide group content is larger than that of the conventional product, and a high-energy, smokeless propellant must be prepared. Is now available.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1のBNPEの赤外線吸収スペクトル。FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of BNPE of Example 1.

【図2】図1の赤外線スペクトルの説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of the infrared spectrum of FIG. 1;

【図3】実施例1のBNPEのNMRスペクトル。FIG. 3 is an NMR spectrum of BNPE of Example 1.

【図4】図3のNMRのスペクトルの説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of the NMR spectrum of FIG. 3;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08G 63/685 C08G 63/685 C08L 75/08 C08L 75/08 F42B 5/16 F42B 5/16 15/00 15/00 (72)発明者 原田 忠昌 大分県大分市大字里2620番地 旭化成工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−51444(JP,A) 特開 平6−24887(JP,A) 特開 平5−59166(JP,A) 特開 平8−259366(JP,A) 特開 平7−291771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 65/26 - 65/28 C06B 45/00 - 45/36 C06D 5/00 - 5/10 C08G 18/50 C08G 63/66 - 63/676 C08G 63/685 C08L 75/08 F42B 5/16 F42B 15/00 - 15/38 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C08G 63/685 C08G 63/685 C08L 75/08 C08L 75/08 F42B 5/16 F42B 5/16 15/00 15/00 (72 ) Inventor Tadamasa Harada 2620 Ojiri, Oita City, Oita Prefecture Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-5-51444 (JP, A) JP-A-6-24887 (JP, A) JP-A-5 -59166 (JP, A) JP-A-8-259366 (JP, A) JP-A-7-291177 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 65/26- 65/28 C06B 45/00-45/36 C06D 5/00-5/10 C08G 18/50 C08G 63/66-63/676 C08G 63/685 C08L 75/08 F42B 5/16 F42B 15/00-15 / 38 CA (STN)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式Iで表されるポリエーテル誘
導体。 【化1】 [式中、m+nは5〜30の整数であり、m又はnは0
でもよい。p+qは1〜10の整数であり。p又はqは
0でもよい。これらポリエーテル単位は両者のランダム
共重合の場合及びブロック共重合の場合を含む。oは3
〜30の整数である。R1、R2、R3はそれぞれ同一又
は異なる炭素数2〜6の鎖状もしくは分枝状のアルキレ
ン基を表わす。]
1. A polyether derivative represented by the following general formula I: Embedded image [Wherein, m + n is an integer of 5 to 30, and m or n is 0.
May be. p + q is an integer of 1 to 10. p or q may be 0. These polyether units include the case of both random copolymerization and the case of block copolymerization. o is 3
Is an integer of up to 30. R 1 , R 2 , and R 3 each represent the same or different, linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. ]
【請求項2】 一般式Iで表されるポリエーテル誘導体
中のポリエステル成分II 【化2】 の比率が7〜30重量%であることを特徴とする請求項
1記載のポリエーテル誘導体。
2. A polyester component II in a polyether derivative represented by the general formula I. 2. The polyether derivative according to claim 1, wherein the ratio of the polyether derivative is 7 to 30% by weight.
【請求項3】 請求項1または2記載のポリエーテル誘
導体に、ポリイソシアネートとジイソシアネートを加え
て成るバインダーに、更に酸化剤を配合してなる推進薬
組成物。
3. A propellant composition comprising a binder obtained by adding a polyisocyanate and a diisocyanate to the polyether derivative according to claim 1 or 2, and further comprising an oxidizing agent.
【請求項4】 請求項3の組成物に、更に、低融点可塑
剤を配合した推進薬組成物。
4. A propellant composition comprising the composition of claim 3 and a low melting point plasticizer.
【請求項5】 下記一般式IIIで表されるポリエステル
に 【化3】 3,3−ビスアジドメチルオキセタン及び3−ニトラト
メチル−3−メチルオキセタンを開環重合させることに
よって請求項1記載のポリエーテル誘導体を製造する方
法。[式中、R1、R2、R3はそれぞれ同一又は異なる
炭素数2〜6の鎖状もしくは分枝状のアルキレン基を表
わし、0は3〜30の整数である。]
5. A polyester represented by the following general formula III: The method for producing a polyether derivative according to claim 1, wherein 3,3-bisazidomethyloxetane and 3-nitratomethyl-3-methyloxetane are subjected to ring-opening polymerization. [In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each represent the same or different and are a chain or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and 0 is an integer of 3 to 30. ]
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