JPS58125682A - コンポジツトダブルベ−ス推進薬組成物 - Google Patents

コンポジツトダブルベ−ス推進薬組成物

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JPS58125682A
JPS58125682A JP535082A JP535082A JPS58125682A JP S58125682 A JPS58125682 A JP S58125682A JP 535082 A JP535082 A JP 535082A JP 535082 A JP535082 A JP 535082A JP S58125682 A JPS58125682 A JP S58125682A
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JP
Japan
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propellant
compound
agent
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JP535082A
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清孝 道家
甲斐 喜久人
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広い温度範囲にわたってすぐねた物性を示す
コンポジットダブルペース推進薬組成物に関するもので
ある。
コンポゾットダプルベース推進薬(ODB推薬)は、通
常のダブルペース推進薬(DB推進薬や、コンポジット
モディファイドダブルペース推進薬(CMDB推薬)に
、その特性を改良するだめの物性改良剤を含有せしめた
推進薬である。
従来、DB推進薬CMDB推薬は、無煙性であるという
すぐれた特徴を有する反面、低温において脆性を有し、
^温においては塑性を生じるなど、温度変化に対してそ
の物性が影響を受けやすいという欠点があった。
これらの欠点を改善するだめ、従来より推進薬のニトロ
セルロース(NO)粒子をポリイソシアネートで架橋せ
しめたり、推進薬にボ1jウレタン樹脂を含有せしめて
N0粒子や薬粒間を架橋せしめていた。(以下、スセリ
イソシアネートやポリウレタン樹脂などをウレタンバイ
ンダという)。
この従来のODB推薬は、ウレタンバインダの添加にも
かかわらず、その物性、特に引張強度が小さいという欠
点があった。
本発明は、この従来のODB推薬、特にスラリキャスト
法によって形成される推薬の欠点を改善したもので、広
い温度範囲にわたってすぐれた物性を有するODB推薬
組成物を提供することを目的としている。
本発明は、ニトロセルロース、ニドログII セリンお
よびウレタンバインダを主成分とするコンポジットダブ
ルペースにおいて、前記ウレタンパインダにシアミノ化
合物を含有せしめてなるコンボゾットダプルベース推進
薬絹成物に関するものである。
この発明の推進薬絹IJν物の一般的な製造ブj法につ
いて説明する。(以下、■鋼部を単に部という)。
加温装置i#、真空装+1 、攪拌装#Hな有するスラ
リ混和機に、NG60〜95部、可塑剤0〜25部、安
定剤0.1〜5部、ポリオールD、j〜4[]部からな
る混合液30〜70部ど、ジアミノ化合物0.5〜6部
を仕込み、20〜5[130Gに加温し、0.1〜10
[1toy Hg真空下で脱泡しながら混合する。この
混合液に、イソシアネート化合物1〜6部と反応触媒0
〜0.5部な加えてさらに脱泡しながら混合する。
このようにして調製されたジアミノ化合物を含む注型剤
に、整粒30〜70部を加えて30〜50゛Cの定温で
1〜5時曲、脱泡しながら混合しスラ11とする。この
混合スラリな、チャンバ、鋳型などの注型容器に注型(
−1この注型品をギュアリンゲ室に移j2て硬化せしめ
目的の推薬を得る。
なおこの推薬の製造において、ジアミノ化合物やイソシ
アネート化合物、反応触媒などけ、注型剤に直級加えず
に、スラリの形成中期あるいは形成後期、すなわちNG
、用塑剤、安定剤、ポリオールからなる混合液に集粉を
加えて混合する過程において添加することができる。
また、燃焼調整剤や面加剤け、集粉中に含有せしめらね
、たり、その1部あるいけ全部を注型剤に加えて推薬を
形成することができる。調整剤や添加剤を注型剤中に加
える場合は、あらかじめ注型剤に溶解あるいけ分散せ[
7めておくとよい。
さらに本発明における推進薬組成物は、その製造過程に
おいて、その燃焼特性を改善する酸化剤を含有せしめる
ことができる。この酸化剤は、集粉中に含有せしめても
よく、また注型剤に解散せしめることもでき、集粉と同
時に注型剤に加えて混合してもよい。
以上は本発明の推進薬組成物の製造方法の1例について
概説したものであるが、その製造条件は、所望する推薬
の組成、形状、目的に応じて変更し得るものであり、ま
たその製造方法においても、種々の態様をとり得ること
はいうまでもない。
注型剤は、主としてNGに可溶の成分であり、一般tこ
はNo、安定剤、可塑剤、ジアミノ化合物を含有したウ
レタンバインダよりなりたっている。
本発明において1月いられるウレタンバインダは、反応
により壬としてウレタン結合を生bV Lウレタン樹)
IIを形成する成分であり、1分子中に2個以上のヒド
ロキシル基(OH)をもつ化合物(ジオール、トリオー
ル、ポリオールなど)と、1分子中に2個以十のイソシ
アネート基(Neo )を有する化合’V/J(ジイソ
シアネート、ト11イソシアネート、ポリイソシアネー
トなど)と、1分子中に2ケのアミン基(NH2)を有
するジアミノ化合物からなりだっている。またNOは、
一般にその1分子中に残存OHを21j6:以上有して
おり、このN。
も14中のポリオール類とみることができ、ウレタンバ
インダとなり得る。従って本発明においては他のポリオ
ール類はLl」いない場合がある。
ポリオールとしては前記NOのほかに、分子末端および
分子釦」−にOHM有するポリエステル型ポリオールと
ポリエーテル型ポリオールが用いられる。
ポリエステル型ポリオールとしては、たとえばエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ブチレンゲIIコール、ベンタンジオール、ヘギ
サンジオール、ネオペンチルグ11コール、ボ11エチ
レングリコール、ホリデロピレンクリコール、de l
+ ブタゾエング1jコール、ヘキサン) 11オール
、トリメチロールエタン、トリメチロールエタン、グリ
セリン、ペンタエ11ス11トール、ボ11(オキシプ
ロピレン)トリオールなどのジオール、トリオール、ポ
リオールの1種または2種以上の混合物と、有機の2塩
基酸、多塩基酸、たとえばマロン酸、こけ〈酸、ゲルタ
ル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマール酸、酒石酸、
三量化リルイン酸、くえん酸、フタル酸などの1種また
は2種以上の混合物、あるいはカプロラクタム、メチル
カプロラクタム、ジメチルカプロラクタムなどのラクタ
ムとのエステルである。
ポリエーテル1(リボリオールとしては、たとえばデカ
メチレンゲ11コール、ホ’ IIメチレンゲ11コー
ル、ポリ(オキシメチ1フン)グリコール、71ぐり(
オキシプロピクン)グリコール、ポリ(オキシエチレン
) //’ I+コール、ポリ(オキシテトラメチレン
)グ11コール、;l(ll (オキシブチ1/ン)、
1ゼ1)(オキシエチレン)グリコール、y+? u 
(オキシプロピレン)トリオール、yle II (オ
キシプロピレン)ボ11(オキシエチレン’l ) 1
1オール、ポリ(オキシフ0口1ごクン)ボ’ll(オ
キシエチレン)ボ11(オキシプロピレン)ト11オー
ル、71ンリ(オギシデロビ17ン)ポリオール、ホ″
11 (オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ボ
11オールなどである。こわらのポリオールは、N(」
やi’l塑Allに相溶性があることが好ましい。
以上のボ′11オール類は、後記のイソシアイ、−ト化
合物と反応してウレタンバインダを形1jVするが、本
発明におい−C1171、こ冶らのウレタンバインダ゛
の末端がさらにNCOによってインシアネート化ネれた
プレポリマを用い、この末端NoC1化されたプレポリ
マにさらに前記のボ]1オールと反応せしめたつ■/タ
ンバインダも用いイ(#る。この末端がNCO化された
プレポリマば、前記i1e I+オール類に、過剰のイ
ソシアネート化合物を加えることにより得られろ。たと
えば末端にOI(な廟するポリエチクング1Jコールの
アジピン酸エステルのようなホ1)エステルt【1いJ
(リオール、あるいはポリ(オキシブチ1/ン)グリコ
ールのようなボ″リエーテル型ポリオールに、鍋剰のイ
ソシアネート化合物、たとえば2.4−1リレンジイソ
シアネートを過剰に加えることにより、末☆jム1がN
OO化プれたこf]、らのゾレボ′リマが得ら力る。
本発明において、ウレタンバインダゞの形成に、前記の
rJe IIオール類を用いず、NOをボ11オールと
して、−tyわぢ集粉中のNOの残存OHを利用してウ
レタンバインダを形成することができる。
この場合にrl、上記の末端がNCO化されたプレポリ
マを用いるとよい。
前記ポリオール類との架橋反応およびプレポリマの末端
NCO化に用いるイソシアネート化合物について例71
くする。このイソシア不−1・化合物としては、一般に
つ1727位1月りの形成に使用1ネれているものが用
いられ、たとえ&Jヘギサメチレンジイソシアネート、
ト1jレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソ
シアネ−1・、ナフチレンジイソシアネート、パラフコ
ユニレンジイソシアネート、ジメチルジフェニルジイソ
シアネート、ジメチルメタンジイソシアネート、ジメト
ギシジフェニルジイソシアネート、キシ1フンシイソシ
アネート、シアニジクンジイソシア4−ト、1−11デ
ンジイソシアネート、インホロンジインシアネート、ピ
レンジイソシアネート、ブリセンジイソシアネート、フ
ルオレンジイソシアネート、二トロゾフェニルゾイソシ
アネート、ジフェニルスルホンジイソシアネート、トリ
フェニルメタント11イソシア坏−ト、ll<IIフェ
ニルメタン+g Itイソシアイ;−トナトである。
なお、il(記ポリオールとのウレタン反応に用いられ
るこれらのイソシアネート化合物の適用iは、通常、7
にリオール中のOH数、あるいけジアミノ化合物中のア
ミノ基(Nl2”)数と、そのインシアネート化合物中
のNCo数と当相゛関係になる1″が用いられるが、こ
のイソシアネート化合物中のNOOは、さらに集粉にお
けろNO中の残存OHとも反応するため、このインシア
ネート化合物は若干増量して用いる必要がある。
上記のウレタンバインダを形成せしめる場合、その反応
を促進φ(〜ぬるために反応触媒を添加する場合がある
が、との反応触媒としては、たとえばジブチルチンジア
セテート、ジブチルチンジラウレート、ジメチルチンジ
クロライド、アセチルアセトン鉄、ナフテン酸亜鉛など
、]Φ常、ウレタン反応に用いられている触媒である。
シアミノ化合物としては、たとえば6.3′−ジクロロ
−4、4’−ジアミノジフェニルメタン、4゜4′−ジ
アミノジフェニルメタン、ジアミノフタロフェノン、4
 、4’−ジアミノ−1,1′ビナフチル、4 、4’
−シアミノベンゾフェノン、ろ、3′−ジクロルベンジ
ジン 4 、4’−アゾキシ−〇−トルイジン、4.4
′−アゾキシ−m−トルイジノ、4゜4′−ジアミノジ
フェニルスルホン、3.8−ピレンジアミン、2.8−
クリセンシアミン、2,7−フルオレンジアミン、ジア
ミノスチルベン、2−ニトロベンジジン、1.5−ナフ
チレンジアミン、ベンジジン、m −l・リジン、0−
トリジン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミ
ンなどで、こハらのシアミノ化合物は、注型剤に相溶性
のあるものを用いることが好守(〜く、特に製造性の点
から、5.6−ゾクロロー4.4′〜ジアミノジフエニ
ルメタンが好止しい。
こノシアミノ化合物は、主としてボ1)オール分子の鎖
I−E長剤ないしは架橋剤として月4いられるものであ
るが、一般にポリオール1当量に対して0.2〜6当層
を用いるのが適尚である。このシアミノ化合物は、ロニ
型剤に溶精」tしめたのち粟粒を混合することが灯まし
く、まプこその溶解を助Hろために浴剤f便用(したり
、加熱し之すすることもできる。このシアミノ化合物は
如終的にはウレタンバインダーの一成分となる。
ポリオール、インシアネ−1・化合物、ジアミノ化合物
、反Led、、触媒などからなるウレタンバインダは、
推楽中に1〜2 D IJl、@;%、好fl、<は3
〜1゜l″匍−係含有せしめら1+、るM添カロされる
。この含實が1事情%以下でr↓ボ11ウレタンとして
の架橋効果が少なく、またその含毎が20重債偲なこえ
ると推楽の燃焼特性に悪影響を及はす。
安定剤に1゛、NOやNGの自然分解を抑制するために
粟粒お、Lび注型剤に添加されるもので、ジフェニルア
ミン、2−ニトロジフェニルアミン、エチルセントう1
)ット々どの通常使用されている安定剤が用いらハ5、
この安定剤は、注型剤に加えずに粟粒のみに加えたり、
スラリの混合時に加えることができる。
可塑剤は、粟粒に目]塑性を与えて成型を容易にするた
めに加えられるもので、ジエチルフタレート、シブチル
フタレート、ジオクチルフタレート、l・11アセチン
、セバシン酸エステル、アジピン酸エステルなど、])
B推薬の可塑剤として一般に使用されているものが用い
られる。なお本発明においてほこの可塑剤は用いない場
合がある。
燃焼調整管11は、補薬の燃焼の安5Y化や燃焼速度の
詠聚なとの目的で添加さノ1.るもので、一般にヌテア
リン酢、−り11チル1el、vゾルシン酸、フタル酸
、2−エチルヘキザン酸などの有4幾酸と、鉛、銅など
との1i金属幻1g%キレー 1・化合物類、あるいは
酸化鉄、酸化鋼、最′化クロム、醇化ニッケルなどの金
腐酪化物、さらには炭酸鉛、硝酸鉛、揃酸力11ウム、
硫酸力+1ウムなどの無機塩で、通常、抽薬の1帖焼調
整剤として用いら力、でいるものである。この燃焼調整
剤は、フルイドポールやペースダレインなどの粟粒中に
含有せしめてもよく、その1部あるいは全部を注型剤に
溶解もしくは分散させて用いてもよい。
酸化剤は、41F栗の燃焼特性を改善させるために加え
るもので、たとえV」″過塩素酸塩、硝酸塩、ニトラミ
ン、ニトロ化合物で、過塩素酸」1としては、たとえば
過塩素酸アンモニウム、過塩素酸リチウム、遇」温素酸
カリウムなど、る肖酸塩としては、たとえは硝酸アンモ
ニウム、硝酸カリウム、硝酸カトリウムなど、ニトラミ
ンとしては、たとえばシクロテトラメチレンテトラニト
ラミン、シクロトリメつ−クント1ノニトラミン、ニト
ロマンニットなど、ニトロ化合物としては、たとえばペ
ンス1jット、ニトロマンニット 粟粒中に含有せしめてもよく、注型剤または注型剤とジ
アミノ化合物の混合液に分散させて用いることもでき、
あるいは粟粒どともに注型剤、注型剤混合液などに加え
2)こともできる。
添加AIl id:、粟粒の帯電な防止したり、粟粒に
流動性をもたせたり、あるいはバインダや燃焼調整剤な
どでは得らtしない他の物性や特性を調整するために添
加ざhるもので、たとえばゲラファイト、カーボンブラ
ック、微粉ケイ酸塩類などである。
粟粒は、抽薬の主剤とな2)ものであり、一般にNOと
安定剤とからなる球状またはだ円球状のフルイドポール
、あるいはNo,安定剤、可塑剤、燃焼fAm剤とから
なる円柱形小粒状のベースダレインであり、これらの粟
粒には、目的によりNGや酸化剤、その他の成分を含む
ことがあり、これらの粟粒成分や含有割合、粟粒サイズ
なども神々変更しイ↓)るものである。またこれらの粟
粒の形状は、球状、プと円球状、円t1−秋に限らず、
円板状、ブラ形状、立ブラ体、泊方体、その他神々の形
状をとり得る。
」ソ下N本発明な実施例に基ついて1悦明する。各の¥
施例において、上計部や呵r [fi−見ろ・、ぞ)]
、ぞノ]、単に部、循と略′む。
実施例1 加温挨11t1真空装置&、攪拌装置を有Vろスラリ混
N、1機に、ニトログリセリ−7(11G ) 75部
、ジエチルフタl/ −1・(’I)FiP) 5部、
2−ニートロ・ソフェニルアミン(2−NDPA)2部
、4ゼリオ一ル18部からなる71L @液48 gl
(と、表−1に示°−F−jす[w針の6.5−シクロ
ロー4.4′〜シアミノシエフェニル、メタン(1−6
OCA )な仕込み、40パCに加温してI G mm
Hg貞空下で脱泡しなが「)1時間混合l−だ。
この混合数に、ヘキ勺メ千レンジイソシアネート(HM
DI )とジブチルチンジラウレート(DBTD]’、
 ’)を加えて袋らK 111X’l−間脱削しながら
混合j〜、ジアミノ化合物(MOOA )を含む注型剤
(A)を調製した。
この注型剤(A)に、下a己のフルイドボール(FB)
52部を加えてI D mmHg−3に;9下、30°
Cの定温で脱泡しながら混合した。この混合スラリを鋳
型に注ノ4’2 L /このち、50 ’Oの定温室に
5日間装置して硬化せしめ目的の推進薬組成物を4だ。
この推進薬組成物について物性試験を実施しだ結果、表
−1の成績を得た。なおポリオールは、大日本インキ化
学KK製のPo1.yl、ite OD −X 106
を用いた。
−f、た粟粒として用いたFBは、窒素量12.6係の
N08B係、N()13循、2− NDPA 2%から
なる組成で、平均粒径42μのものである。
なお本実施例において、MOOA添加量の増加に伴ない
、1:E型剤に加えろHMDIの添加量もMOOAに比
例せしめて増加させた。特性試験は、厚さ10間の試料
片を1+4型ダンベルで打抜いて試験片を臓製し、JI
S−K −63Cl 1の試験法に従って試験した。試
験には新興通信KK製万能引張圧縮試験機を月4いた。
実施例2 実施例IVr、おける混オ[1機に、N075部、トリ
アセチン(TA)5部、2− NDPA 2部、ポリオ
ール18部からなる混合数45部と、衣−1に示す所定
菫のMOOAを仕込み、40’Oに加温して1゜gB 
Hg真空下で脱泡しながら1時間混合した。この混合液
に、HMDIとDBTDLを加えてさらに111に間脱
泡しなから混合し、MOOAな含む注型剤(B)を調製
した。この注型剤(B)に、下記のベースゲレイン(B
G)55部を加えてI D ttanH(t、fi空下
において30°Cの定温で脱泡しながら混合した。この
スラリを鋳型に注型!−だのち、5[]’Cの定温宰V
C5日間装置して硬化せしめ目的の推進薬組成物な得た
この推進薬組成物について実施例1に準じて物性試験を
実施した結果、表−1の成績を得た。なおポリオールは
、実施例11に用いltものと同一のものを用いた。ま
た粟粒として用いたBGは、屋素n12.6係のN0B
Q係、NG13%、2− NDPA2%、サリチルl’
f14.0%、2−エチルヘギザン酸鉛4.0%、カー
ボンブラックとゲラファイトを外割りでそれぞれ0.0
2 %加えたものを圧伸成型し、裁断、乾燥l−て、T
r = 0.5 mm、 1) = n、5 than
φとしだものである。なお本実施例においてもMOOA
添加伝の増加に伴ない、実施例1に準じて注型剤に加え
るHMDIの添加量を増加せしめた。
実施例3 実施例1および実施例2における推薬成分に、サラに酸
化剤としてシクロテトラメチレンテトラニトラミン(H
MX ) 、過塩素酸アンモニウム(Apcl)を含有
せしめたものについて推薬を製造し、それぞれについて
MOOAの添加量による椎薬物性の効果をみた。結果を
表−1に示す。
なお推薬の製造は、実験漸15〜18では、注型剤(A
)、F’ B 、 HMXの組合わせで、実験篇19〜
22では、注1p剤υ)、BG、HMXの組合わせで、
さらに実験篇23〜24では、注型剤CB)、BG。
A、pclの組合わせでそれぞね製造を実施した。
この椎柴の製造は、央験扁15〜1Bについては実施例
1に、実験扁19〜22および26〜24については実
施例2に準じた。ただし酸化剤は、粟粒を加える前に注
型剤に加えて混合、分散せしめ/こ。
そハ、ぞノtの配合比Vよ次のとおりであ/)。
実験ツメ515〜18 1F型剤(A)43部、FB42部、HMX 15 t
り9、実験扁19〜22 tF  tsリ 斉+1(B)     4 0  r
死 、  BO25玲(、HMX  i   5 名1
(、実験A23〜24 jE 型剤(J3)  4 []部、B G 45部、
Apcl 15部実施例4 推薬に添加さハ、ろ物件【ヅ良削としτ、イII!々の
ジアミノ化合物な除加り、 fcものについての推薬物
性の効果をみた。結采を表−1に示す。
なお推薬の製造は実施例2に準じた。ただし使1[1シ
たシアミノ化合物C1[、ポリオール1当鯖に対して1
当fitを月1いた。
実験、4Fi、 25はa化合物・・・・・・4.4′
−ジアミノベン」−ニルメタン 〃  26けb   //   =−−−・・ジアミノ
フタロフェノン〃  27はc  〃  ・・・・・・
4,4′−ジアミノベン・Iフェノン 実験&2 Bはd化合物・・・・ ナフチジン↓゛)、
」−の実施例からも明r)かなように、CDB推薬組成
物中に、さらにシアミノ化合物を含治せしぬることに」
こり、従来のODB推薬組成物に比較してすぐf+だ物
件なjI<すものが得られ、特にその推薬の強度を飛躍
的に増大せしめろことができ、その効果には著しいもの
がある。
(以下余白)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ニトロセルロース、ニトログリセリンおよびウレタンバ
    インダを主成分とするコンポジットダブルペースにおい
    て、萌Mr2ウレタンバインダにジアミノ化合物を含有
    せしめてなるコンポジットダブルペース推進薬組成物
JP535082A 1982-01-19 1982-01-19 コンポジツトダブルベ−ス推進薬組成物 Pending JPS58125682A (ja)

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