JPS5830278B2 - 固体推進薬組成物 - Google Patents
固体推進薬組成物Info
- Publication number
- JPS5830278B2 JPS5830278B2 JP54077550A JP7755079A JPS5830278B2 JP S5830278 B2 JPS5830278 B2 JP S5830278B2 JP 54077550 A JP54077550 A JP 54077550A JP 7755079 A JP7755079 A JP 7755079A JP S5830278 B2 JPS5830278 B2 JP S5830278B2
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- JP
- Japan
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- propellant
- compound
- propellant composition
- viscosity
- propylene imine
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、その物理的性能が改善され、かつ注形を含む
製造作業が容易になるようにスラリー粘度が低下せしめ
られた固体推進薬組成物に関する。
製造作業が容易になるようにスラリー粘度が低下せしめ
られた固体推進薬組成物に関する。
固体推進薬は、均質系と混成系に大別され、それぞれに
優れた特長があるが、混成系は均質系に比較して、特に
、比推力、及び燃焼速度の広範囲の制御性において優れ
ており、高性能ロケットの推進薬として広く使用されて
いる。
優れた特長があるが、混成系は均質系に比較して、特に
、比推力、及び燃焼速度の広範囲の制御性において優れ
ており、高性能ロケットの推進薬として広く使用されて
いる。
しかしながら、このような優れた特性を保持させるのに
は、推進薬中に酸化剤等の固体成分を高比率に含有させ
る必要があり、その結果、推進薬スラリーが極端に粘調
になり、推進薬の注形性、製造性に障害が生ずるほか、
固体成分と粘結剤との結合、接着が不完全になり、推進
薬の物理的特性にも問題が生ずる欠点があった。
は、推進薬中に酸化剤等の固体成分を高比率に含有させ
る必要があり、その結果、推進薬スラリーが極端に粘調
になり、推進薬の注形性、製造性に障害が生ずるほか、
固体成分と粘結剤との結合、接着が不完全になり、推進
薬の物理的特性にも問題が生ずる欠点があった。
これらの欠点を補うため、従来、推進薬スラリーの粘度
を低下して製造性を向上するのには、ジオクチルアジペ
ート、ジ−２エチルへキシルアゼレート、インデシルペ
ラルゴネート、又はプロセスオイル等を可塑剤として粘
結剤となる合成ゴムプレポリマーに添加する方法、また
、固体成分と粘結剤との結合、接着を強固に行わせるの
には、各種の表面活性剤を使用する方法等がとられてい
るが、その効果を顕著にするには、いずれもかなり多量
に使用する必要があり、推進薬の特性に悪影響が生じて
適当ではなかった。
を低下して製造性を向上するのには、ジオクチルアジペ
ート、ジ−２エチルへキシルアゼレート、インデシルペ
ラルゴネート、又はプロセスオイル等を可塑剤として粘
結剤となる合成ゴムプレポリマーに添加する方法、また
、固体成分と粘結剤との結合、接着を強固に行わせるの
には、各種の表面活性剤を使用する方法等がとられてい
るが、その効果を顕著にするには、いずれもかなり多量
に使用する必要があり、推進薬の特性に悪影響が生じて
適当ではなかった。
本発明は、かかる従来の欠点を解消せしめるもので、推
進薬中の固体成分と粘結剤との結合、接着を密にし、推
進薬の物理的性能を向上するとともに、更に推進薬スラ
リー粘度を低下し製造作業性を向上する効果を合わせ持
つ固体推進薬組成物を提供することを目的とするもので
ある。
進薬中の固体成分と粘結剤との結合、接着を密にし、推
進薬の物理的性能を向上するとともに、更に推進薬スラ
リー粘度を低下し製造作業性を向上する効果を合わせ持
つ固体推進薬組成物を提供することを目的とするもので
ある。
すなわち、本発明はＨＴＰＢをプレポリマーとする粘結
剤と、過塩素酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、シク
ロテトラメチレンテトラミン（通称ＨＭＸ）等の酸化剤
、及びアルミニウム等の金属性燃料よりなる無機、また
は有機粉末状固体成分とを含有する推進薬組成物に対し
プロピレンイミン により、Ｒ−ｆＮＣＯ）ｎ（Ｒ：六個以上のカーボン原
子を含む有機化合物、ｎ： ２ｏｒ３）の構造を有する
インシアネート化合物を変性した多官能基を有するアジ
リゾイン化合物を添加して構成されることを特徴とする
固体推進薬組成物にあるものである。
剤と、過塩素酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、シク
ロテトラメチレンテトラミン（通称ＨＭＸ）等の酸化剤
、及びアルミニウム等の金属性燃料よりなる無機、また
は有機粉末状固体成分とを含有する推進薬組成物に対し
プロピレンイミン により、Ｒ−ｆＮＣＯ）ｎ（Ｒ：六個以上のカーボン原
子を含む有機化合物、ｎ： ２ｏｒ３）の構造を有する
インシアネート化合物を変性した多官能基を有するアジ
リゾイン化合物を添加して構成されることを特徴とする
固体推進薬組成物にあるものである。
さらに詳しくは、本発明は、各種有機化合物とプロピレ
ンイミンを反応させることにより得られるアジリゾイン
化合物としてインシアネート化合物と反応して （ただしＲは炭素数六以上のアルキル基、その他有機化
合物である。
ンイミンを反応させることにより得られるアジリゾイン
化合物としてインシアネート化合物と反応して （ただしＲは炭素数六以上のアルキル基、その他有機化
合物である。
５以下ではバインダーとの相容性の悪さからと考えられ
るが、物理的性質にあたえる効果が少ない。
るが、物理的性質にあたえる効果が少ない。
またｎは２あるいは３であり、ｎ＝１では上記同様物理
的性質に与える効果が少ない。
的性質に与える効果が少ない。
）の形で得られる反応物である。
ここでＲ（−Ｎ−Ｃ＝０）ｎは通常ＨＴＰＢの硬化剤、
架橋剤として使用されるものがＨＴＰＢとの相容性の点
で好ましい。
架橋剤として使用されるものがＨＴＰＢとの相容性の点
で好ましい。
このアジリゾイン化合物、末端に２個または３個の官能
基を有する物質の１種、あるいは数種の混合物を添加せ
しめてなる固体推進薬組成物に係り、特に、粘結剤とな
る合成ゴムプレポリマーとして、両末端水酸基ポリブタ
ジェンプレポリマー（通称ＨＴＰＢ）を採用したとき著
しい効果が発揮されるものである。
基を有する物質の１種、あるいは数種の混合物を添加せ
しめてなる固体推進薬組成物に係り、特に、粘結剤とな
る合成ゴムプレポリマーとして、両末端水酸基ポリブタ
ジェンプレポリマー（通称ＨＴＰＢ）を採用したとき著
しい効果が発揮されるものである。
本発明と類似の目的で、従来から使用されている添加剤
は、プロピレンイミンの代りにエチレンイミン、又はブ
チレンイミンにより合成したアジリゾイン化合物が開示
されていて、例えば、プチレイミン系のものとして、ト
リメソイルトリス２−エチルアジリゾイン（商品名ＨＸ
−８６８）、トリメソイルトリス−２，３−ジメチルア
ジリゾイン（商品名ＨＸ−７５２、共にスリーエム社）
、は液状で推進薬中への分散も、またその効果も良好で
あるが、貯蔵、取扱時の安定性に欠け、所望の活性を維
持するには一１５℃以下による貯蔵が必要である。
は、プロピレンイミンの代りにエチレンイミン、又はブ
チレンイミンにより合成したアジリゾイン化合物が開示
されていて、例えば、プチレイミン系のものとして、ト
リメソイルトリス２−エチルアジリゾイン（商品名ＨＸ
−８６８）、トリメソイルトリス−２，３−ジメチルア
ジリゾイン（商品名ＨＸ−７５２、共にスリーエム社）
、は液状で推進薬中への分散も、またその効果も良好で
あるが、貯蔵、取扱時の安定性に欠け、所望の活性を維
持するには一１５℃以下による貯蔵が必要である。
また、エチレンイミンによるアジリゾイン化合物は、ブ
チレンイミン系に比較して多くの化合物は安定性は著し
るしく良好であるが、固体であるため、推進薬中への分
散を良くするため適当な溶剤を併用しなければならない
。
チレンイミン系に比較して多くの化合物は安定性は著し
るしく良好であるが、固体であるため、推進薬中への分
散を良くするため適当な溶剤を併用しなければならない
。
本発明に係るプロピレンイミンによるアジリゾイン化合
物は、通常液状、ないしペースト状では推進薬中への分
散にも問題はなく、また室温程度での貯蔵においても活
性の低下はほとんどなく極めて安定、その製造も容易で
品質も安定しており、推進薬の老化特性に対する影響も
極めて少ない。
物は、通常液状、ないしペースト状では推進薬中への分
散にも問題はなく、また室温程度での貯蔵においても活
性の低下はほとんどなく極めて安定、その製造も容易で
品質も安定しており、推進薬の老化特性に対する影響も
極めて少ない。
以下、実施例に基づいて本発明及び本発明によって達成
される効果を具体的に説明するが、本発明の技術範囲は
この実施例によって限定されるものではない。
される効果を具体的に説明するが、本発明の技術範囲は
この実施例によって限定されるものではない。
実施例 １
両末端水酸基ポリブタジェンプレポリマー（ＨＴＰＢ
）としてｐｏｌｙ−ｂｄ Ｒ−４５（米国ＡＲＣＣ１
，：ｆ製）１００部に対し、酸化防止剤１部、アセチル
アセトン０．１部及び硬化剤としてインホロンジイソシ
アネート約１当量からなる粘結剤を調製しこの粘結剤に
対し、過塩素酸アンモニウム粉末８０％、及びアルミニ
ウム粉末２０％からなる固体成分を重量比で１５：８５
の割合で混合し固体推進薬を製造した。
）としてｐｏｌｙ−ｂｄ Ｒ−４５（米国ＡＲＣＣ１
，：ｆ製）１００部に対し、酸化防止剤１部、アセチル
アセトン０．１部及び硬化剤としてインホロンジイソシ
アネート約１当量からなる粘結剤を調製しこの粘結剤に
対し、過塩素酸アンモニウム粉末８０％、及びアルミニ
ウム粉末２０％からなる固体成分を重量比で１５：８５
の割合で混合し固体推進薬を製造した。
この推進薬に、本発明に係る物質としてプロピレンイミ
ンによって変成されたインシアネート化合物、同じくプ
ロピレンイミンによって変性された有機酸のアジリゾイ
ン化合物及びトリス（１−（２−メチル）アジリゾイニ
ル）フォスフインオキサイド（ＭＡＰＯ）をＨＴＰＢ１
００部に対し３部の割合で添加した場合の推進薬スラリ
ーの粘度、及び硬化した推進薬の物性を、これら添加物
を使用しない場合のものと比較して第１表に示す。
ンによって変成されたインシアネート化合物、同じくプ
ロピレンイミンによって変性された有機酸のアジリゾイ
ン化合物及びトリス（１−（２−メチル）アジリゾイニ
ル）フォスフインオキサイド（ＭＡＰＯ）をＨＴＰＢ１
００部に対し３部の割合で添加した場合の推進薬スラリ
ーの粘度、及び硬化した推進薬の物性を、これら添加物
を使用しない場合のものと比較して第１表に示す。
この表において、推進薬スラリーの粘度は、東洋精機■
販売に係る平行板プラストメーターによるもので、直径
１０朋、高さ１０ｍｍのスラリー試料が約１１５ｇのガ
ラス板の自重で１分間押つぶされたときの試料の広がり
で示されており、数値は大きい程粘度は低い。
販売に係る平行板プラストメーターによるもので、直径
１０朋、高さ１０ｍｍのスラリー試料が約１１５ｇのガ
ラス板の自重で１分間押つぶされたときの試料の広がり
で示されており、数値は大きい程粘度は低い。
また、物性は、推進薬物性懇談会の規定した過塩素酸ア
ンモニウム系コンポジット推進薬引張試験法に従つって
測定されたものである。
ンモニウム系コンポジット推進薬引張試験法に従つって
測定されたものである。
注１）
Ｐ Ｉ −ＨＭＤ Ｉ ：ヘキサメチレンジイソシアネ
ートとプロピレンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＩＰＤＩ：イソホロンジイソシアネートとプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＴＤＩ ニトリレンジイソシアネートとプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＤＤＩ：ジメリルジイソシアネートとプロピレン
イミンの付加化合物 ＰＩ−３部ＭＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネート３
量体（商品名ジュラネート：無化成工業■製［とプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＡＡ：アジピン酸にプロピレンイミンを作用させ
た化合物 ＰＩ−８Ａ：セパチン酸にプロピレンイミンを作用させ
た化合物 ＰＩ−ＴＰＡ：テレフクール酸にプロピレンイミンを作
用させた化合物 ＰＩ−ＴＭＡ： トリメシック酸にプロピレンイミンを
作用させた化合物 ＭＡＰＯ：Ｉ−リス〔１（２−メチル）アジリゾイニル
〕フォスフインオキサイド ＰＩ−ＰＩ：プロビルイソシアネートにプロピレンイミ
ンを作用させた化合物 ＰＩ−ＴＭＤＩ：テトラメチレンジイソシアネートにプ
ロピレンイミンを作用させた化合物 性２） 平行板プラストメーターによる粘度の表示で、タテ×ヨ
コ（各間）を示す。
ートとプロピレンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＩＰＤＩ：イソホロンジイソシアネートとプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＴＤＩ ニトリレンジイソシアネートとプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＤＤＩ：ジメリルジイソシアネートとプロピレン
イミンの付加化合物 ＰＩ−３部ＭＤＩ：ヘキサメチレンジイソシアネート３
量体（商品名ジュラネート：無化成工業■製［とプロピ
レンイミンの付加化合物 ＰＩ−ＡＡ：アジピン酸にプロピレンイミンを作用させ
た化合物 ＰＩ−８Ａ：セパチン酸にプロピレンイミンを作用させ
た化合物 ＰＩ−ＴＰＡ：テレフクール酸にプロピレンイミンを作
用させた化合物 ＰＩ−ＴＭＡ： トリメシック酸にプロピレンイミンを
作用させた化合物 ＭＡＰＯ：Ｉ−リス〔１（２−メチル）アジリゾイニル
〕フォスフインオキサイド ＰＩ−ＰＩ：プロビルイソシアネートにプロピレンイミ
ンを作用させた化合物 ＰＩ−ＴＭＤＩ：テトラメチレンジイソシアネートにプ
ロピレンイミンを作用させた化合物 性２） 平行板プラストメーターによる粘度の表示で、タテ×ヨ
コ（各間）を示す。
注形に必要な流動性を示す概略の下限は２１×２１程度
で、特に１７Ｘ１７以下になると注形前のスラリーの脱
気が不完全になりやすく、推進薬の安全性に問題が生ず
るばかりでなく、加圧注形。
で、特に１７Ｘ１７以下になると注形前のスラリーの脱
気が不完全になりやすく、推進薬の安全性に問題が生ず
るばかりでなく、加圧注形。
加圧成形等の措置が必要になる。
この第１表に示すように、本発明に係る添加物を使用し
た場合は、使用しない場合及びＭＡＰＯを使用した場合
に比較して著しるしく粘度の低いスラリーが得られ、し
かもその低粘度は４時間以上にわたって持続されるので
、注形を含む推進薬の製造の作業性は著しるしく向上す
る。
た場合は、使用しない場合及びＭＡＰＯを使用した場合
に比較して著しるしく粘度の低いスラリーが得られ、し
かもその低粘度は４時間以上にわたって持続されるので
、注形を含む推進薬の製造の作業性は著しるしく向上す
る。
しかもＭＡＰＯを使用したものはスラリー粘度が逆ｌこ
上昇し、成形が不可能であった。
上昇し、成形が不可能であった。
また、７０℃において１４日間硬化した推進薬の物性も
無添加のものＰ Ｉ −Ｐ Ｉ 、 Ｐ Ｉ−ＴＭＤ
Ｉを添加したものが強度、伸び共に実用には程遠い値し
か示さないのに対し、本発明に係る物質を添加したもの
は、強度として１０ｋｇｆ／／ＣＩ？Ｌ以上、伸びも２
０％以上が得られる。
無添加のものＰ Ｉ −Ｐ Ｉ 、 Ｐ Ｉ−ＴＭＤ
Ｉを添加したものが強度、伸び共に実用には程遠い値し
か示さないのに対し、本発明に係る物質を添加したもの
は、強度として１０ｋｇｆ／／ＣＩ？Ｌ以上、伸びも２
０％以上が得られる。
本発明に係る添加剤が推進薬の燃焼性能に及ぼす影響は
、その添加量がＨＴＰＢ１００部に対し３部であり、推
進薬に対しては０．３％程度と低いため無視できるもの
で、測定結果もこの影響は検知できず、いづれの推進薬
もほとんど同様な燃焼速度で正常に燃焼した。
、その添加量がＨＴＰＢ１００部に対し３部であり、推
進薬に対しては０．３％程度と低いため無視できるもの
で、測定結果もこの影響は検知できず、いづれの推進薬
もほとんど同様な燃焼速度で正常に燃焼した。
また本発明に係る添加剤の推進薬の老化特性に与える影
響も極めて少ないことがわかる。
響も極めて少ないことがわかる。
実施例 ２
高い燃焼速度を示す推進薬を得るために酸化剤として使
用する過塩素酸アンモニウムとして通常のものより極端
ｌこ小さい粒径のものを選んだ。
用する過塩素酸アンモニウムとして通常のものより極端
ｌこ小さい粒径のものを選んだ。
粗粒は平均粒径が約６０μｍでそのまま使用したが、細
粒は、平均粒径が約５μｍで、過塩素酸アンモニウムを
溶解しない揮発性の溶媒で希釈したＰＩ−ＩＰＤＩ（前
出）溶液に浸し、乾燥することによりその表面を０．２
％程度のＰＩ−ＩＰＤＩで被覆して使用した。
粒は、平均粒径が約５μｍで、過塩素酸アンモニウムを
溶解しない揮発性の溶媒で希釈したＰＩ−ＩＰＤＩ（前
出）溶液に浸し、乾燥することによりその表面を０．２
％程度のＰＩ−ＩＰＤＩで被覆して使用した。
この被覆により、細粒の過塩素アンモニウムは、ケーキ
ングしにくくなり、また起爆感度が低下する効果が確認
される等の副次的な利点もあるが、本発明の本来の目的
である推進薬スラリー粘度の低下による製造作業性の改
善、及び粘結剤成分との結合、接着を強化し推進薬の物
性の改善を助長する効果は著しいものがあった。
ングしにくくなり、また起爆感度が低下する効果が確認
される等の副次的な利点もあるが、本発明の本来の目的
である推進薬スラリー粘度の低下による製造作業性の改
善、及び粘結剤成分との結合、接着を強化し推進薬の物
性の改善を助長する効果は著しいものがあった。
実施例１に示される基準推進薬組成で、添加物としては
ＰＩ−ＩＰＤＩを３／１００ＨＴＰＢ、更に燃焼触媒と
してノルマルブチルフェロセンを３％を外削で追加した
推進薬は、過塩素酸アンモニウムの粒径を極端に小さく
しているにもかかわらず、スラリー粘度は２７Ｘ２７以
上と充分な流動性を示し、また硬化した推進薬の物性も
１強度１４．８ ｋｇ ｆ ／ｃｒＬ伸び３６％で、本
発明に係る添加物の効果が遺憾なく発揮されている。
ＰＩ−ＩＰＤＩを３／１００ＨＴＰＢ、更に燃焼触媒と
してノルマルブチルフェロセンを３％を外削で追加した
推進薬は、過塩素酸アンモニウムの粒径を極端に小さく
しているにもかかわらず、スラリー粘度は２７Ｘ２７以
上と充分な流動性を示し、また硬化した推進薬の物性も
１強度１４．８ ｋｇ ｆ ／ｃｒＬ伸び３６％で、本
発明に係る添加物の効果が遺憾なく発揮されている。
なお、この推進薬は、燃焼圧カフ０ｋｇｆ〆殖で３２ｍ
ｍ／秒と高い燃焼速度も示し、また燃焼も極めて安定で
あった。
ｍ／秒と高い燃焼速度も示し、また燃焼も極めて安定で
あった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｉ ＨＴＰＢをプレポリマーとする粘結剤と、過塩素
酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、シクロテトラメチ
レンテトラミン（通称ＨＭＸ） 等の酸化剤、及びアル
ミニウム等の金属性燃料よりなる無機、または有機粉末
状固体成分とを含有する推進薬組成物に対し、プロピレ
ンイミン により、Ｒ＋ＮＣＯ）ｎ （Ｒ：六個以上のカーボン原
子を含む有機化合物、ｎ ： ２ｏｒ３）の構造を有す
るインシアネート化合物を変性した多官能基を有するア
ジリゾイン化合物を添加して構成されることを特徴とす
る固体推進薬組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54077550A JPS5830278B2 (ja) | 1979-06-21 | 1979-06-21 | 固体推進薬組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54077550A JPS5830278B2 (ja) | 1979-06-21 | 1979-06-21 | 固体推進薬組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS565395A JPS565395A (en) | 1981-01-20 |
| JPS5830278B2 true JPS5830278B2 (ja) | 1983-06-28 |
Family
ID=13637114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54077550A Expired JPS5830278B2 (ja) | 1979-06-21 | 1979-06-21 | 固体推進薬組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830278B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19605613A1 (de) * | 1996-02-15 | 1997-08-21 | Dynamit Nobel Ag | Raketenangetriebene Abstandswaffe |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4986511A (ja) * | 1972-12-25 | 1974-08-19 |
-
1979
- 1979-06-21 JP JP54077550A patent/JPS5830278B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4986511A (ja) * | 1972-12-25 | 1974-08-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS565395A (en) | 1981-01-20 |
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