JPS6168383A - Composite solid propellant - Google Patents

Composite solid propellant

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JPS6168383A
JPS6168383A JP18648084A JP18648084A JPS6168383A JP S6168383 A JPS6168383 A JP S6168383A JP 18648084 A JP18648084 A JP 18648084A JP 18648084 A JP18648084 A JP 18648084A JP S6168383 A JPS6168383 A JP S6168383A
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JP
Japan
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binder
propellant
weight
composite solid
solid propellant
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Application number
JP18648084A
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Japanese (ja)
Inventor
山本 昭飛己
石黒 秀史
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NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、コンポジット固体推進薬に係υ、さらに詳し
くは、粘結剤の主−成分が両末端水酸基ポリブタジェン
(I(TPB )でアシ、酸化剤として過塩素酸アンモ
ニウムを含むコンポジット固体推進薬の物理的特性を改
善したコンポジット固体推進薬に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a composite solid propellant, and more specifically, the present invention relates to a composite solid propellant, in which the main component of the binder is polybutadiene (I (TPB)) with hydroxyl groups at both ends, The present invention relates to a composite solid propellant containing ammonium perchlorate as an oxidizing agent with improved physical properties.

(従来の技術) コンポジット固体推進薬は、酸化剤及び粘結剤を主成分
とし、必要に応じて、助燃剤として金属粉が添加された
組成を有しておシ、その優れた燃焼特性及び物理的特性
によす、高性能ロケットモータ用推進薬として広く使用
されている。その代表的な例として、粒状または粉状の
過塩素酸アンモニウムを酸化剤とし、アルミニウム粉を
助燃剤とし、ポリブタジェンを基材とした粘結剤よシな
る注型可能ガ推進薬が知られている。
(Prior Art) Composite solid propellants have a composition mainly composed of an oxidizing agent and a binder, with metal powder added as a combustion improver if necessary, and have excellent combustion characteristics and Due to its physical properties, it is widely used as a propellant for high-performance rocket motors. A typical example is a castable propellant that uses granular or powdered ammonium perchlorate as an oxidizing agent, aluminum powder as a combustion improver, and a polybutadiene-based binder. There is.

前述のポリブタジェン系粘結剤用基材としては従来から
ブタジェン−アクリル酸共重合体(PBAA)、ブタジ
ェン−アクリル酸−アクリロニ) IJル三元共重合体
(PBAN)及び両末端カルボキシル基ポリブタジェン
(CTPB )等のプレポリマーが使用されてきた。し
かしながら、粘結剤量が10〜12重量%(即ち固型分
が多い)の様な高性能推進薬の場合、前記のプレポリマ
ーの粘度が比較的高いため推進薬スラリーの粘度が高く
彦シ、製造が容易でなく、かつ推進薬自体の経時変化が
太きい等の問題点があった。
The base materials for the above-mentioned polybutadiene-based binders have conventionally been butadiene-acrylic acid copolymer (PBAA), butadiene-acrylic acid-acryloni) IJ terpolymer (PBAN), and polybutadiene with carboxyl groups at both ends (CTPB). ) have been used. However, in the case of high-performance propellants with a binder content of 10 to 12% by weight (i.e., high solid content), the viscosity of the prepolymer is relatively high, so the viscosity of the propellant slurry is high and Hikoshiki However, there were problems such as it was not easy to manufacture and the propellant itself changed significantly over time.

モして、これらの問題点を解決するために、HTPBを
基材とし、かつ硬化剤としてジインシアネート化合物を
含有する粘結剤を有する推進薬(HTPB推進薬)が開
発された。
In order to solve these problems, a propellant (HTPB propellant) was developed which is based on HTPB and has a binder containing a diincyanate compound as a hardening agent.

この推進薬はHTPBプレポリマーが低粘度のため、前
述のように粘結剤量を10〜12重量%と少なくして、
比推力を向上せしめた推進薬を容易に製造することを可
能にした。
Since the HTPB prepolymer in this propellant has a low viscosity, the amount of binder is reduced to 10 to 12% by weight as described above.
This made it possible to easily produce propellants with improved specific impulse.

また、硬化剤としてジイソシアネート化合物が用いられ
ているので、この化合物がHTPBプレポリマーの水酸
基と反応して強固で安定な、いわゆるウレタン結合を形
成して架橋することから、このHTPB推進薬の耐熱老
化特性及び経時安定性も非常に優れている。
In addition, since a diisocyanate compound is used as a curing agent, this compound reacts with the hydroxyl group of the HTPB prepolymer to form a strong and stable urethane bond, resulting in crosslinking. It also has excellent properties and stability over time.

このような利点から、HTPB推進薬は、CTPB推進
薬を始めとする従来の推進薬に代わる高性能推進薬とし
て、コンポジット固体推進薬の主流となりつつある。
Because of these advantages, HTPB propellant is becoming the mainstream of composite solid propellants as a high-performance propellant to replace conventional propellants such as CTPB propellant.

このHTPB推進薬において、粘結剤は前述のようにH
TPBプレポリマーとジイソシアネート化合物で構成さ
れ、酸化剤は過塩素酸アンモニウム等の粒子が用い5れ
る。即ちマトリックスである粘結剤中に、過塩素酸アン
モニウム等の粒体が分散されている形となっている。然
しこの)ITPB推進薬においては粘結剤と酸化剤粒子
との接着性が悪いので結合剤を必要としている。
In this HTPB propellant, the binder is H as mentioned above.
It is composed of a TPB prepolymer and a diisocyanate compound, and particles of ammonium perchlorate or the like are used as the oxidizing agent5. That is, particles of ammonium perchlorate or the like are dispersed in a binder, which is a matrix. However, in this ITPB propellant, a binder is required because the adhesiveness between the binder and the oxidizer particles is poor.

結合剤は前記の両者の接着性に大きな影響があシ、ひい
ては推進薬の物理的特性を左右することに々るので、こ
の結合剤の選択が重要゛な物性改善の手段となる。
Since the binder has a great effect on the adhesion between the two, which in turn influences the physical properties of the propellant, the selection of the binder is an important means of improving the physical properties.

この様な結合剤として単体としては、トリス1 (2メ
チルアジリジニル)フォスフインオキサイド(MAPO
)、MAPo 2モルとアジピン酸0.7モルと酒石酸
0.3モルとの反応生成物(MT−4)、ビスイソフタ
ロイル−1−(2メチル)アジリジン(HX−752,
5M社製)等が公知でアシ、それらの複合系としてMT
−4とHX−752ト2.2’−(?L−ブチルイミノ
)ジェタノール(BIDE)との混合物が米国特許第4
09089!、号明細書で、アジリジンポリエステルと
アミンポリエステルとの混合物が特開昭54−8401
6号公報に開示されている。
As such a binder, tris-1 (2-methylaziridinyl) phosphine oxide (MAPO
), reaction product of 2 moles of MAPo, 0.7 moles of adipic acid and 0.3 moles of tartaric acid (MT-4), bisisophthaloyl-1-(2methyl)aziridine (HX-752,
5M) etc. are well known, and as a composite system of these, MT
A mixture of HX-4 and HX-752 and 2.2'-(?L-butylimino)jetanol (BIDE) is disclosed in U.S. Pat.
09089! , in the specification of JP-A-54-8401, a mixture of aziridine polyester and amine polyester is disclosed.
It is disclosed in Publication No. 6.

しがしこれらの粘結剤には次のような欠点があ、る。However, these binders have the following drawbacks.

MAPO単体を結合剤とした推進薬はとくに伸びが低下
する。
Propellants using MAPO alone as a binder have particularly low elongation.

MT −4は室温での保存寿命が短くかつこれを使用し
た推進薬はたとえば抗張力が経時的に低下する等老化特
性が悪い。
MT-4 has a short shelf life at room temperature, and propellants using it have poor aging characteristics, such as a decrease in tensile strength over time.

HX−752は室温での保存寿命が短く、これを使用し
た推進薬は物性が悪くて、とくに伸びが低下し、更に抗
張力が経時的に増大し、伸びが低下する等老化特性が良
くない。
HX-752 has a short shelf life at room temperature, and propellants using it have poor physical properties, particularly poor aging properties such as decreased elongation, increased tensile strength over time, and decreased elongation.

米国特許明細書に開示されたMT−4とは−752とB
IDEとの混合物は、MT−4、HX−752が同様に
、室温での保存寿命が短く、更に、粘結剤中への添加量
が比較的多い。即ち粘結剤中に混合物として3%前後添
加する必要がある。
MT-4 disclosed in the US patent specification is -752 and B
Similarly to MT-4 and HX-752, the mixture with IDE has a short shelf life at room temperature, and furthermore, the amount added to the binder is relatively large. That is, it is necessary to add about 3% of it as a mixture to the binder.

そして16076ケ月後に於て抗張力、伸びも初期より
低下する等高温での老化特性が良くない。
After 16,076 months, the tensile strength and elongation were lower than the initial level, and the aging properties at high temperatures were poor.

さらに特開昭54−84C116号公報に開示されてい
るアジリジンポリエステルとアミンポリエステルとの混
合物は物性が悪く(伸びが小さい)、老化特性も悪い(
伸びが経時的に低下する)。
Furthermore, the mixture of aziridine polyester and amine polyester disclosed in JP-A-54-84C116 has poor physical properties (low elongation) and poor aging properties (
elongation decreases over time).

(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らはこれら従来使用されていた結合剤の欠点を
解消した、室温での寿命が長く、これらを用いた推進薬
自体の物性や老化特性のすぐれた結合剤を得ることを目
的として研究の結果本発明を完成した。
(Problems to be Solved by the Invention) The present inventors have solved the drawbacks of these conventionally used binders, have a long life at room temperature, and have improved the physical properties and aging characteristics of the propellant itself using these binders. As a result of research, the present invention was completed with the aim of obtaining a binder that can be used.

(問題点を解決するための手段及び作用)即ち、本発明
は、HTPBプレポリマーを主成分とする粘結剤と過塩
素酸アンモニウムとを含有するコンポジット固体推進薬
において、粘結剤中に結合剤としてMAPO及びBID
Eを含有するコンポジット固体推進薬である。
(Means and effects for solving the problems) That is, the present invention provides a composite solid propellant containing a binder mainly composed of HTPB prepolymer and ammonium perchlorate. MAPO and BID as agents
It is a composite solid propellant containing E.

本発明においては粘結剤中に峙合剤としてMAPOを0
.3〜1.5重量%の範囲で、かつBIDEを0.1〜
0.5重量−の範囲で含有することが好ましい。MAP
Oの粘結剤中の含有量は0.6重量%未満であれば、推
進薬物性に於て抗張力が低下する傾向にあシ、1.5重
量%を越えれば、同じく伸びが低下する傾向がある。そ
してさらに好ましくは、0.4〜1.0重量%の範囲で
ある。
In the present invention, MAPO is added as a binder in the binder.
.. In the range of 3 to 1.5% by weight, and BIDE of 0.1 to 1.5% by weight.
The content is preferably within a range of 0.5% by weight. MAP
If the O content in the binder is less than 0.6% by weight, the tensile strength of the propellant tends to decrease, and if it exceeds 1.5% by weight, the elongation tends to decrease as well. There is. More preferably, it is in the range of 0.4 to 1.0% by weight.

同様に、EIDEの粘結剤中の含有量は0.1重量%未
満であれば、推進薬物性に於て伸びが低下する傾向にあ
り、0.5重量%を越えれば、同じく抗張力が低下する
傾向にあシ、マた、未硬化推進薬スラリーの流動性が悪
くなシ注型が困難になる等の問題が生じる。そしてさら
に好ましくは0.2〜0.5重量%である。またMAP
O及びBIDEは、予め予混合して使用することも可能
でオシ、両者別々に用いてもよい。
Similarly, if the content of EIDE in the binder is less than 0.1% by weight, elongation tends to decrease in terms of propellant properties, and if it exceeds 0.5% by weight, the tensile strength similarly decreases. This tendency causes problems such as reeds, lumps, and poor fluidity of the uncured propellant slurry, making it difficult to cast. More preferably, it is 0.2 to 0.5% by weight. Also MAP
O and BIDE can be used in a premixed manner, or they can be used separately.

結合剤として、MAPO及びBIDE以外の組合せでは
、本発明の目的を達成することができない。
Combinations other than MAPO and BIDE as binders cannot achieve the object of the present invention.

本発明に用いられる両末端に水酸基を有するポリブタジ
エンプレボリマ−(HTPBプレポリマー)としては゛
例えば米国アルコケミカル社の商品名Po1y bd 
R−45M及びpoly bd R−45HT等がおる
。推進薬には前者のR−45Mが広く使用されている。
As the polybutadiene prepolymer (HTPB prepolymer) having hydroxyl groups at both ends used in the present invention, for example, Po1y bd (trade name, manufactured by Alco Chemical Company, USA) is used.
There are R-45M and poly bd R-45HT. The former R-45M is widely used as a propellant.

Po1y bd R−45Mは、数平均分子量が220
0〜5400程度で、水酸基価が0.7〜0.8ミリ当
景/fであシ、1,4シスが10〜30%、1.4トラ
ンスが50〜70チ、1,2ビニルが10〜50チであ
るミクロ構造をもっている。
Poly bd R-45M has a number average molecular weight of 220
0 to 5400, hydroxyl value is 0.7 to 0.8 mm/f, 1,4 cis is 10 to 30%, 1.4 trans is 50 to 70, and 1,2 vinyl is It has a microstructure of 10 to 50 inches.

本発明に使用する粘結剤を構成する材料として、前述の
結合剤及びHTPBプレポリマーの他に硬化剤があυ、
さらに必要に応じて可塑剤や老化防止剤等の添加剤があ
る。
In addition to the above-mentioned binder and HTPB prepolymer, the materials constituting the binder used in the present invention include a curing agent,
Furthermore, additives such as plasticizers and anti-aging agents are included as necessary.

硬化剤としては、例えばインフォロンジイソシアネート
(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(T(
MDI)及びジトリルジイソシアネー)(DDI)等の
ジイソシアネート化合物が1)、好ましくはIPDIで
ある。ジインシアネート硬化剤の配合量は、イソシアネ
ート基(NCO)とHTPBブレ゛ポリマー中の水酸基
(OH)との当量比をNC010Hで表わせば、NC0
10H= 0.6〜1.2の範囲でちり、好ましくは0
.7〜1.0の範囲である。
Examples of curing agents include infron diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (T(
Diisocyanate compounds such as MDI) and ditolyl diisocyanate (DDI) are 1), preferably IPDI. The blending amount of the diincyanate curing agent is determined by the equivalent ratio of isocyanate groups (NCO) to hydroxyl groups (OH) in the HTPB polymer as NC010H.
10H = dust in the range of 0.6 to 1.2, preferably 0
.. It is in the range of 7 to 1.0.

可塑剤としては、通常ジオクチルアジペート(DOA)
、ジオクチルセバケート(DoS)、ジイソデシルアジ
ペー) (DIDA)及びイソデシルペラゴネー)(I
DP)等を使用する。
The plasticizer is usually dioctyl adipate (DOA).
, dioctyl sebacate (DoS), diisodecyl adipate (DIDA) and isodecyl pelagone) (I
DP) etc.

老化防止剤としては、例えば2,2′−メチレン−ビス
(4メチル−6−ターシャリブチルフェノール)、フェ
ニル−β−ナフチルアミン及ヒジフェニルアミンとアセ
トンとの反応生成物(精工化学社製、商品名ノンフレッ
クスBA)等を使用する。
Examples of anti-aging agents include 2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol), phenyl-β-naphthylamine, and a reaction product of hydiphenylamine with acetone (manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd., trade name: Non). Flex BA) etc. are used.

コンポジット固体推進薬を製造する場合、上記の粘結剤
を通常10〜50重量%使用し、それに酸化剤を加え、
また必要に応じて性能を調整するために助燃剤や燃焼触
媒が加えられる。酸化剤としては、通常過塩素酸アンモ
ニウム(AP )、シクロテトラメチレンテトラニトラ
ミン(HMX )及びシクロトリメチレントリニトラミ
ン(RDX)等が用いられ、助燃剤としては、アルミニ
ウム、ボロン等の粉体が、燃焼触媒としては、酸化鉄0
’$tos)やフェロセン誘導体及びカルボラン誘導体
等が用いられる。
When producing a composite solid propellant, the above binder is usually used in an amount of 10 to 50% by weight, an oxidizing agent is added thereto,
Combustion aids and combustion catalysts are also added to adjust performance as necessary. Ammonium perchlorate (AP), cyclotetramethylenetetranitramine (HMX), cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), etc. are usually used as oxidizing agents, and powders of aluminum, boron, etc. are used as combustion improvers. However, as a combustion catalyst, iron oxide 0
'$tos), ferrocene derivatives, carborane derivatives, etc. are used.

本発明のコンポジノ)固体推進薬の酸化剤は過塩素酸ア
ンモニウムであるが、必ずしも単独である必要はない。
The oxidizing agent of the solid propellant of the present invention is ammonium perchlorate, but it does not necessarily have to be the sole oxidizing agent.

しかし少なくとも50重量%を含むことが必要であり、
60重量%以上あることが好ましい。
However, it is necessary to contain at least 50% by weight,
The content is preferably 60% by weight or more.

その理由は、本発明における結合剤が、過塩素酸アンモ
ニウムと粘結剤との接着性を向上さ′せるが、過塩素酸
アンモニウムの量が少々いと、即ち50重量−未満では
その効果が少なく、結果として推進薬の物理的特性が悪
くなる(抗張力及び伸びが低下する)からである。
The reason is that the binder in the present invention improves the adhesion between ammonium perchlorate and the binder, but if the amount of ammonium perchlorate is small, that is, less than 50% by weight, the effect is small. , as a result of which the physical properties of the propellant deteriorate (lower tensile strength and elongation).

以上の成分を用いて、通常の製造方法によシ、本発明の
コンポジット固体推進薬が得られる。
The composite solid propellant of the present invention can be obtained using the above-mentioned components and by a conventional manufacturing method.

(発明の効果) この様にして得られた本発明のコンポジット固体推進薬
は、従来公知の結合剤を用いた推進薬と比べ、著しくそ
の物理的特性が改善され、特に同一抗張力での伸びが大
きく、更に高温での加速老化試験後に於ても、物性変化
が極めて少い良好な老化特性を保有する特徴をもつ。
(Effects of the Invention) The composite solid propellant of the present invention obtained in this way has significantly improved physical properties compared to propellants using conventionally known binders, and in particular, has improved elongation at the same tensile strength. Furthermore, it has good aging characteristics with very little change in physical properties even after accelerated aging tests at high temperatures.

また、本発明に於ては、使用する結合剤が安定でおり、
その保存性、取扱性が良好なこと及びその添加量が少量
で効果がある利点がある。
In addition, in the present invention, the binder used is stable,
It has the advantage of good storage stability and handling properties, and is effective even when added in a small amount.

(実施例) 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 まずHTPBプレポリマー(アルコケミカル社製の商品
名Poty bd R−45M)  91.4重量部に
老化防止剤である2、2′−メチレン−ビス(4メチル
−6−ターン リプチルフェノール’) 全0.9ヤ 重量部添加し、70℃で50分間真空混合した。次いで
常圧、常温にしてから、結合剤としてトリス1 (2メ
チルアジリジニル)フォスフインオキサイド(MAPO
)0.5重量部及び2.2’−(記−ブチルイミノ)ジ
ェタノール(BIDI)  0.1重量部とを仕込み、
均一になるまで混合した。
Example 1 First, 91.4 parts by weight of HTPB prepolymer (trade name: Poty bd R-45M, manufactured by Alco Chemical Co., Ltd.) and 2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-turn liptylphenol), which is an anti-aging agent, were added. ') A total of 0.9 parts by weight was added and vacuum mixed at 70°C for 50 minutes. Next, after bringing the temperature to normal pressure and room temperature, tris-1 (2-methylaziridinyl)phosphine oxide (MAPO) was added as a binder.
) 0.5 parts by weight and 0.1 parts by weight of 2.2'-(butylimino)jetanol (BIDI),
Mixed until homogeneous.

次に、硬化剤であるイソフォロンジイソシアネー) (
IPDI) 7.3重量部を仕込み、混合後アルミニウ
ム粉を所定量仕込み、ペースト状になるまで混合した。
Next, the curing agent isophorone diisocyanate) (
After mixing, a predetermined amount of aluminum powder was added and mixed until it became a paste.

次に酸化剤である過塩素酸アンモニウム所定量を仕込ん
で、60℃に加温し40分間真空混和を行ないスラリー
状となった混合物を所定の成型容器に真空下で注型し、
脱泡後60℃で7日間硬化して推進薬を得た。なお前記
の真空混和直後のスラリー状の混和物について、その6
0℃における粘度をE型粘度計を用いて測定した。粘結
剤配合組成、推進薬配合組成を第1表に、粘度を第2表
に示す。
Next, a predetermined amount of ammonium perchlorate, which is an oxidizing agent, is charged, heated to 60 ° C., mixed in a vacuum for 40 minutes, and the slurry-like mixture is poured into a predetermined molding container under vacuum.
After defoaming, the mixture was cured at 60° C. for 7 days to obtain a propellant. Regarding the slurry-like mixture immediately after vacuum mixing, Part 6
The viscosity at 0°C was measured using an E-type viscometer. Table 1 shows the binder composition and propellant composition, and Table 2 shows the viscosity.

また、前記の推進薬を用いて、以下に示す方法で引張特
性、老化特性及び燃焼特性を測定し、得られた結果を第
2表に示す。
Further, using the above propellant, tensile properties, aging properties and combustion properties were measured by the methods shown below, and the obtained results are shown in Table 2.

〔引張特性〕[Tensile properties]

前記の推進薬から、推進薬物性懇談会で規定した引張試
験片を作製し、引張速度50WrM/分、試験温度20
℃及び−50℃にて引張試験を行い、最大応力、最大応
力時の歪み(伸び)及び弾性率を求めた。
A tensile test piece specified by the Propellant Materials Conference was prepared from the above propellant, and the test temperature was 20 WrM/min at a tensile speed of 50 WrM/min.
A tensile test was conducted at .degree. C. and -50.degree. C., and the maximum stress, strain (elongation) at the maximum stress, and elastic modulus were determined.

〔老化特性〕[Aging characteristics]

前記の硬化後の推進薬ブロックを60℃の恒温槽に45
日間置き、その後は前記引張特性と同じ試験を行った。
The propellant block after hardening was placed in a constant temperature bath at 60°C for 45 minutes.
After that, the same test as for the tensile properties described above was conducted.

〔燃焼特性〕[Combustion characteristics]

四角柱状の寸法が7X7X130簡である推進薬を作成
し、その側面をメラミン塗料にて被覆したストランド試
験片を作成し、通常のクロフォード型ストランド燃焼試
験装置を使用して、圧力50 Kff/−td下での燃
焼速度を測定した。
A propellant with dimensions of 7 x 7 x 130 rectangular prisms was prepared, and a strand test piece was prepared with the sides covered with melamine paint, and a pressure of 50 Kff/- was prepared using an ordinary Crawford type strand combustion test device. The burning rate under td was measured.

実施例2〜15 実施例1と同様の方法で粘結剤配合組成を変化させ、ア
ルミニウム、酸化剤である過塩素酸アンモニウムの重量
割合を変化させた本発明の推進薬を作成し、実施例1と
全く同様にスラリー粘度、引張強度、老化特性、燃焼特
性を測定した。推進薬配合組成を第1表に、スラリー粘
度、引張強度、老化特性および燃焼特性を第2表に示す
、例6,7についてはとくに老化特性に関し、70℃の
恒温槽に6ケ月問おいたものについても行った。
Examples 2 to 15 Propellants of the present invention were prepared in the same manner as in Example 1 by changing the binder composition and changing the weight proportions of aluminum and ammonium perchlorate, which is an oxidizing agent. Slurry viscosity, tensile strength, aging characteristics, and combustion characteristics were measured in exactly the same manner as in Example 1. The propellant composition is shown in Table 1, and the slurry viscosity, tensile strength, aging characteristics, and combustion characteristics are shown in Table 2. For Examples 6 and 7, especially regarding aging characteristics, the samples were placed in a constant temperature bath at 70°C for 6 months. We also talked about things.

なお会費推進薬物性懇談会で規定した引張試験とは全長
が1251!IIで、脚端部は幅25餌であシ、両端部
間に長さ5Qm、幅10胃の中央直線部がある、厚さは
10+m+の試験片である。
The total length of the tensile test specified by the membership fee promotion drug-related meeting is 1251! II, the leg ends are 25 mm wide, and between the two ends there is a central straight section with a length of 5 Qm and a width of 10 mm, and the thickness is 10+ m+.

第1表中粘結剤配合組成、推進薬組成中の各記号は次の
物質を示す。
Each symbol in the binder composition and propellant composition in Table 1 represents the following substance.

I(TPBプレポリマー : Po1y bd R−4
5M(アルコケルカル社製) IPDI    :イソフォロンジイソシアネート MAPO:)リス1 (2メチルアジリジニル)フォス
フインオキサイ ド EIDE    : 2,2’−(fi−ブチルイミノ
)ジェタノール DOA    ニジオクチルアジペートAQ−2246
: 2,2’−メチレン−ビス(4メチル−6−ターシ
ャリブチル フェノール) 豫■   ニジクロテトラメチレンテトラニトラミン RDX    ニジクロトリメチレントリニトラミン 比較例1〜15 粘結剤の配合組成をかえ、その粘結剤及び推進薬の配合
組成をかえて推進薬を実施例1と全く同様の方法で作成
し、全く同様の方法でスラリー粘度、引張強度、老化特
性、燃焼特性を測定した。比較例6についてはとくに老
化試験において、70℃、6ケ月間の老化試験を実施し
た。
I (TPB prepolymer: Poly bd R-4
5M (manufactured by Alcokercal) IPDI: Isophorone diisocyanate MAPO:) Lis 1 (2methylaziridinyl)phosphine oxide EIDE: 2,2'-(fi-butylimino)jetanol DOA Nidioctyl adipate AQ-2246
: 2,2'-methylene-bis(4methyl-6-tert-butylphenol) 豫■ Nidichlotetramethylenetetranitramine RDX Nidichlotrimethylenetrinitramine Comparative Examples 1 to 15 By changing the composition of the binder, Propellants were prepared in exactly the same manner as in Example 1 by changing the blending composition of the binder and propellant, and the slurry viscosity, tensile strength, aging characteristics, and combustion characteristics were measured in exactly the same manner. Regarding Comparative Example 6, an aging test was conducted at 70° C. for 6 months.

配合組成を第3表に1各種測定結果を第4表に示す。The composition is shown in Table 3, and the results of various measurements are shown in Table 4.

第5表中の各配合組成中、第1表にない記号の物質名を
次に示す。
The names of substances with symbols not in Table 1 in each formulation in Table 5 are shown below.

MT−4: MAPo 2モルとアジピン酸0.7モル
と酒石酸0.3モルとの反応 生成物 HX−752:ビスイソフタロイル−1−(2メチル)
アジリジン(5M社製) N−8:N−メチルジェタノールアミンとセパレン酸と
の反応生成物 実施例1〜5と比較例1,2は、粘結剤量が14重量−
の、実施例6,7と比較例3〜7は、粘結剤量が12重
量%の推進薬である。
MT-4: Reaction product of 2 moles of MAPo, 0.7 moles of adipic acid, and 0.3 moles of tartaric acid HX-752: Bisisophthaloyl-1-(2-methyl)
Aziridine (manufactured by 5M) N-8: Reaction product of N-methyljetanolamine and separenic acid Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 have a binder amount of 14% by weight.
Examples 6 and 7 and Comparative Examples 3 to 7 are propellants with a binder content of 12% by weight.

推進薬の引張強度特性の内、抗張力(応力)と伸び(歪
)は、一般に逆相関の関係があり、一方が増大すれば一
方が減少する傾向がある。従って、引張強度を比較する
場合、抗張力を同等にそろえて、伸びの大小を比較する
ことが望ましい。このような観点から、実施例1〜t5
と比較例1.2及び、実施例6.7と比較例3,4゜5
.7とを比べると明ら、かなように1本発明の推進薬は
、良好な物性及び老化特性を示すことが分かる。即ち物
性に関しては、本発明の推進薬は、最大応力時の歪が、
著しく大きい。また、老化特性に関しては、60℃で4
5日保持後の引張強度が、初期値と比べ変化が少く、伸
び(歪)の低下もないことが分かる。
Among the tensile strength characteristics of propellants, tensile strength (stress) and elongation (strain) generally have an inverse relationship, and as one increases, the other tends to decrease. Therefore, when comparing tensile strengths, it is desirable to make the tensile strengths the same and compare the magnitude of elongation. From this point of view, Examples 1 to t5
and Comparative Example 1.2, and Example 6.7 and Comparative Example 3, 4゜5
.. 7 clearly shows that the propellant of the present invention exhibits good physical properties and aging characteristics. That is, in terms of physical properties, the propellant of the present invention has a strain at maximum stress of
significantly larger. In addition, regarding aging characteristics, 4 at 60℃
It can be seen that the tensile strength after holding for 5 days shows little change compared to the initial value, and there is no decrease in elongation (strain).

更に比較例6では、70℃、6ケ月後の引張強度が最大
応力、歪、弾性率とも低下しているのに比べ本発明の推
進薬(実施例6,7)については、何れも変化が少なく
、低下も見られない良好な老化特性を示している。
Furthermore, in Comparative Example 6, the tensile strength after 6 months at 70°C decreased in terms of maximum stress, strain, and elastic modulus, whereas the propellants of the present invention (Examples 6 and 7) showed no change in any of them. It shows good aging characteristics with little or no deterioration.

実施例8は、粘結剤量を11重量%に減少したものであ
シ、実施例9は、粘結剤量を20重量%に増加し、アル
ミニウム粉は未含有のものであるが、各々を、比較例8
及び9と比較すると明らかなように、本発明の推進薬は
何れも良好な物性、老化特性を示し、スラリー粘度も低
く、良好な製造性を保有していることが分かる。
In Example 8, the amount of binder was reduced to 11% by weight, and in Example 9, the amount of binder was increased to 20% by weight, and no aluminum powder was contained. , Comparative Example 8
As is clear from comparison with No. 9 and No. 9, the propellants of the present invention all exhibit good physical properties and aging characteristics, have low slurry viscosity, and have good manufacturability.

実施例10〜13は酸化剤として、過塩素酸アンモニウ
ムの他に、 HMX及びRDXを1Q〜20重量%加え
たものであり、各々を比較例10〜13と比較すれば、
本発明の推進薬は、何れも良好な物性老化特性を示して
いることがわかる。
In Examples 10 to 13, in addition to ammonium perchlorate, 1Q to 20% by weight of HMX and RDX were added as oxidizing agents, and if each is compared with Comparative Examples 10 to 13, the results are as follows.
It can be seen that all the propellants of the present invention exhibit good physical aging characteristics.

手続補正器(自発) 昭和59年10月25BProcedural corrector (spontaneous) October 25, 1981

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)両末端水酸基ポリプタジエンプレポリマーを主成
分とする粘結剤及び過塩素酸アンモニウムを含有するコ
ンポジット固体推進薬において粘結剤中に、結合剤とし
て、トリス1 (2メチルアジリジニル)フォスフィンオキサイドと、
2,2′−(n−ブチルイミノ)ジエタノールとを含有
することを特徴とするコンポジット固体推進薬。
(1) In a composite solid propellant containing a binder mainly composed of a polyptadiene prepolymer with hydroxyl groups at both ends and ammonium perchlorate, tris-1 (2-methylaziridinyl) is added as a binder to the binder. phosphine oxide,
A composite solid propellant characterized by containing 2,2'-(n-butylimino)diethanol.
(2)粘結剤中に占める割合がトリス1(2メチルアジ
リジニル)フォスフィンオキサイドが0.3〜1.5重
量%、2,2′−(n−ブチルイミノ)ジエタノールが
0.1〜0.5重量%である特許請求の範囲第1項に記
載のコンポジット固体推進薬。
(2) The proportion of tris-1(2-methylaziridinyl)phosphine oxide in the binder is 0.3 to 1.5% by weight, and the proportion of 2,2'-(n-butylimino)diethanol is 0.1 to 1.5% by weight. Composite solid propellant according to claim 1, which is 0.5% by weight.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137707A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Ihi Aerospace Co Ltd Combustion stabilized propellant
JP2016175778A (en) * 2015-03-18 2016-10-06 カーリットホールディングス株式会社 Composite propellant

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