JPS6212278B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
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Description
本発明はポリウレタン組成物に関するものであ
り、そして特に固体推進剤モーター製造用の完全
に硬化したロケツトモーター室またはケーシング
ライナー(Liner)に関するものである。
ライナー層は固体推進剤モーターにおいてはい
くつかの理由のために必要とされる。そられはモ
ーターケーシングをガス不透過性にするために、
ケーシングと推進剤との間に断熱フイルムを与え
るため、そしてまた推進剤が粘着することがある
室壁と推進剤との間に挿入する物質として利用す
る。ポリウレタン結合剤をベースとする固体推進
剤、特にカルバメート結合形成化合物の一つとし
てヒドロキシ末端ポリブタジエン(HTPB)から
造つたものはライナーに対して極めて貧弱な接着
しか示さないことが判明した。このことはモータ
ー系信頼度にひどく影響を与えた。
ライナーに対する推進剤の当初の結合は、満足
すべきものに見えたとしても、経時後は結合は弱
くなり、そのために結合の信頼性は疑わしくなつ
てくる。老化に際しての結合性における変化に対
する最も可能性のある原因は、推進剤の硬化中の
ライナーに対する推進剤からの可塑剤およびその
他の反応性成分の移行である。このことは推進剤
―結合剤硬化を損じ結合ポリマー相を推進剤母材
よりも弱くする原因となる。
35%ほどの可塑剤を通常含有するHTPB推進剤
は、一般に可塑化されないライナー処方物に結合
される。推進剤からライナーへ可塑剤の移行が始
まる場合は、いくつかの影響が現われる。推進剤
からライナーへの純粋の可塑剤の移行は可塑剤が
推進剤と支持体ライナーの両方に可溶性である限
り接着に対して有害であるとは一般に考えられな
い。しかし、不純可塑剤の移行は問題を起こすこ
とがある。
推進剤は酸化防止剤、非官能性プレポリマー、
および可溶性燃焼速度添加剤のような種々の物質
を含むであろう。これらの物質は普通には推進剤
から移行する傾向はほとんどない。しかし推進剤
結合剤中の可塑剤の存在はポリマーの組織を少し
ゆるめ、そのために時々その物質が可塑剤と共に
移行することが可能になる。推進剤結合剤から可
塑剤中への未反応ジイソシアネートの移行は貧弱
な推進剤−ライナー結合形成の最も重大な原因で
ある。このことは界面における結合剤ポリマー層
を化学量論的に損じて弱い境界層にしてしまう。
時折この現象は界面物質が著しく軟く粘着性にな
つて極めて低い結合強度を来すほど重大なものと
なる。
界面結合を改良するために種々の方法が試みら
れた。一つの接近手段ではクロロエタン中のトル
エンジイソシアネート(TDI)のような硬化剤を
含有するWashcoat溶液を推進剤を適用する前に
硬化したライナー層の表面上に吹付けた。しか
し、ライナーは推進剤に対して一貫した良好接着
を示さず再度貧弱な信頼性を引起こした。貧弱な
加工性と短かい貯蔵寿命を経験した。過剰のTDI
のような硬化剤を伴つたライナーおよび/または
推進剤の処方も試みたが、しかし、ライナーまた
は推進剤の物理的性質に対する逆の影響のために
不満足なものであることが判明した。部分的に硬
化したライナーもまた考慮したが、しかし部分的
に硬化したライナー上に推進剤を流し込むために
利用できる時間が制限されるために満足できない
ことが判明し、そして再度ライナーに対する推進
剤のおよび室に対するライナーの接着は常に希望
する程度でなく、それは必要とされる時間のきわ
どさのためであつて、それはしばしば僅かに数時
間であり、その前に推進剤の注型が起るからであ
る。
ポリウレタン推進剤層の注型時には完全に硬化
しており、そして活性成分を含む薄め塗膜の使用
を必要としないポリウレタン推進剤の基体、即ち
下塗り層を提供することが本発明の目的である。
本発明はポリウレタンを形成するのに必要な量
よりも過剰でありそして組成物の硬化後に活性水
素含有化合物と反応性である安定な固体ポリイソ
シアネート添加剤をその中に分散して有するポリ
ウレタン形成成分を含む組成物を提供する。
本発明の組成物は表面に対する活性水素化合物
を含有する第一組成物層の接着を改良するのに使
用される。即ちその表面に本発明の組成物を適用
し;そのフイルムを硬化させ;前記の層をそのフ
イルムに適用し;そして前記の化合物を前記の過
剰の添加剤と反応させて前記のフイルムと前記の
層が結合した境界を形成させる、の諸段階を含む
方法を提供する。
本発明の組成物はさらに:ポリウレタンを形成
するのに必要な量よりも過剰でありそして組成物
の硬化後に活性水素含有化合物と反応性である安
定な固体ポリイソシアネート添加剤が中に分散さ
れたポリウレタン形成成分を含む第一層;および
前記の添加剤と反応してその層間に界面結合を形
成する活性水素化合物を含む第二層、を組合せて
含む層間の改良された結合を有する複合体を与え
るのに用いられる。
ここに開示する望ましい組成物は+80〓および
30%関係湿度において少なくとも30日の有用な結
合寿命を有しそして現存する吹付装置を使用して
適用するのに適していることが判つた。この望ま
しい組成物はまた少なくとも推進剤の凝着強さと
等しい接着強さを有する信頼性のある接着結合を
与える断熱性ライナーである。
優れた結合は、移行することがない熱に安定な
固体イソシアネート前駆体物質によつて室のライ
ナー組成物を処方することによつて与えられる。
ライナー組成物の完全硬化後に、前記の物質は薄
め塗膜技法を使わずにライナー/推進剤界面ポリ
マー結合を強化するために引続きその上に適用し
たポリウレタン推進剤の層内に含めたヒドロキシ
ル基によつて置換した化合物のような活性水素含
有化合物と必要に応じて反応することが可能であ
る。
ライナー組成物は完全に硬化され、従つて、そ
の物理的性質は推進剤の注型前の時間間隔が完全
に変えられるように推進剤の注型前に最適になる
であろう。界面結合は完全に信頼性があり、そし
て本発明の方法は優れた結合強さを与えるライナ
ー方式によつてロケツトモーター生産技法を簡単
化する。
添付図面において:
第1図は通列の固体推進剤ロケツトモーターの
断面図であり;そして
第2図は本発明に従つたロケツトモーターの断
面図である。
ここで第1図を参照すれば、図は固体推進剤―
含有モーター室の形成中に存在する種々の層を描
く。モーターケーシングまたは室10は典型的に
は織つたガラスまたは金属集成体のような強化組
織で形成される。石綿またはカーボンを充填した
エラストマーのような断熱層11をケーシング1
0に適用してよい。次に典型的に1/64ないし1/4
インチの厚さを有するライナー12を挿入して推
進剤14を室10の壁に接着するための結合支持
体を与える。もしもライナー12が断熱充填材を
含有するならば、断熱層11は不必要であろう。
ライナー12は室10とライナー/室界面16を
またはもしも断熱ライナーが存在する場合にはラ
イナー/断熱材界面16、および推進剤と推進
剤/ライナー界面18を形成する。硬化したライ
ナーの表面はポリマーに富むので界面16,18
のそれぞれにポリマーに富む層20を形成する。
このことは推進剤にも当てはまりこれは界面1
8において結合剤に富む層22を形成する。結合
剤に富む層22およびポリマーに富む層20は固
体強化結合剤および推進剤よりも強度において劣
る。推進剤の硬化中に、結合剤の反応性硬化物質
はライナー中に移行することがある。このことは
推進剤の結合剤に富む結合層22の強度を著しく
弱める。この現象は弱い結合剤層形成の原因とな
りこれは劣弱ライナー/推進剤結合を生じること
になる。
ヒドロキシル末端ポリブタジエン(HTPB)推
進剤に対する重合反応は一般に次のように表わさ
れる:
式中n、mおよびyは1よりも大きい整数であ
る。
HTPBは遊離基―開始型(FR―HTPB)のも
のまたはリチウム―開始型(Ii―HTPB)のもの
でよい。FR―HTPBによる場合はプレポリマー
が2よりも多い官能価を有するので交叉結合はイ
ソシアネート水準の調節を通して達成する。Li―
HTPBは2よりも少ない官能価を有するので、従
つて、3官能価の化合物を必要とし、これは通常
はヘキサントリオールの酸化プロピレン付加物の
ような3官能価ヒドロキシル含有化合物である。
上記の反応を利用すると約5000単位のHTPBが84
単位のイソシアネートと反応する。推進剤結合剤
界面からライナー中へのイソシアネートの移行は
硬化化学量論上に実質的影響を持ち、その結果ポ
リマー層の結合力の減少を来たす。
上に検討したように、イソシアネート移行問題
を妨げるために用いた先行技法は(1)硬化したライ
ナーの表面上に配置したイソシアネート含有薄め
塗膜の方法による界面における追加イソシアネー
トの添加または(2)部分的硬化ライナーの使用であ
つた。本発明において、ライナーの化学量論的硬
化に通常使用するイソシアネートの量よりも過剰
の熱的に安定なイソシアネート前駆体を使用する
ことによつて界面に過剰のイソシアネート物質を
与える。ライナー全体に均質に分布する前駆体は
熱的に安定でありそして隣接する推進剤層中の
HTPBのようなヒドロキシル含有の種類と必要に
応じて反応して強い信頼の置ける界面結合を与え
るウレタン基を形成することが可能な潜伏的イソ
シアネート含有基を含んでいる。
ここで第2図を参照すると、本発明に従つたラ
イナーポリマーに富む層20は推進剤層18の結
合剤に富む層22中のROH化合物26と反応性
の極めて安定なイソシアネート前駆体物質24を
含む。ライナー層20に推進剤層18を適用した
後に、物質24は機能的に反応的な化合物に転化
または転位され、これはヒドロキシル置換の物質
26と反応して交叉結合28を形成し、これはラ
イナー層20を推進剤層18に堅固に接着させ
る。
本発明のライナー組成物は推進剤層のような隣
接層の表面をぬらすことができる何れかのポリウ
レタン組成物を一般に含み、その層は高配合の固
形物を含み、そしてライナー中のイソシアネート
前駆体と反応性の利用可能のヒドロキシル基を含
む。ライナー組成物は一般に約30ないし65重量%
の無作用、固体充填剤および硬化促進剤、安定剤
およびチキソトロープ調節剤のような1―10%の
種々添加剤を含み残余はポリウレタン形成成分で
ある。望ましいライナー組成物は揮発性溶剤また
は可塑剤を僅かに含むまたは全く含まない。組成
物は重量部で表わして本質的に20―65部の液体ヒ
ドロキシル末端プレポリマー、15―35部の不活性
固体充填剤、4―10部の安定剤と流動性調節添加
剤、3―20部の一つまたは一つ以上のジオールま
たはポリオールのような反応性重合体状変性剤、
プレポリマーと水素―置換変性剤と反応するのに
十分な当量のポリイソシアネートおよび化学量論
より多い過剰量の1.5ないし5部の安定なイソシ
アネート前駆体を含む。
液体プレポリマーの当量は少なくとも1000であ
りそして通常は5000より多くはない。交叉結合お
よび連鎖延長によつて少なくとも20000の分子量
の最終のエラストマー状ポリマーを形成するため
には、プレポリマーの官能価は好都合なのは約
1.7ないし約3.0であり、望ましくは約1.9ないし
2.3である。高分子量プレポリマーは粉度を低め
るために熱を要するであろうから、分子量は1000
ないし3000が望ましい。
ライナー組成物用の液体ヒドロキシル末端プレ
ポリマーは、望ましくはエラストマー状ポリマー
を形成する型のものであつて、好適なのはポリエ
チレングリコール、ポルプロピレングリコールお
よび脂肪族グリコールおよびトリオールの高級酸
化アルキレン付加物のようなヒドロキシル末端重
合体状ジオールまたはポリエーテルグリコールで
ある。
液体プレポリマーは望ましくはジエンエラスト
マー型のものであつて、例えば、1,3―ブタジ
エン、イソプレン、2,3―ジメチル―1,3―
ブタジエン、1,3―ペンタジエン(ピペリレ
ン)、3―メチル―1,3―ペンタジエンおよび
同種のもののような4―12個の炭素原子を含む共
役ジエンのホモポリマーまたはコポリマーであ
る。ジエンコポリマーの場合にはエラストマー的
性質を残しておくためにコモノマーはポリマーの
35%を越えるべきではない。好適なコモノマーは
アクリロニトリル、ブテン、スチレンおよび同種
のもののようなビニル置換芳香族および脂肪族化
合物である。
プレポリマーを硬化させるためのポリイソシア
ネートは一般式R(NCC)n(式中Rは2―30個
の炭素原子を含む2価または多価有機基でありそ
してmは2、3または4である)のものから選ぶ
ことができる。Rはアルキレン、アリーレン、ア
ラルキレンまたはシクロアルキレンが可能であ
る。希望する反応を妨害するような尿素またはカ
ーバメート結合を形成することが可能な官能基と
反応することが不可能な反応基の存在のように、
炭素および水素以外の元素を含む非反応性基の存
在が差支ないとしても、有機基は本質的に元来炭
化水素であることが望ましい。
この型の好適な化合物の例にはベンゼン―1,
3―ジイソシアネート、ヘキサン―1.6―ジイソ
シアネート、トルエン―2,4―ジイソシアネー
ト(TDI)、トルエン―2,3―ジイソシアネー
ト、ジフエニルメタン―4,4′ジイソシアネー
ト、ナフタレン―1,5―ジイソシアネート、ジ
フエニル―3,3′ジメチル―4,4′ジイソシアネ
ート、ジフエニル―3,3′―ジメトキシ―4,
4′ジイソシアネートジエチルエーテル、3―(ジ
エチルアミノ)ペンタン―1,5―ジイソシアネ
ート、ブタン―1,4―ジイソシアネート、シク
ロヘキセン―1,2―ジイソシアネート、ベンゼ
ン―1,3,4―トリイソシアネート、ナフタレ
ン―1,3,5,7―テトライソシアネート、ナ
フタレン―1,3,7―トリイソシアネート、ト
ルイジン―ジイソシアネート、イソシアネート末
端プレポリマー、ポリアリールポリイソシアネー
ト、および同種のものを含む。
ポリオールは望ましくは、しかし非限定的に、
ジオールまたはトリオールであり、そして飽和の
または不飽和の脂肪族、芳香族の何れかまたはあ
る種のポリエステルまたはポリエーテル生成物が
可能である。典型的な化合物にはグリセロール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、
トリメチロールエタン、トリリシノール酸グリセ
ロール、またはN,N―ビス―(2―ヒドロキシ
プロピル)アニリンであるアイソノールのような
アニリンの酸化アルキレン付加物およびこの技術
で周知の多くその他のポリオール類を含みこ、れ
らのものは交叉結合度を調節するためにライナー
組成物中に配合することができる。個々の化合物
および使用する量はライナー組成物中に使用する
ヒドロキシル末端プレポリマーおよびポリイソシ
アネートの官能価および性質によつて決まる。
Li―HTPBの官能価は一般に2よりも僅かに少
ないのでポリイソシアネートとの反応に際してポ
リマー鎖間に交叉結合を与えるためにはポリオー
ルはトリオールが望ましい。典型的ポリオールと
しては、グリセロールトリリシノレート
(GTRO)およびアイソノール(アニリンの酸化
プロピレン付加物)、即ちN,N―ビス―(2―
ヒドロキシプロピル)―アニリンをあげることが
できる。ポリイソシアネートは化学量論を満足さ
せるのに必要な量、即ち、HTPBおよび組成物中
に存在するその他のポリオールの何れをも満たす
量で存在する。ポリイソシアネートはジ―,トリ
―またはより高い官能価物質でよく、そしてヘキ
サン―ジイソシアネートのような元来脂肪族のも
のでよいが、しかしTDIのような芳香族ポリイソ
シアネートが望ましい。触媒的硬化促進剤も使用
できる。これらの薬品は金属アセチルアセトネー
トのような金属塩、望ましくはトリウムアセチル
アセトネート(ThAA)がよい、なぜなれば鉄ア
セチルアセトネートおよびその他の鉄塩はHTPB
中の不飽和結合に対して酸化触媒として作用する
だろうからである。
安定な固体のイソシアネート前駆体添加剤は化
学量論を満足させるのに必要なポリイソシアネー
トの量よりも過剰にライナー組成物中に存在す
る。前駆体は少なくとも約150〓の温度までは固
体である物質が望ましい。典型的には、前駆体を
組成物重量の2―10%の量で存在する。前駆体は
存在する唯一のポリイソシアネートでありうる
が、しかし望ましくは前述のように低分子量液体
ポリイソシアネートの存在において利用される。
ポリイソシアネートはライナーの化学量論的硬化
に必要な硬化剤を実質的に総て供給すべきであ
り、そして次いで前駆体は調節した過剰量で存在
すべきである。
典型的添加剤は次式の化合物から選ばれる有機
イソシアネートの二量体または三量体である:
式中Rは同一または異なる脂肪族または芳香族
基で望ましくは少なくとも一つの―NCO基を含
み、好適なのは低級アルキルまたはアリールであ
り、そしてnは0ないし1の整数である。
芳香族イソシアネートは二量体または三量体を
形成することが可能であるが、しかし脂肪族イソ
シアネートは通常は三量体を形成する。二量体環
(ウレチジンジオン)は三量体環(イソシアヌレ
ート)よりもより不安定であり、そしてより反応
性でありそして二量体はより容易に解離しそして
より早い速度で単量体状イソシアネートを与え
る。二量体環中に含まれるNCO成分は直接活性
水素化合物と反応することが知られている。二量
体はトルエンジイソシアネート、4,4′―ジフエ
ニルメタンジイソシアネートおよびビフエニルジ
イソシアネートのような芳香族ジイソシアネート
から合成して次式の二量体を造ることが望まし
い:
(式中R2はフエニレン、アルキルフエニレン
またはフエニルアルキレンである)。オルト―置
換は二量体形成速度を著しく減じることが判明し
たので避けるべきである。
二量重合はトリブチルホスフインのようなトリ
アルキルホフインの存在において著しい接触作用
を受け、そしてピリジンのような第三アミンによ
ればより穏やかに触媒される。反応は可逆的平衡
反応である。平衡時における二量体への転化は、
温度の低下と共にそして反応混合物からの二量体
の除去と共に増加する。それとは逆に、二量体の
解離はより高い温度および単量体状イソシアネー
トの除去によつて助長される。望ましい二量体物
質はTDI二量体であつて、これは容易に入手し得
るしまたは商業的に購入しうる単量体から合成す
ることができる。TDI二量体は固体の結晶物質で
あつて、これは単離しそしてライナーを室に適用
する前にライナー組成物中に加えることができ
る。
固体充填材は酸化アンチモン、カーボンブラツ
ク、繊維状シリカまたはこれに類するものから選
ぶことができる。これらのものは生成物に構造的
強度および断熱性の両方を与える。断熱性結合剤
は一般にSb2O3およびシリカ繊維の両方を含有す
る。低断熱性能を有するライナーは、カーボンブ
ラツク充填材のみを含めるとよい。安定剤はジ―
β―ナフチル―p―フエニレンジアミンのような
芳香族アミン、ジトリデシル―チオジプロピオネ
ートのようなチオエステル、硫黄および塩化第二
クロムから選ぶことが可能である。好適な流動調
節添加剤はチクスシン(Thixcin)Eであつて、
これはチクソトロープ剤である(ベーカーキヤス
ター油社)。
一般的および特殊のライナー組成物は下表中に
示される:
This invention relates to polyurethane compositions, and more particularly to fully cured rocket motor chambers or casing liners for solid propellant motor manufacturing. Liner layers are required in solid propellant motors for several reasons. To make the motor casing gas impermeable,
It is used to provide an insulating film between the casing and the propellant, and also as a material inserted between the propellant and the chamber walls to which the propellant may stick. It has been found that solid propellants based on polyurethane binders, especially those made from hydroxy-terminated polybutadiene (HTPB) as one of the carbamate bond-forming compounds, exhibit very poor adhesion to the liner. This severely affected motor system reliability. Although the initial bond of the propellant to the liner may appear satisfactory, over time the bond weakens and its reliability becomes questionable. The most likely cause for changes in bonding properties upon aging is the migration of plasticizers and other reactive components from the propellant to the liner during curing of the propellant. This impairs propellant-binder curing and causes the bonded polymer phase to be weaker than the propellant matrix. HTPB propellants, which typically contain as much as 35% plasticizer, are generally combined into unplasticized liner formulations. When plasticizer migration begins from the propellant to the liner, several effects occur. Transfer of pure plasticizer from the propellant to the liner is generally not considered detrimental to adhesion as long as the plasticizer is soluble in both the propellant and support liner. However, migration of impure plasticizers can cause problems. The propellant is an antioxidant, a non-functional prepolymer,
and various materials such as soluble burn rate additives. These materials normally have little tendency to migrate from the propellant. However, the presence of plasticizer in the propellant binder loosens the structure of the polymer slightly, which sometimes allows the material to migrate with the plasticizer. Migration of unreacted diisocyanate from the propellant binder into the plasticizer is the most significant cause of poor propellant-liner bond formation. This compromises the stoichiometry of the binder polymer layer at the interface, resulting in a weak boundary layer.
Sometimes this phenomenon becomes so severe that the interfacial material becomes extremely soft and sticky, resulting in very low bond strength. Various methods have been tried to improve interfacial bonding. In one approach, a Washcoat solution containing a curing agent such as toluene diisocyanate (TDI) in chloroethane was sprayed onto the surface of the cured liner layer prior to application of the propellant. However, the liner did not exhibit consistently good adhesion to the propellant, again causing poor reliability. Experienced poor processability and short shelf life. Excess TDI
Formulations of liners and/or propellants with curing agents such as 1,2,2, and 2, have also been attempted, but have proven unsatisfactory due to the adverse effect on the physical properties of the liner or propellant. Partially cured liners were also considered, but proved unsatisfactory due to the limited time available to flow the propellant onto the partially cured liner, and again the flow of propellant to the liner was Adhesion of the liner to the chamber is not always as good as desired, due to the severity of the time required, which is often only a few hours, before propellant casting occurs. It is. It is an object of the present invention to provide a polyurethane propellant substrate, or subbing layer, which is fully cured when the polyurethane propellant layer is cast and does not require the use of washcoats containing active ingredients. The present invention provides a polyurethane-forming component having dispersed therein a stable solid polyisocyanate additive in excess of the amount needed to form the polyurethane and which is reactive with the active hydrogen-containing compound after curing of the composition. A composition comprising: The compositions of the invention are used to improve the adhesion of a first composition layer containing an active hydrogen compound to a surface. applying the composition of the invention to the surface; curing the film; applying said layer to the film; and reacting said compound with said excess additive to form said film and said film. A method is provided that includes the steps of forming a bonded boundary between layers. The compositions of the present invention further include: dispersed therein a stable solid polyisocyanate additive which is in excess of the amount necessary to form the polyurethane and which is reactive with the active hydrogen-containing compound after curing of the composition. a first layer comprising a polyurethane-forming component; and a second layer comprising an active hydrogen compound that reacts with said additive to form an interfacial bond between the layers. used for giving. The preferred composition disclosed herein is +80〓 and
It has been found to have a useful bond life of at least 30 days at 30% relative humidity and is suitable for application using existing spray equipment. This desirable composition is also a thermal insulating liner that provides a reliable adhesive bond with an adhesive strength at least equal to the adhesive strength of the propellant. Superior bonding is provided by formulating the chamber liner composition with a thermally stable solid isocyanate precursor material that does not migrate.
After complete curing of the liner composition, the above materials bind to the hydroxyl groups contained within the layer of polyurethane propellant subsequently applied thereon to strengthen the liner/propellant interfacial polymer bond without the use of washcoat techniques. It is thus possible to optionally react with active hydrogen-containing compounds, such as substituted compounds. The liner composition will be fully cured, so its physical properties will be optimized before casting the propellant so that the time interval before casting the propellant can be completely varied. The interfacial bond is completely reliable and the method of the present invention simplifies rocket motor production techniques with a liner system that provides superior bond strength. In the accompanying drawings: FIG. 1 is a sectional view of a solid propellant rocket motor in series; and FIG. 2 is a sectional view of a rocket motor according to the invention. If you refer to Figure 1 here, the diagram shows a solid propellant -
Depicting the various layers present during the formation of the containing motor chamber. Motor casing or chamber 10 is typically formed of a reinforced fabric such as woven glass or metal assembly. A heat insulating layer 11 such as an elastomer filled with asbestos or carbon is applied to the casing 1.
May be applied to 0. then typically 1/64 to 1/4
A liner 12 having a thickness of inches is inserted to provide a bonding support for adhering the propellant 14 to the walls of the chamber 10. If liner 12 contains an insulating filler, insulating layer 11 may not be necessary.
Liner 12 forms a liner/chamber interface 16 with chamber 10 or a liner/insulator interface 16 if an insulating liner is present, and a propellant/liner interface 18 with the propellant. Since the surface of the cured liner is polymer-rich, the interfaces 16, 18
A polymer-rich layer 20 is formed in each of the layers. This also applies to the propellant, which is the interface 1
At 8, a binder-rich layer 22 is formed. Binder-rich layer 22 and polymer-rich layer 20 are less strong than the solid reinforcing binder and propellant. During propellant curing, the binder's reactive curing material may migrate into the liner. This significantly weakens the strength of the propellant's binder-rich bonding layer 22. This phenomenon causes the formation of a weak binder layer which results in a poor liner/propellant bond. The polymerization reaction for hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB) propellants is generally expressed as follows: In the formula, n, m and y are integers greater than 1. HTPB may be of free radical-initiated (FR-HTPB) or lithium-initiated (Ii-HTPB) types. In the case of FR-HTPB, cross-linking is achieved through adjustment of isocyanate levels since the prepolymer has functionality greater than 2. Li-
Since HTPB has a functionality of less than 2, it therefore requires a trifunctional compound, which is usually a trifunctional hydroxyl-containing compound such as the propylene oxide adduct of hexanetriol.
Using the above reaction, approximately 5000 units of HTPB is 84
Reacts with unit isocyanate. Migration of isocyanate from the propellant binder interface into the liner has a substantial effect on cure stoichiometry resulting in a reduction in the cohesive strength of the polymer layer. As discussed above, prior techniques used to counteract isocyanate migration problems include (1) the addition of additional isocyanate at the interface by the method of isocyanate-containing washcoats placed on the surface of the cured liner or (2) moieties. A hardened liner was used. In the present invention, an excess of isocyanate material is provided at the interface by using a thermally stable isocyanate precursor in excess of the amount of isocyanate normally used for stoichiometric curing of the liner. The precursor homogeneously distributed throughout the liner is thermally stable and the precursor in the adjacent propellant layer
It contains latent isocyanate-containing groups that can optionally react with hydroxyl-containing species such as HTPB to form urethane groups that provide a strong and reliable interfacial bond. Referring now to FIG. 2, a liner polymer-rich layer 20 in accordance with the present invention includes a highly stable isocyanate precursor material 24 that is reactive with the ROH compound 26 in the binder-rich layer 22 of the propellant layer 18. include. After applying the propellant layer 18 to the liner layer 20, the material 24 is converted or rearranged into a functionally reactive compound, which reacts with the hydroxyl-substituted material 26 to form crosslinks 28, which form the liner layer 20. Layer 20 is firmly adhered to propellant layer 18. The liner compositions of the present invention generally include any polyurethane composition that is capable of wetting the surface of an adjacent layer, such as a propellant layer, that layer has a high solids loading, and isocyanate precursors in the liner. Contains available hydroxyl groups reactive with. Liner compositions generally range from about 30 to 65% by weight.
1-10% of various additives such as solid fillers and accelerators, stabilizers and thixotropic modifiers, the remainder being polyurethane-forming ingredients. Desirable liner compositions contain little or no volatile solvents or plasticizers. The composition consists essentially of 20-65 parts by weight of liquid hydroxyl-terminated prepolymer, 15-35 parts of inert solid filler, 4-10 parts of stabilizer and flow control additives, 3-20 parts of stabilizer and flow control additives. a reactive polymeric modifier such as one or more diols or polyols;
It contains an equivalent amount of polyisocyanate sufficient to react with the prepolymer and hydrogen-substituted modifier and a superstoichiometric excess of 1.5 to 5 parts of a stable isocyanate precursor. The equivalent weight of the liquid prepolymer is at least 1000 and usually not more than 5000. In order to form the final elastomeric polymer of molecular weight of at least 20,000 by cross-linking and chain extension, the functionality of the prepolymer is conveniently about
1.7 to about 3.0, preferably about 1.9 to about 3.0.
It is 2.3. Since high molecular weight prepolymers will require heat to reduce the fineness, the molecular weight should be 1000.
to 3000 is desirable. Liquid hydroxyl-terminated prepolymers for liner compositions are desirably of the type that form elastomeric polymers, and are preferably of the type that forms elastomeric polymers, such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and higher alkylene oxide adducts of aliphatic glycols and triols. Hydroxyl terminated polymeric diols or polyether glycols. The liquid prepolymer is preferably of the diene elastomer type, such as 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-
Homopolymers or copolymers of conjugated dienes containing 4-12 carbon atoms such as butadiene, 1,3-pentadiene (piperylene), 3-methyl-1,3-pentadiene and the like. In the case of diene copolymers, the comonomer is added to the polymer to retain its elastomeric properties.
Should not exceed 35%. Suitable comonomers are vinyl substituted aromatic and aliphatic compounds such as acrylonitrile, butene, styrene and the like. Polyisocyanates for curing prepolymers have the general formula R(NCC) n , where R is a divalent or polyvalent organic group containing 2-30 carbon atoms and m is 2, 3 or 4. ) you can choose from. R can be alkylene, arylene, aralkylene or cycloalkylene. such as the presence of reactive groups that are unable to react with functional groups capable of forming urea or carbamate bonds, which would interfere with the desired reaction.
It is desirable that the organic group be hydrocarbon in nature, although the presence of non-reactive groups containing elements other than carbon and hydrogen is acceptable. Examples of suitable compounds of this type include benzene-1,
3-diisocyanate, hexane-1,6-diisocyanate, toluene-2,4-diisocyanate (TDI), toluene-2,3-diisocyanate, diphenylmethane-4,4' diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, diphenyl-3,3 'dimethyl-4,4' diisocyanate, diphenyl-3,3'-dimethoxy-4,
4' diisocyanate diethyl ether, 3-(diethylamino)pentane-1,5-diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, cyclohexene-1,2-diisocyanate, benzene-1,3,4-triisocyanate, naphthalene-1, Includes 3,5,7-tetraisocyanate, naphthalene-1,3,7-triisocyanate, toluidine-diisocyanate, isocyanate-terminated prepolymers, polyaryl polyisocyanates, and the like. The polyol is preferably, but not limited to,
Diols or triols, and either saturated or unsaturated aliphatic, aromatic or certain polyester or polyether products are possible. Typical compounds include glycerol,
Ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, pentaerythritol,
including alkylene oxide adducts of aniline such as trimethylolethane, glycerol triricinolate, or isonol, which is N,N-bis-(2-hydroxypropyl)aniline, and many other polyols well known in the art; These can be incorporated into the liner composition to adjust the degree of cross-linking. The particular compound and amount used will depend on the functionality and nature of the hydroxyl terminated prepolymer and polyisocyanate used in the liner composition. Since the functionality of Li-HTPB is generally slightly less than 2, the polyol is preferably a triol in order to provide cross-linking between the polymer chains upon reaction with the polyisocyanate. Typical polyols include glycerol triricinolate (GTRO) and isonol (propylene oxide adduct of aniline), i.e., N,N-bis-(2-
Hydroxypropyl) - Aniline can be mentioned. The polyisocyanate is present in the amount necessary to satisfy stoichiometry, ie, the amount of HTPB and any other polyols present in the composition. The polyisocyanate may be di-, tri- or higher functionality and may be aliphatic in nature such as hexane-diisocyanate, but aromatic polyisocyanates such as TDI are preferred. Catalytic curing accelerators can also be used. These chemicals are metal salts such as metal acetylacetonates, preferably thorium acetylacetonate (ThAA), since iron acetylacetonate and other iron salts are HTPB.
This is because it will act as an oxidation catalyst for the unsaturated bonds inside. The stable solid isocyanate precursor additive is present in the liner composition in excess of the amount of polyisocyanate needed to satisfy stoichiometry. Preferably, the precursor is a material that is solid up to a temperature of at least about 150°C. Typically, the precursor is present in an amount of 2-10% of the weight of the composition. The precursor can be the only polyisocyanate present, but is preferably utilized in the presence of a low molecular weight liquid polyisocyanate as described above.
The polyisocyanate should provide substantially all of the curing agent necessary for stoichiometric curing of the liner, and then the precursor should be present in controlled excess. Typical additives are dimers or trimers of organic isocyanates selected from compounds of the formula: In the formula, R is the same or different aliphatic or aromatic group, preferably containing at least one --NCO group, preferably lower alkyl or aryl, and n is an integer from 0 to 1. Aromatic isocyanates can form dimers or trimers, but aliphatic isocyanates usually form trimers. The dimeric ring (uretidinedione) is more unstable and more reactive than the trimeric ring (isocyanurate) and the dimer dissociates more easily and forms the monomeric isocyanate at a faster rate. give. It is known that the NCO component contained in the dimer ring directly reacts with active hydrogen compounds. The dimer is preferably synthesized from aromatic diisocyanates such as toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and biphenyl diisocyanate to produce a dimer of the following formula: (wherein R 2 is phenylene, alkylphenylene or phenylalkylene). Ortho-substitutions have been found to significantly reduce the rate of dimer formation and should be avoided. Dimerization is strongly catalyzed in the presence of trialkylphosphine, such as tributylphosphine, and is more gently catalyzed by tertiary amines, such as pyridine. The reaction is a reversible equilibrium reaction. The conversion to dimer at equilibrium is
increases with decreasing temperature and with removal of dimer from the reaction mixture. On the contrary, dimer dissociation is promoted by higher temperatures and removal of monomeric isocyanate. A preferred dimeric material is a TDI dimer, which is readily available or can be synthesized from commercially available monomers. TDI dimer is a solid crystalline material that can be isolated and added to the liner composition before applying the liner to the chamber. The solid filler may be selected from antimony oxide, carbon black, fibrous silica or the like. These provide both structural strength and thermal insulation properties to the product. Thermal bonding agents generally contain both Sb 2 O 3 and silica fibers. Liners with low thermal insulation performance may include only carbon black filler. The stabilizer is G-
It is possible to choose from aromatic amines such as β-naphthyl-p-phenylene diamine, thioesters such as ditridecyl-thiodipropionate, sulfur and chromic chloride. A preferred flow control additive is Thixcin E;
This is a thixotropic agent (Baker Castor Oil Co.). Common and specialty liner compositions are shown in the table below:
【表】
ライナーはイソシアネートおよび前駆体を除い
た全成分のプレツミクスを形成することによつて
造る。プレミツクスはもしも必要ならば成分を溶
かすために典型的には100゜から160〓の間の温度
に熱してよい。次いでイソシアネートおよび前駆
体をプレミツクス中に加えそして混練する。次い
でライナー組成物を吹付け、刷毛掛けまたは注型
によつてEPRゴム断熱層上に適用しそしてその
場で完全に硬化させる。典型的ライナーの厚さは
1/64および1/4インチの間の範囲である。
ライナー組成物の硬化中には液体ポリイソシア
ネート、固体二量体のイソシアネート基およびポ
リブタジエンとトリオールのヒドロキシル基の間
に競合反応が在る。しかし、二量体は化学量論量
を越えて過剰に存在するので、その上のまたはジ
オン環のNCO基のいくらかがヒドロキシル基と
反応したとしても、推進剤との反応に対しては利
用しうる過剰量が存在する。その上、ライナーと
の反応は二量体分子を移動から局所化するのに寄
与しそして推進剤との界面結合を強化するのに役
立つ。
推進剤は完全に硬化したライナーの表面上に注
型される。推進剤処方物は典型的には70〓ないし
150〓の温度において造る。推進剤組成物は通常
は高い割合の燃焼性固体を典型的には65重量%以
上、少ない割合の結合剤を通常は15重量%より少
なくおよび少量の約3重量%より少ない燃焼速度
促進剤を含む。燃焼性固体は通常は過塩素酸アン
モニウムのような酸化剤およびアルミニウム粉末
のような微粉細金属を含む。
実施例 3
単独イソシアネート硬化剤として、TDI二量体
は実施例1中で造られたように断熱プレミツクス
と1.4gの二量体対9.3gのプレミツクスの割合で
混合した。135〓においておよそ1時間後に試料
はほとんど硬化したようであつた。
実施例 4
化学量論よりも少ない量でTDI二量体を実施例
1の断熱プレミツクスと0.75gの二量体対9.3g
のプレミツクスの比率で混合した。135〓におい
て16時間後に、実施例3の試料はかなり堅くそし
て強靭であつたが、実施例4の試料は軟かく貧弱
な強度であつた。
実施例 5
試料(A)を1.0gの二量体対9.37gの実施例1の
断熱性プレミツクスで含ませて造つた。別の試料
(B)を0.34gの二量体および0.75gのTDI対9.37g
の前記プレミツクスを含ませて造つた。両方の試
料を135〓の炉中に10時間入れた。試料5Aはかな
り強靭な物質であつたがしかし90゜の角度で曲げ
ると亀裂を生じた。光沢があつた表面は室温にお
いておよそ30%関係湿度(R.H.)で静置した後
に曇つてきた。試料5Bは強靭な物質であり曲げ
ても亀裂は生じなかつた。光沢表面は室温におい
て30%R.H.でおよそ30分静置すると曇つた。
実施例 6
A 4.36gの二量体(TDIとして150%当量)お
よび37.5gの実施例1のプレミツクスを含んだ
ライナー組成物を造つた。
B 1.36gの二量体(47%当量)、3.0gのTDI
(103%当量)および37.5gの前記プレミツクス
を含んだライナー組成物を造つた。
C 3.64gのTDI(125%当量)および37.5gの前
記プレミツクスを含んだライナー組成物を造つ
た。
各組成物は135〓で10時間硬化させた。
実施例6Aの処方は粒が多くこれは二量体が不
溶性でありそして手で撹拌したので十分分散しな
いことを示す。より微細粉の二量体を使用して実
施例6Aを繰返すと使用可能なライナー組成物を
得た。実施例6B処方は最初にTDI中に撹拌しな
がら二量体を分散させてペーストを形成させた。
次いでペーストとプレミツクスとは容易に合体で
きる。実施例6CはTDIをプレミツクスと混合し
て造つた。実施例6A,6Bおよび6Cのライナー処
方物の試験結果は第表中に示す。
実施例 7
重量部で示して73部の過塩素酸アンモニウム、
15部のアルミニウム粉末、1部の燃焼速度促進剤
および化学量論量のTDIを含むLi―HTPB結合剤
剤系11部を一緒に混合して88%の固形物を含むLi
―HTPBベース推進剤を造つた。
実施例 8
重量部で示した70部の過塩素酸アンモニウム、
16部のアルミニウム粉末、1 1/4部の燃焼速度促
進剤および化学量論量のTDIを含む12部のFR―
HTPBを混合して86%の固形物を含むFR―
HTPB推進剤を造つた。
これらの推進剤に対する種々のライナーの接着
を前駆体ライナー上に推進剤を注型しそして当初
の結合強さ試験および集成体を160〓の温度で30
%R.H.において7週間暴露させた後の経時結合
強さ試験を実施することによつて試験した。デー
タは次表中に示す。Table: The liner is made by forming a premix of all ingredients except the isocyanate and the precursor. The premix may be heated to a temperature typically between 100° and 160° to melt the ingredients if necessary. The isocyanate and precursor are then added into the premix and mixed. The liner composition is then applied onto the EPR rubber insulation layer by spraying, brushing or casting and allowed to fully cure in-situ. Typical liner thickness is
Ranges between 1/64 and 1/4 inch. During curing of the liner composition, there is a competitive reaction between the liquid polyisocyanate, the isocyanate groups of the solid dimer, and the hydroxyl groups of the polybutadiene and triol. However, because the dimer is present in superstoichiometric excess, even if some of the NCO groups on it or on the dione ring react with the hydroxyl groups, they are not available for reaction with the propellant. There is a surplus of water. Moreover, the reaction with the liner contributes to localize the dimeric molecules from migration and serves to strengthen the interfacial bond with the propellant. The propellant is cast onto the surface of the fully cured liner. Propellant formulations typically contain between 70〓 and
Made at a temperature of 150㎓. Propellant compositions usually include a high percentage of combustible solids, typically 65% or more by weight, a small percentage of binders, typically less than 15% by weight, and a small amount of burn rate enhancers, typically less than about 3% by weight. include. Combustible solids typically include oxidizing agents such as ammonium perchlorate and finely divided metals such as aluminum powder. Example 3 As the sole isocyanate curing agent, TDI dimer was mixed with the insulation premix as made in Example 1 at a ratio of 1.4 g dimer to 9.3 g premix. After approximately 1 hour at 135°, the sample appeared almost cured. Example 4 Insulating premix of Example 1 with TDI dimer in less than stoichiometric amounts and 0.75 g of dimer vs. 9.3 g
The premixes were mixed in the following proportions. After 16 hours at 135°, the Example 3 sample was fairly hard and tough, while the Example 4 sample was soft and had poor strength. Example 5 Sample (A) was made containing 1.0 g of dimer to 9.37 g of the insulating premix of Example 1. another sample
(B) 9.37g vs. 0.34g dimer and 0.75g TDI
It was prepared by including the above premixes. Both samples were placed in a 135° oven for 10 hours. Sample 5A was a fairly strong material, but cracked when bent at a 90° angle. The shiny surface became cloudy after standing at room temperature and approximately 30% relative humidity (RH). Sample 5B was a strong material and did not crack even when bent. The glossy surface became cloudy after standing for approximately 30 minutes at room temperature and 30% RH. Example 6 A A liner composition was made containing 4.36 g of dimer (150% equivalent as TDI) and 37.5 g of the premix of Example 1. B 1.36g dimer (47% equivalent), 3.0g TDI
A liner composition was made containing (103% equivalent) and 37.5 g of the premix. A liner composition was made containing 3.64 g of C TDI (125% equivalent) and 37.5 g of the premix. Each composition was cured for 10 hours at 135°C. The formulation of Example 6A was grainy indicating that the dimer was insoluble and did not disperse well due to hand stirring. Example 6A was repeated using a more finely divided dimer to yield a usable liner composition. The Example 6B formulation first dispersed the dimer in TDI with stirring to form a paste.
The paste and premix can then be easily combined. Example 6C was made by mixing TDI with premixes. Test results for the liner formulations of Examples 6A, 6B and 6C are shown in the table. Example 7 73 parts by weight of ammonium perchlorate,
Li containing 88% solids was prepared by mixing together 15 parts aluminum powder, 1 part burn rate accelerator and 11 parts Li-HTPB binder agent system containing a stoichiometric amount of TDI.
- Created HTPB-based propellant. Example 8 70 parts ammonium perchlorate in parts by weight,
12 parts FR with 16 parts aluminum powder, 1 1/4 parts burn rate accelerator and stoichiometric amount of TDI.
FR mixed with HTPB and containing 86% solids—
Created HTPB propellant. Adhesion of various liners to these propellants was determined by casting the propellant onto the precursor liner and testing the initial bond strength and assemblage at a temperature of 160°C for 30°C.
% RH by performing a time course bond strength test after 7 weeks of exposure. The data are shown in the table below.
【表】
90―95psi以上の結合引張り強さは甚だ良好と
考えられる。このデータは過剰のTDI(実,
6C)の使用は満足な製品を与えずそしてTDI二
量体をTDIモノマーと組合わせて使用したもの
(実,6B)はTDI二量体単独使用のもの(実,
6A)に比べて遥かに優れた結合強さの増加を与
えることを示す。モノマーおよび二量体TDIの混
合物を使用する場合には、二量体はライナーの硬
化に要するものより過剰に存在する。TDI二量体
の代りに他の二量体または三量体の使用によつて
同様の比較結果が得られるであろう。
実施例6Bのライナーの接着を二量体を含まな
い先行技術のライナー組成物の接着と比較した。
第表中に与えられるデータは、総ての結合見本
が各型の推進剤の同一バツチから造られたので総
て直接比較される。[Table] A bond tensile strength of 90-95psi or higher is considered to be very good. This data is based on excess TDI (actual,
The use of TDI dimer in combination with TDI monomer (actual, 6B) does not give a satisfactory product and the use of TDI dimer alone (actual, 6B) does not give a satisfactory product.
6A) provides a much superior increase in bond strength. When a mixture of monomer and dimeric TDI is used, the dimer is present in excess of that required to cure the liner. Similar comparative results would be obtained by using other dimers or trimers in place of the TDI dimer. The adhesion of the liner of Example 6B was compared to the adhesion of a prior art liner composition that did not contain dimer.
The data given in the table are all directly comparable since all combined samples were made from the same batch of each type of propellant.
【表】【table】
【表】
ナー。
上記のものは総て満足すべき結合強さを与える
にもかかわらず、最も望ましい結合は本発明に従
つたライナー処方物によつて得られる。
TDI―クロロセン薄め塗膜を使用する場合は、
結合寿命、即ち薄め塗膜の適用と推進剤注型の間
の時間間隔はライナーが暴露される湿度に関係な
く僅かに数時間である。本発明による場合のライ
ナー上へ推進剤を注型する時間の非―危険性は次
の試験によつて例解される。下表に示されるよう
に実施例6Bのライナーを長時間の結合寿命につ
いて試験した。[Table] Na.
Although all of the above provide satisfactory bond strength, the most desirable bond is obtained with the liner formulation according to the present invention. When using TDI-Chlorocene thin coating,
The bond life, ie, the time interval between washcoat application and propellant casting, is only a few hours, regardless of the humidity to which the liner is exposed. The non-hazardous time of casting propellant onto the liner in accordance with the present invention is illustrated by the following test. The liner of Example 6B was tested for extended bond life as shown in the table below.
【表】【table】
【表】
二つの推進剤に対し(第V表の実,8および第
表の実,7)結合寿命(推進剤を注型する前に
硬化したライナーがそのままの状態で在る時間)
は50%R.H.の高さの湿度で少なくとも10日であ
る。
引延ばされた結合寿命はロケツトモータの製造
においては著しく好都合なことである、なぜなら
ばライナーの時間割は推進剤の時間割に関連させ
る必要はなく、推進剤を注型する前に相当な期間
貯蔵が可能だからである。
僅かに本発明の望ましい実施態様が記載された
ことおよび多数の置換、変更および改良が添付す
る特許請求の範囲中に規定される本発明の精神お
よび範囲から外れることなく総て許されることが
了解されるべきである。[Table] For two propellants (Table V, Table 8 and Table 7, Table 7) Bond life (time that the hardened liner remains intact before the propellant is cast)
is at least 10 days with humidity as high as 50%RH. The extended bond life is a significant advantage in rocket motor manufacturing, since the liner time schedule does not have to be related to the propellant time schedule, and the propellant can be stored for a significant period of time before being cast. This is because it is possible. It is understood that only the preferred embodiments of the invention have been described and that numerous substitutions, modifications and improvements may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It should be.
添付した図面の、第1図は通例の固体推進剤ロ
ケツトモーターの断面図であり;そして第2図は
本発明に従つたロケツトモーターの断面図であ
る。
Of the accompanying drawings, FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional solid propellant rocket motor; and FIG. 2 is a cross-sectional view of a rocket motor in accordance with the present invention.
Claims (1)
ー室のライナーに使用するための組成物におい
て、重量部で表わして、20〜65部の液体ヒドロキ
シル末端プレポリマー、15〜35部の不活性固体充
填剤、4〜10部の安定剤と流動性調節添加剤、3
〜20部の一種以上のジオールまたはポリオールの
ような反応性重合体変性剤、前記プレポリマーと
水素―置換変性剤と反応するのに十分な当量のポ
リイソシアネート、及び化学量論より多い過剰量
の1.5〜5部の安定なイソシアネート前駆体から
なり、然も該イソシアネート前駆体が式: (式中のRは同じか又は異なり、少くとも1個
の―NCO基を含む脂肪族または芳香族基であ
り、nは0または1の整数を示す)で表わされる
化合物から選択された固体のイソシアネート二量
体または三量体であることを特徴とするライナー
用組成物。 2 前記前駆体が150〓の温度まで固体である上
記第1項記載の組成物。 3 Rが低級アルキル又はアリールである上記第
1項記載の組成物。 4 前記前駆体が式、 (式中のR2はアリーレン、アルキルアリーレ
ンまたはアリールアルキレンである)の化合物か
ら選ばれるイソシアネート二量体である、上記第
1項記載の組成物。 5 前記前駆体がトルエンジイソシアネート、
4,4′―ジフエニルメタンジイソシアネートおよ
びビス―フエニルジイソシアネートからなる群か
ら選ばれる一員の二量体である上記第4項記載の
ポリウレタン組成物。 6 前記前駆体がトルエンジイソシアネートの二
量体である上記第4項に記載のポリウレタン組成
物。 7 少なくとも一種類のポリオールと、そのポリ
オールと反応するのに充分な量のポリイソシアネ
ートを含み、前記前駆物質が硬化のための化学量
論的量を越えた量で存在する前記第5項に記載の
組成物。 8 前記ポリイソシアネートがトルエンジイソシ
アネートである前記第7項に記載の組成物。 9 前記プレポリマーが1000〜5000の当重量およ
び1.7〜3.0の官能価を有する共役ジエンポリマー
である上記第1項記載の組成物。Claims: 1. In a composition for use in a rocket motor chamber liner using a polyurethane propellant, expressed in parts by weight, from 20 to 65 parts liquid hydroxyl-terminated prepolymer, from 15 to 35 parts unsaturated. active solid filler, 4 to 10 parts stabilizer and flow control additives, 3
~20 parts of a reactive polymeric modifier such as one or more diols or polyols, an equivalent amount of polyisocyanate sufficient to react with the prepolymer and hydrogen-substituted modifier, and a greater than stoichiometric excess. 1.5 to 5 parts of a stable isocyanate precursor, wherein the isocyanate precursor has the formula: (wherein R is the same or different and is an aliphatic or aromatic group containing at least one -NCO group, and n represents an integer of 0 or 1). A liner composition characterized by being an isocyanate dimer or trimer. 2. The composition of claim 1, wherein said precursor is solid up to a temperature of 150°C. 3. The composition according to item 1 above, wherein R is lower alkyl or aryl. 4 The precursor has the formula, The composition according to the above item 1, which is an isocyanate dimer selected from the compounds of the following formula (wherein R 2 is arylene, alkylarylene, or arylalkylene). 5 the precursor is toluene diisocyanate,
5. The polyurethane composition according to item 4, which is a dimer of a member selected from the group consisting of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and bis-phenyl diisocyanate. 6. The polyurethane composition according to item 4 above, wherein the precursor is a dimer of toluene diisocyanate. 7. The method of claim 5, comprising at least one polyol and a sufficient amount of polyisocyanate to react with the polyol, and wherein the precursor is present in a superstoichiometric amount for curing. Composition of. 8. The composition according to item 7, wherein the polyisocyanate is toluene diisocyanate. 9. The composition of paragraph 1, wherein the prepolymer is a conjugated diene polymer having an equivalent weight of 1000 to 5000 and a functionality of 1.7 to 3.0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13974578A JPS5566965A (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Dimer isocyanate liner composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13974578A JPS5566965A (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Dimer isocyanate liner composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5566965A JPS5566965A (en) | 1980-05-20 |
JPS6212278B2 true JPS6212278B2 (en) | 1987-03-17 |
Family
ID=15252381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13974578A Granted JPS5566965A (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | Dimer isocyanate liner composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5566965A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63194480U (en) * | 1987-06-02 | 1988-12-14 |
-
1978
- 1978-11-13 JP JP13974578A patent/JPS5566965A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63194480U (en) * | 1987-06-02 | 1988-12-14 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5566965A (en) | 1980-05-20 |
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