JPS6230296B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

一般に、ケース結合された固体推進薬粒は、こ
れらが含まれているロケツトモーターケーシング
に接着することによつて得られる余分の支持のた
めに一層大きな強さを有する。最大強度を確保
し、またモーター壁から推進薬粒が分離して空隙
を生成しそこで不均一燃焼の可能性を生じること
を防ぐために、推進薬粒を均一に強固にモーター
ケーシング（motor casing）に結合することが
望ましい。 これは、金属モーターケーシングの内面をよく
注意して清浄しスケール除去し、ついでライナ
ー、通常は推進薬粒に使われる結合剤、で上記内
面を被覆し、ついで推進薬粒を所定の場所に流し
込み、硬化することによつて、通常達成される。
ライナーはケーシングと推進薬粒間の結合剤とし
て、推進薬粒の外面の焼け落ちを防ぐ抑制剤とし
て、また燃焼がもしそれがなければケーシングが
露出されるようになる点まで進むとき熱および燃
焼ガスからケーシングを保護する絶縁体として役
立つ。 本発明はアジリジン化合物を含むケースライナ
ーを使用する固体推進薬粒のケース結合法に関す
る。本ライナーはヒドロキシ末端基をもつポリブ
タジエンと基体とするポリウレタン結合剤から処
方される。 1976年８月10日付の米国特許第3974131号は
種々のアクリル化アジリジニル単量体および重合
体の使用およびビニル処方物における接着促進剤
としての使用に関するものである。 本発明において使うことが意図されている化合
物はポリウレタンの接着性を増強するのに使うこ
とが意図されている。 本発明は液体のヒドロキシ末端基をもつポリブ
タジエンおよびアジリジンからなる組成物を提供
する。 本発明のこの組成物の面での実際の具体化は、
ケース結合した固体燃料ロケツトモーターにおい
てケーシングライナーとして使うのに適した固体
を形成するためジイソシアナート硬化剤で硬化で
きる特性をもつ固有の応用を有する。 本発明のこの組成物の面での特に好ましい具体
化は、当該アジリジンを トリメソイル−１−（２−エチル）アジリジ
ン、 ビスイソフタロイル−１−（２−メチル）アジ
リジン、 ビスイソセバコイル−１−（２−エチル）アジ
リジン、 ビスイソセバコイル−１−アジリジン、 トリ−〔１−（２−メチル）アジリジニル〕ホス
フインオキシド、 ビス−〔１−（２−メチル）アジリジニル〕エチ
ルスルホン、 またはイオナツク・ケミカル社、バーミンガ
ム、ニユージヤージーから供給される多官能性ア
ジリジンPFAZ300またはPFAZ301から選ぶもの
である。 本発明はまた(a)当該推進薬粒をケース結合する
ことが望まれるロケツトモーターケーシングをア
ジリジンおよびポリイソシアナート硬化剤で硬化
したヒドロキシ末端基をもつポリブタジエンから
なる硬化ライナーでライニングし、(b)当該ヒドロ
キシ末端基をもつポリブタジエンを基体とする推
進薬粒を未硬化形で所望の形態で当該ライニング
したロケツトモーターに流し込み、(c)当該推進薬
粒を硬化することからなる、ロケツトモーターケ
ーシングへのヒドロキシ末端基をもつポリブタジ
エンを基体とするポリウレタンで固めた固体推進
薬粒のケース結合法を提供する。 本発明は当該ロケツトモーターのケーシングラ
イナー中にアジリジンを混合する改良からなるヒ
ドロキシ末端基をもつポリブタジエンを基体とす
るポリウレタンで固めた固体推進薬粒を含む改良
されたケース結合した固体推進薬ロケツトモータ
ーも提供する。 本発明の実施を特別の具体化、すなわち商品名
Ｒ−45Mを有するヒドロキシ末端基をもつポリブ
タジエンを基体とするポリウレタン結合剤とアジ
リジンすなわちトリメソイル−１−（２−エチ
ル）アジリジンとからなるロケツトモーターケー
シングライナーに関し例示する。 ヒドロキシ末端基をもつポリブタジエン重合体
Ｒ−45Mはアルコ・ケミカル社により販売され、
その構造は次のように表わすことができる。 このＲ−45Mをトリメソイル−１−（２−エチ
ル）アジリジン、および通常のジイソシアナート
硬化剤、便利にはDDI（ゼネラル・ミルズ販売の
C₃₆液体脂肪族ジイソシアナート）、および所望に
よりカーボンブラツクのような１種またはそれ以
上の充てん剤とブレンドする。このブレンドした
組成物を真空脱気し、予めスケール除去し、脱脂
した鋼ロケツトモーターケーシング内にライナー
として流し込み、約63〜93℃（145〜200〓）の昇
温下で硬化する。硬化または部分硬化完了後、ヒ
ドロキシ末端基をもつポリブタジエンを基体とす
る推進薬粒、たとえば結合剤として８1/2〜約24
重量％の範囲のＲ−45Mからなりまた可塑剤とし
てアジピン酸ジオクチル、約２重量％までのイソ
ホロンジイソシアナートまたは上記DDIのような
ポリイソシアナート硬化剤、75〜90重量％までの
過塩素酸アンモニウムのような酸化剤、所望によ
りアルミニウム金属のような金属燃料の一部分、
他の通常の燃焼安定剤、火炎冷却剤などのような
通常のコンパウンド成分を含んでいる推進薬粒を
常法でライニングしたモーターに流し込み、そこ
で硬化できる。 ここで特に示したＲ−45M結合剤のほかに、推
進薬粒結合に有用なことが知られている液体ヒド
ロキシ末端基をもつポリブタジエン重合体はどれ
も本発明に適用できることは当業者に明らかであ
る。この重合体の例はたとえばアルコ・ケミカル
社から商品名Ｒ−45HT、Ｒ−15M、CS−15で販
売されているものおよびフイリツプス・ペトロレ
ウム社から商品名ブタレツツHTSで販売されて
いるものである。ここに示したDDIのほかに、結
合剤の硬化のため、どのポリイソシアナートも使
用できることも当業者には明らかである。他の適
当なポリイソシアナートの例はたとえばイソホロ
ンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシア
ナート、アツプジヨン社販売のPAPI重合体ジイ
ソシアナート、I.G.フアルベン・インダストリー
ズ販売のデスモジユールＮ−100ポリイソシアナ
ート、および１−メトキシフエニル−２、４−ジ
イソシアナート、１−メチル−４−メトキシフエ
ニル−２，５−ジイソシアナート、１−エトキシ
フエニル−２，４−ジイソシアナート、１，３−
ジメトキシフエニル−４，６−ジイソシアナー
ト、１，４−ジメトキシフエニル−２，５−ジイ
ソシアナート、１−プロポキシフエニル−２，４
−ジイソシアナート、１−イソブトキシフエニル
−２，４−ジイソシアナート、１，４−ジエトキ
シフエニル−２，５−ジイソシアナート、トルエ
ン−２，４−ジイソシアナート、トルエン−２，
６−ジイソシアナート、ジフエニルエーテル−
２，４−ジイソシアナート、ナフタレン−１，４
−ジイソシアナート、１，1′−ジナフタレン−
２，2′−ジイソシアナート、ビフエニル−２，４
−ジイソシアナート、３，3′−ジメチルビフエニ
ル−４，4′−ジイソシアナート、３，3′−ジメト
キシビフエニル−４，4′−ジイソシアナート、ジ
フエニルメタン−４，4′−ジイソシアナート、ジ
フエニルメタン−２，4′−ジイソシアナート、ジ
フエニルメタン−２，2′−ジイソシアナート、
３，3′−ジメトキシジフエニルメタン−４，4′−
ジイソシアナート、ベンゾフエノン−３，3′−ジ
イソシアナート、エチレンジイソシアナート、プ
ロピレンジイソシアナート、ブチレンジイソシア
ナート、ペンチレンジイソシアナート、メチルブ
チレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソ
シアナート、ペンタメチレンジイソシアナート、
ジプロピルジイソシアナートエーテル、ヘプタメ
チレンジイソシアナート、２，２−ジメチルペン
チレンジイソシアナート、３−メトキシヘキサメ
チレンジイソシアナート、オクタメチレンジイソ
シアナート、２，２，４−トリメチルペンチレン
ジイソシアナート、３−ブトキシヘキサメチレン
ジイソシアナート、１，３−ジメチルベンゼンジ
イソシアナート、１，４−ジメチルベンゼンジイ
ソシアナート、１，２−ジメチルシクロヘキサン
ジイソシアナート、１，４−ジメチルヘキサンジ
イソシアナート、１，４−ジメチルベンゼンジイ
ソシアナート、１，４−ジメチルナフタレンジイ
ソシアナート、１，５−ジメチルナフタレンジイ
ソシアナート、シクロヘキサン−１，３−ジイソ
シアナート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシ
アナート、１−メチルシクロヘキサン−２，４−
ジイソシアナート、１−メチルシクロヘキサン−
２，２−ジイソシアナート、１−エチルシクロヘ
キサン−２，４−ジイソシアナート、ジシクロヘ
キシルメタン−４，4′−ジイソシアナート、ジシ
クロヘキシルメチルメタン−４，4′−ジイソシア
ナート、ジシクロヘキシルジメチルメタン−４，
4′−ジイソシアナート、２，２−ジメチルジシク
ロヘキシルメタン−４，4′−ジイソシアナート、
３，3′、５，5′−テトラメチルジシクロヘキシル
メタン−４，4′−ジイソシアナート、４，4′−メ
チレンビス（シクロヘキシルイソシアナート）、
エチリデンジイソシアナート、４，4′−ジフエニ
ルジイソシアナート、ジアニシジンジイソシアナ
ート、１，５−ナフタレンジイソシアナート、ｍ
−フエニレンジイソシアナート、イソプロピリデ
ンビス（フエニルまたはシクロヘキシルイソシア
ナート）、１，３−シクロペンチレンジイソシア
ナート、１，２−シクロヘキシレンジイソシアナ
ート、１，４−シクロヘキシレンジイソシアナー
ト、４，4′，4″−トリフエニルメタントリイソシ
アナート、１，３，５−トリイソシアナトベンゼ
ン、フエニルエチレンジイソシアナートなどのよ
うなイソシアナートである。 ここに示したトリメソイル−１（２−エチル）
アジリジンのほかに、他のアジリジンも本発明の
目的に全く同等なことは当業者には明らかであ
る。この例はたとえばトリス−２，４，６−（１
−アジリジニル）−１，３，５−トリアジン、ビ
スイソフタロイル−１−（２−エチル）アジリジ
ン、ビスイソセバコイル−１−アジリジン、トリ
〔１−（２−メチル）アジリジン〕ホスフインオキ
シド、ビス〔１−（２−メチル）アジリジニル〕
エチルスルホン、イオナツク・ケミカル社から商
品名PFAZ300，PFAZ301で販売されている多官
能性アジリジンなどである。所望により充てん剤
として使われる、ここで示したカーボンブラツク
のほかに、充てん剤として他の物質も適してお
り、所望により単独でまたは互いに組合せてまた
はカーボンブラツクと組合せても使用できること
も明らかである。この例は二酸化チタン、二酸化
ケイ素、シリカ、酸化アルミニウム、摩砕ガラ
ス、アルミノケイ酸塩粘土である。 本発明のアジリジンはライナー混合物全重量の
約１〜10重量％で混合できる。好ましくは本発明
のアジリジンを当該全重量の約４〜８重量％、便
利には約６重量％で混合できる。 次の実施例は本発明の実施において本発明者が
意図している最上の方式を示す。 実施例 次の実施例は本発明の接着増強剤を使つた代表
的ライナー組成物の調製を示す。 Ｒ−45M（41.85重量％）にDDI（12.15重量
％）、トリメソイル−１−（２−エチル）アジリジ
ン（6.0重量％）、およびカーボンブラツク（40.0
重量％）を加え、上記アジリジンは添加前に融解
し、全混合物を約45分ブレンドし、ついで真空混
合またはスリツト脱気のような常法で脱気した。
ついで混合物を標準操作により流し込み、77℃
（170〓）で96〜168時間硬化した。モーターケー
シングに１回の適用で得られた正規の厚さは
0.079〜0.159cm（1/32〜1/16インチ）であつた。 この混合物の硬化試料から得られた典型的物理
的性質は次の通りであつた。ここで、単位
「1Pli」はライナー2.54cm（１インチ）当りの強
さ454ｇ（１ポンド）に対応する。

【表】

【表】 上記混合物試料をグリツトブラストし蒸気脱脂
した鋼表面上で硬化させ、あるいは上記混合物試
料を硬化させ、ついで典型的推進薬および絶縁物
質処方物をライナー表面上で硬化した。ついで引
張接着およびはがれ強さを測定し次の結果を得
た。推進薬の硬化前にライナーが完全には硬化し
ていない場合の類似の推進薬と、アジリジンを含
まないライナー処方物との間の周囲温度〔25℃
（77〓）〕での結合に対しては推進剤破損の薄いコ
ートを有して1070〜1610ｇ／ライナーcm（６〜
9pli）のはがれ強さ、および推進薬添加前にライ
ナーを完全に硬化した場合の540〜1070ｇ／ライ
ナーcm（３〜6pli）に、上記結果を比較できる。

【表】

【表】 エージングに対する代表的結合性も測定した。
試験は25℃（77〓）で行なつた。結果を次に示
す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒドロキシ末端ポリブタジエンを基体とする
   ポリウレタンで結合された固体推進薬粒をロケツ
   トモーターケーシングにケース結合する方法であ
   つて、 (a) 該固体推進薬粒をケース結合することが望ま
   れるロケツトモーターケーシングに、アジリジ
   ンとポリイソシアネート硬化剤で硬化したヒド
   ロキシ末端ポリブタジエンとを含む硬化ライナ
   ーを設け、 (b) 未硬化形態のヒドロキシ末端ポリブタジエン
   を基体とするポリウレタンに基づく固体推進薬
   粒を該ロケツトモーターに所望の形に流し込
   み、ついで (c) 該固体推進薬粒を硬化する、 ことからなる方法。 ２ 該硬化ライナーが約１％〜10％の該アジリジ
   ンを含有する特許請求の範囲第１項記載の方法。