KR101444658B1 - 고질소 4,4''-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염계 복합화약 조성 - Google Patents

고질소 4,4''-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염계 복합화약 조성 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고질소 고에너지 물질인 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약에 관한 것이다.
특히, 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 또는 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)을 포함하는 압축형 또는 주조형 복합화약에 관한 것이다.

Description

고질소 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염계 복합화약 조성 {Nitrogen-rich 4,4'-(ethane-1,2-yl)bis(5-nitroiminotetrazol-1-ate) organic salts based plastic bonded explosive formulations}
본 발명은 고질소 고에너지 물질인 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약에 관한 것이다.
화약의 폭발은 매우 급격한 반응 속도로 인해 외부 기체의 유입없이 자체 내의 산소를 이용하여 분자량이 적은 수증기 (H2O), 이산화탄소 (CO2), 일산화탄소 (CO), 질소 (N2) 등의 기체들과 탄소 (C) 등의 고체물질을 생성한다. 이들 생성되는 기체 생성물은 화학적 조성과 분자내 산소당량에 크게 좌우되며, 화약에 포함된 탄소는 이산화탄소와 일산화탄소 등으로, 수소는 수증기로 변환된다. 상기 탄소와 수소의 기체 변환에는 상당한 산소가 필요하다. 반면, 질소는 질소가스로 기체 변환될 때 산소를 필요로 하지 않으며, 대부분의 질소가스는 환경오염을 일으키지 않는다.
기존에 사용되는 고에너지 원료화약 TNT, RDX, HMX, 및 HNIW 등은, 탄소와 탄소를 연소하기 위한 산소를 60~80% 정도 내부에 포함하고 있으며, 반면 질소는 18~38% 정도로만 포함하고 있다. 따라서 기존의 원료화약을 포함하는 복합화약 등은 탄소산화물을 방출하기에 환경오염의 우려가 높다. 이에, 폭발시 환경오염이 적은 환경친화적 고폭화약 조성에 대한 요구가 계속되어 왔다. 그 하나의 수단으로서 고질소 함유 화약조성이 대두되고 있으며, 특히 테트라졸계 화약은 고밀도 고에너지 화약으로서 화약 성능이 우수할 것으로 예측되고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
일본 공개특허공보 특개 2006-096614호
한국 공개특허공보 제10-2011-0124827호
[비특허문헌]
Energetic Mono-, Di- and Trisubstituted Nitroiminotetrazoles. Angewandte chemie, 2009, 121, 572-575
본 발명의 목적은 고질소 고에너지 물질인 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약을 제공하는 것이다.
특히, 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 또는 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)을 포함하는 압축형 또는 주조형 복합화약을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 하기 식 (1)의 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약을 제공한다.
Figure 112014076764201-pat00006
식 (1) 중, M은 양이온성 금속, 양이온성 유기 원자단이고, a는 1 또는 2의 정수, b는 1 또는 2의 정수, a+b=3이다.
상기 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 또는 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)일 수 있다.
상기 복합화약은 (a) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~98 중량% 및 (b) 고분자 결합제 및 가소제를 포함하는 결합제 시스템 2~20%를 포함하는 압축형의 복합화약일 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 에스탄 (Estane)을 포함하는 열가소성 폴리우레탄, 에틸렌초산비닐 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 하이템프 (Hytemp)를 포함하는 알킬 아크릴레이트 공중합체 (alkyl acrylate copolymer), 바이톤 (Viton)을 포함하는 플루오로고분자 엘라스토머 (fluoropolymer elastomer) 및 켈에프 (Kel-F)를 포함하는 폴리클로로 트리플루오로에틸렌 (polychloro trifluoroethylene)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디옥틸 아디페이트 (Dioctyl Adipate, DOA)인 것일 수 있다.
상기 복합화약은 (a) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~90 중량% 및 (b) 고분자 결합제, 가소제 및 경화제를 포함하는 결합제 시스템 10~20%를 포함하는 것인 주조형의 복합화약일 수 있다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 하이드록시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Hydroxy Terminated Polybutadiene, HTPB), 카르복시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Carboxy Terminated Polybutadiene, CTPB), IDP (isodecyl pelargonate), 폴리에스테르 및 폴리술폰으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디오에이 (DOA)일 수 있다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 경화제는 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone diisocyanate, IPDI)일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 관점은 하기 식(1)의 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약에 관한 것이다.
Figure 112014076764201-pat00007
식 (1) 중, M은 양이온성 금속, 양이온성 유기 원자단이고, a는 1 또는 2의 정수, b는 1 또는 2의 정수, a+b=3이다.
상기 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 1,2-비스(5-아미노테트라졸-1-일)에탄 (식 (2)) 또는 N,N'-(1,1'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸) (식 (3))로부터 대량 합성이 가능한 고질소, 고에너지 함유 유기염 물질로서, 상기 전구 물질들을 하기에 식 (2) 및 식 (3)으로 도시하였다.
Figure 112014035811816-pat00003
전술한 바와 같이, 본 발명의 복합화약에 포함되는 주성분으로서 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 상기 식 (1)으로 나타낼 수 있으며, 여기서 M은 임의의 양이온성의 금속 또는 유기 원자단이면 무방하다. 예컨대, 상기 M은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 은, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 크롬으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1가 또는 2가의 양이온성 금속일 수 있다. 또한, 상기 M은 암모늄계 원자단, 구아니디늄계 원자단, 파이라졸계 원자단, 이미다졸계 원자단, 트라이아졸계 원자단, 테트라졸륨계 원자단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 양이온성 유기 원자단일 수 있다. 상기 암모늄계 원자단은 암모늄, 하이드록시암모늄, 디하이드록시암모늄, 트리하이드록시암모늄, 메톡시암모늄, 디메톡시암모늄, 트리메톡시암모늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구아니디늄계 원자단은 아미노구아니디늄, 디아미노구아니디늄, 트리아미노구아니디늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 파이라졸계 원자단은 1,2,4-트리아졸늄, 3-아미노-1,2,4-트리아졸늄, 4-아미노-1,2,4-트리아졸늄, 3,5-디아미노-1,2,4-트리아졸늄, 3-니트로-1,2,4-트리아졸늄, 4-니트로-1,2,4-트리아졸늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 이미다졸계 원자단은 1,2,4-트리아졸늄, 3-아미노-1,2,4-트리아졸늄, 4-아미노-1,2,4-트리아졸늄, 3,5-디아미노-1,2,4-트리아졸늄, 3-니트로-1,2,4-트리아졸늄, 4-니트로-1,2,4-트리아졸늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 트리아졸계 원자단은 1,2,4-트리아졸륨, 3-아미노-1,2,4-트리아졸륨, 4-아미노-1,2,4-트리아졸륨, 3,5-디아미노-1,2,4-트리아졸륨, 3-니트로-1,2,4-트리아졸륨, 4-니트로-1,2,4-트리아졸륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 테트라졸륨계 원자단은 테트라졸륨, 5-아미노테트라졸륨, 5-니트로테트라졸륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 계통의 고에너지 물질은 질소 함량이 66% 수준으로 현존하는 고에너지물질들 중에서 매우 높은 편이므로, 고폭화약의 제조에 적합할 수 있다.
본 발명의 복합화약의 제조에 있어서 포함되는 상기 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은, 좋기로는 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 또는 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)일 수 있다. 상기 두 가지 유기염들은 폭발 특성이 우수하고, 소량 합성시 수율이 매우 높으므로 화약 조성시 유리할 수 있다. 이러한 폭발 특성은 폭발 특성 예측 프로그램에 의하여 계산된 결과와 상응한다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 복합화약은 압축형 복합화약일 수 있다. 압축형 복합화약은 분체상의 고폭약 원료화약에 결합제를 첨가하여 분체상의 상기 원료화약을 피복 응집시킨 과립 분말 형태의 복합화약으로서, 충전 밀도의 증대 및 외부 충격에 대한 둔감 효과를 동시에 기대할 수 있는 화약이다. 즉, 압축형의 복합화약은 원료화약에 결합제를 피복시켜 둔감화시킨 후, 압축기로 압축하여 제조할 수 있고, 이때 결합제로 피복시킨 분말 상태를 성형분말이라 한다. 제조된 성형분말은 직접 탄두에 충전하거나, 덩어리로 압축하여 가공하여 사용할 수 있다. 압축형 복합화약의 제조는 보통 슬러리 방법을 이용하는데 먼저 고분자 결합제 시스템 용액을 만든 후 분말상태의 원료화약을 슬러리 용액에 첨가한다. 일정시간 교반을 통하여 입자가 형성되면 용매를 제거하고, 제조된 성형분말을 건조시킴으로써 압축형 복합화약이 생성될 수 있다.
압축형 복합화약의 제조에 있어서, 사용 용매의 선정, 사용량 및 피복 방법 등은 원료화약 및 결합제의 특성에 따라 결정될 수 있다. 결합제는 용해성이 우수한 용매에 녹여 액상의 고분자 용액으로 만들어야 하며, 이 고분자 용액을 분체상 원료화약이 물에 분산된 슬러리 용액 (분산액)에 주입될 때 물에 대한 용매의 용해도 차이에 의해 고분자 결합제가 분체상 고폭 화약에 균일하게 피복 응집되도록 하는 것이 압축형 복합화약 제조의 핵심적인 원리이다. 이때 물과 용매의 용해도 차이가 클수록 분말의 입도를 용이하게 조절할 수 있다. 원료화약 및 결합제의 표면 특성에 따라 원료화약에 결합제가 제대로 피복되지 않은 경우 압축형 복합화약은 외부 자극에 민감하게 반응하게 되므로 결합제의 선택은 매우 중요한 변수이다. 본 발명의 압축형 복합화약은 일반적으로 고도의 정밀 무기 체계의 주장약 (main charge) 또는 보조장약 (booster)으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 압축형 복합화약은 사용되는 원료화약의 함량과 입도, 그리고 고분자 결합제, 가소제에 따라 폭발성능 및 감도를 임의로 조절할 수 있는 첨단 화약으로서 최근에 개발되는 유도무기체계의 탄두 및 탄약에도 사용될 수 있다.
본 발명의 복합화약은 (a) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~98 중량% 및 (b) 고분자 결합제 및 가소제를 포함하는 결합제 시스템 2~20%를 포함하는 압축형의 복합화약일 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 에스탄 (Estane), 에틸렌초산비닐 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 하이템프 (Hytemp), 바이톤 (Viton), 켈에프 (Kel-F), 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (chlorotrifluoroethylene copolymer, CTFE), FK-800, 우레탄 결합제 및 액상 폴리부타디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다. 좋기로는, 에스탄 (Estane), 에틸렌초산비닐 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 하이템프 (Hytemp), 바이톤 (Viton) 및 켈에프 (Kel-F)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다. 더욱 좋기로는 상기 고분자 결합제는 하이템프일 수 있다. 본 발명에 결합제로 사용된 하이템프는 휘발성 유기용매에 대해 용해성이 우수하여 분체상 원료화약의 피복 응집이 용이하고, 상온에서 압축성형이 가능한 장점이 있다. 좋기로는, 상기 휘발성 유기용매는 에틸아세테이트일 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 결합제 시스템과 용매의 비율은 1:10 내지 1:30일 수 있고, 좋기로는 1:15 내지 1: 25, 더욱 좋기로는 1:20일 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 결합제는 1 내지 10 중량%, 좋기로는 4 내지 7 중량%, 더욱 좋기로는 5 중량%로 포함될 수 있다.
상기 압축형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디옥틸 아디페이트 (Dioctyl Adipate, DOA), BDNPFF ([bis(2,2-dinitropropyl)-formal/formal])일 수 있다. 좋기로는 상기 가소제는 DOA일 수 있다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명의 복합화약은 (a) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~90 중량% 및 (b) 고분자 결합제, 가소제 및 경화제를 포함하는 결합제 시스템 10~20%를 포함하는 것인 주조형의 복합화약일 수 있다.
주조형 복합화약은 액상 결합제에 원료화약 등을 충전시킨 후 경화시킨 복합화약을 의미하여 이는 재래식 화약의 단점, 즉 화약의 누출 현상 및 열적, 기계적 취약특성을 개선하기 위하여 둔감화를 전제로 개발된 복합화약이다. 화약의 민감성이란 화약이 외부의 충격 또는 열과 같은 무질서한 물리적 작용하에서 발화하여 폭발할 수 있는 성질을 의미하고, 둔감성은 이의 반대 개념이다. 민감한 화약은 선박, 비행기, 탱크 등에 적제 운용할 경우에 많은 위험성을 내포하고 있다. 따라서 둔감화된 화약의 개발이 계속하여 절실히 요구되고 있다. 주조형 복합화약은 충전되는 원료화약의 선택에 따라 그 성능을 조절할 수 있으며 무기체계의 작용분야도 다양하다. 재래식 화약보다 안전성이 우수한 주조형 복합화약은 유도탄 등의 주장약으로 사용될 수 있으며 화약입자와 알루미늄 입자가 혼합 충전되는 경우 알루미늄의 우수한 폭풍파 효과로 인하여 고대지 및 지대공 무기체계의 주장약으로 사용할 수 있다. 암모늄 퍼클로레이트 등과 같은 산화제가 혼합 충전된 경우 화약의 폭발시 충격파와 기포에너지를 증대시켜 대전함 수중무기 체계의 주장약에 적용할 수 있다. 주조형 복합화약의 결합제는 많은 양의 충전제 (화약입자, 알루미늄 입자, 암모늄 퍼클로레이드 등)를 충전할 수 있고, 결합제와 충전제간의 계면결합이 강하게 형성되어서 쉽게 등공이 발생되지 않는 열적, 기계적 성질이 우수한 것이 좋다. 주조형 복합화약은 혼화기에서 원료화약을 결합제와 균일하게 혼화한 뒤, 적절한 점성을 유지한 반죽 형태로 탄두, 탄약에 충전, 경화하여 제조한다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 하이드록시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Hydroxy Terminated Polybutadiene, HTPB), 카르복시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Carboxy Terminated Polybutadiene, CTPB), 이소데실 펠라르고네이트 (isodecyl pelargonate, IDP), 폴리에스테르, 폴리술폰, 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (chlorotrifluoroethylene copolymer), FK-800, 우레탄 결합제 및 액상 폴리부타디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다. 좋기로는, 하이드록시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Hydroxy Terminated Polybutadiene, HTPB), 카르복시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Carboxy Terminated Polybutadiene, CTPB), IDP (isodecyl pelargonate), 폴리에스테르 및 폴리술폰으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상일 수 있다. 더욱 좋기로는 상기 결합제는 HTPB일 수 있다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디옥틸 아디페이트 (Dioctyl Adipate, DOA), BDNPFF ([bis(2,2-dinitropropyl)-formal/formal])일 수 있다. 좋기로는 상기 가소제는 DOA일 수 있다.
상기 주조형의 복합화약에서, 상기 결합제 시스템 중의 경화제는 폴리아릴폴리이소시아네이트 (Polyarylpolyisocyanate, PAPI) 또는 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone diisocyanate, IPDI)일 수 있다. 좋기로는 상기 경화제는 IPDI일 수 있다.
4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 탄소 함유량이 상당히 낮은 반면 질소 함유량은 매우 높은 고에너지 물질이다. 따라서 이를 복합화약 조성에 적용하면 고폭화약 성능을 증대할 수 있다. 상기 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 주조 또는 압축 방법으로 복합화약을 제조하는 데 적합하며, 폭발 현상시 발생하는 질소산화물과 탄화수소 기체 발생량을 상당히 줄이면서, 분자 내 질소들은 무해한 질소가스로 분해되는 특성이 있는 환경친화적 원료화약이다.
본 발명에서 제공하는 복합화약은 종래 알려진 복합화약과는 달리 고질소 에너지물질을 포함하지만, 기존에 사용하는 결합제를 별도의 신규 추가공정 없이 그대로 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명의 복합화약은 군용 고폭화약 뿐만 산업용 고폭화약으로도 사용이 가능하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1: 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)(Am-EBNIT) 합성
Figure 112014035811816-pat00004
4.00 g (0.0140 mol) (E,E)-N,N'-(1,1'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸)을 물 50 mL에 서스펜션시키고 교반한다. 5 mL의 28% 암모니아 수용액을 넣는다. 이 반응 용액을 24 시간 동안 교반하고, 물과 암모니아를 후드 안에서 서서히 증발시켜 4.26 g (0.0133 mol, 95%) 비스(암모늄) (5E,5'E)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)를 얻는다.
실시예 2: 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)(Gua-EBNIT) 합성
Figure 112014035811816-pat00005
50.0 g (0.175 mol) 1,2-비스(5-니트로이미노테트라졸-1-일)에탄을 물 500 mL에 서스펜션시키고, 31.5 g (0.350 mol) 탄산구아니디늄을 150 mL 물에 녹여 반응용액에 서서히 부었다. 2일간 교반 후 침전된 고체를 거르고 찬물로 세척하였다. 여과액을 서서히 증발시켜 나머지 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)를 수집하였다. 총 67.2 g (0.166 mol)을 얻었고, 수율은 95%이다.
실시예 3: 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)를 함유하는 압축형 복합화약의 제조
하이템프 (미국 수입)와 DOA (㈜애경)를 에틸아세테이트 (삼전순약)에 녹여서 결합제 시스템 용액을 만든다. 결합제 및 가소제와 용매의 비율은 1:20이고, 결합제는 5 중량%로 사용된다. 결합제 시스템 용액과 Am-EBNIT를 균일 혼화를 위하여 10 분간 균일하게 혼화한 후 진공상태에서 용매를 제거하고 건조한다.
실시예 4: 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 를 함유하는 압축형 복합화약의 제조
하이템프와 디오에이를 에틸아세티이트에 녹여서 결합제 용액을 만든다. 결합제 및 가소제와 용매 비율은 1:20이고, 결합제 시스템 용액과 Gua-EBNIT를 균일 혼화를 위하여 10 분간 균일하게 혼화한 후 진공상태에서 용매를 제거하고 건조한다.
실시예 5 : 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)를 함유하는 주조형 복합화약의 제조
HTPB (㈜삼양화학)를 혼화기에 투입하고 혼화한 후, DOA 가소제로 사전에 코팅한 Am-EBNIT를 투입하여 상압 하에서 교반한다. 경화제 IPDI를 주입하고 교반하여 혼화공정을 마무리 한다. 탄두 탄약에 충전 후, 온도가 조절된 오븐 내에서 경화시킨다.
실시예 6 : 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 를 함유하는 주조형 복합화약의 제조
HTPB를 혼화기에 투입하고 혼화한 후, DOA 가소제로 사전에 코팅한 Gua-EBNIT를 투입하여 상압 하에서 교반한다. 경화제 IPDI를 주입하고 교반하여 혼화공정을 마무리 한다. 탄두 탄약에 충전 후, 온도가 조절된 오븐 내에서 경화시킨다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 하기 식 (1)의 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염을 포함하는 복합화약:
    Figure 112014076764201-pat00008

    식 (1) 중,
    M은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 은, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 크롬으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 양이온성 금속이거나,
    암모늄계 원자단, 구아니디늄계 원자단, 파이라졸계 원자단, 이미다졸계 원자단, 트라이아졸계 원자단, 테트라졸륨계 원자단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 양이온성 유기 원자단이고,
    a는 1 또는 2의 정수, b는 1 또는 2의 정수, a+b=3이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염은 비스(암모늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 또는 비스(구아니디늄)-4,4'-(에탄-1,2-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드)인 것인 복합화약.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    (i) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~98 중량% 및
    (ii) 고분자 결합제 및 가소제를 포함하는 결합제 시스템 2~20%
    를 포함하는 것인 압축형의 복합화약.
  4. 제3항에 있어서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 에스탄 (Estane)을 포함하는 열가소성 폴리우레탄, 에틸렌초산비닐 공중합체 (ethylene-vinyl acetate copolymer, EVA), 하이템프 (Hytemp)를 포함하는 알킬 아크릴레이트 공중합체 (alkyl acrylate copolymer), 바이톤 (Viton)을 포함하는 플루오로고분자 엘라스토머 (fluoropolymer elastomer) 및 켈에프 (Kel-F)를 포함하는 폴리클로로 트리플루오로에틸렌 (polychloro trifluoroethylene)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 것인 압축형의 복합화약.
  5. 제3항에 있어서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디옥틸 아디페이트 (Dioctyl Adipate, DOA)인 것인 압축형의 복합화약.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    (i) 4,4'-(에탄-1,2,-디일)비스(5-니트로이미노테트라졸-1-이드) 유기염 80~90 중량% 및
    (ii) 고분자 결합제, 가소제 및 경화제를 포함하는 결합제 시스템 10~20%
    를 포함하는 것인 주조형의 복합화약.
  7. 제6항에 있어서, 상기 결합제 시스템 중의 고분자 결합제는 하이드록시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Hydroxy Terminated Polybutadiene, HTPB), 카르복시 터미네이티드 폴리부타디엔 (Carboxy Terminated Polybutadiene, CTPB), IDP (isodecyl pelargonate), 폴리에스테르 및 폴리술폰으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상의 것인 주조형의 복합화약.
  8. 제6항에 있어서, 상기 결합제 시스템 중의 가소제는 디옥틸 아디페이트 (Dioctyl Adipate, DOA)인 것인 주조형의 복합화약.
  9. 제6항에 있어서, 상기 결합제 시스템 중의 경화제는 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone diisocyanate, IPDI)인 것인 주조형의 복합화약.
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