KR20110110131A - 페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인 - Google Patents

페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인 Download PDF

Info

Publication number
KR20110110131A
KR20110110131A KR1020117014683A KR20117014683A KR20110110131A KR 20110110131 A KR20110110131 A KR 20110110131A KR 1020117014683 A KR1020117014683 A KR 1020117014683A KR 20117014683 A KR20117014683 A KR 20117014683A KR 20110110131 A KR20110110131 A KR 20110110131A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
weight
aluminum
ferrocene
charge
Prior art date
Application number
KR1020117014683A
Other languages
English (en)
Inventor
헬렌 블랑카
크리스티앙 페루트
Original Assignee
에스엠이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스엠이 filed Critical 에스엠이
Publication of KR20110110131A publication Critical patent/KR20110110131A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C06B23/007—Ballistic modifiers, burning rate catalysts, burning rate depressing agents, e.g. for gas generating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/06—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide the material being an inorganic oxygen-halogen salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

본 발명의 주제는 산화 장약, 액상 폴리올 중합체, 페로센 유도체로 이루어진 연소 촉매, 및 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물이다. 특징적으로, 상기 알루미늄 장약은 크기가 서브미크론이고, 실제로 나노미터이다. 본 발명의 또 다른 주제는 페이스트 또는 고체 추진제 및 이에 해당하는 고체 추진제 그레인이다.

Description

페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인{Composite composition for solid propellants including a ferrocene derivative and a submicronic aluminum charge, solid propellant, and grain}
본 발명은 고체 추진제(solid propellant)용 복합 조성물, 이러한 조성물을 주성분으로 하는 추진제(페이스트 상태 또는 고체 상태), 및 이러한 고체 추진제를 포함하는 그레인(grain)에 관한 것이다. 본 발명의 고체 추진제는 연소 속도 및 비추력(specific impulse)이 높은 추진제이다. 이러한 고체 추진제는 로켓 및 미사일용 추진 그레인(propulsion grain)에 아주 특히 적당하다.
산화 장약(oxidizing charge), 일반적으로는 과염소산 암모늄(AP), 마이크로미터 크기의 알루미늄(Al) 장약, 일반적으로는 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 의 평균 직경을 갖는 알루미늄 장약, 및 폴리우레탄(PU) 바인더로 구성되는 복합 조성물로 알려진 추진제 조성물이 군사 및 토목 분야에서 로켓 추진 용도로 널리 사용되고 있다.
추진제는 그레인(폴리우레탄 바인더의 중합체를 가교하기 위한 가교제가 조성물에 아직 첨가되지 않았거나, 상기 가교제가 첨가되었거나, 또는 상기 바인더의 가교가 아직 완결되지 않은 상태)의 제조를 위한 혼합 및 캐스팅 상의 페이스트 상태(pasty state)로 존재하거나 바인더가 가교되는 경우의 고체 상태로 존재한다.
통상적인 복합 추진제(아리안 로켓(Ariane rocket))의 가속기용으로 사용된 유형)는 일반적으로 7　MPa의 압력에서 8 내지 14　mm/s의 연소 속도를 갖는다.
고체 추진제 모터의 성능을 향상시키기 위하여는, 특히 마찰 및 충격에 대한 민감도를 향상시키지 않고 특히 페이스트 상태 또는 고체 상태에서 전술적인 미사일 가속기에 사용하기 위한 것으로, 추력 및 연소 속도가 높은 고체 추진제의 제조를 위한 조성물을 검색하게 된다.
이러한 형태의 조성물에서 연소 촉매로 페로센 유도체를 이용하여 연소 속도를 증가시키는 것이 알려져 있다. 따라서, 추진제는 액체 페로센 유도체를 혼입한 다음에 7　MPa에서 50　mm/s까지의 연소 속도를 나타낼 수 있다. 추진제의 중합체 망상구조에 결합되지 않고 첨가된 페로센 유도체는 계면으로 이동하는 능력을 나타낸다. 따라서, 프랑스 특허 출원 FR　2　567　895호에 기재된 바와 같이, 바인더의 중합체에 그래프트되는 것이 유리할 수 있다. 이와 관련하여서는 다음문헌["The Maturity of Butacene®-based Composite Propellant", by G. Fonblanc and B. Herran in AIAA-94-3194]을 참조할 수 있다. 어느 경우에든, 상기 조성물에 도입된 촉매의 수준은, 이러한 촉매의 사용에 따른 추진제 민감도의 증가 때문에, 몇 중량%의 수준으로 제한되어야 한다. 따라서, 이러한 수단을 통해 달성할 수 있는 연소 속도는 7　MPa에서 20 내지 30　mm/s로 제한된다. 이와 관련하여서는, 다음 문헌["Energetic Insensitive Propellants for Solid and Ducted Rocket", G. Doriath, Journal of Propulsion and Power, vol. 11, No. 4, July-August 1995, 및 A. Davenas "Technologie des propergols solides" [Technology of Solid Propellants], published by Masson, 1989)을 참조할 수 있다.
상기 추진제에 존재하는 마이크로미터 크기의 알루미늄 입자는 로켓이나 미사일의 연소실에서 산화 장약에 의해 연소(incineration)되고, 마이크로미터 크기의 알루미늄 입자의 형태로 다시 충돌한다. 연소실에 마이크로미터 크기의 입자가 존재하는 것은 압력의 변동에 따른 연소 불안정성을 감소시키는데 유리하다. 그 대신에, 상기 추진제에 존재하는 마이크로미터 크기의 알루미늄 입자는 로켓이나 미사일의 연소실에서의 상기 입자의 제한된 체류 시간으로 인해, 노즐을 통해 분출되기 전에는 완전히 연소될 수 없다. 이로써, 모터의 에너지 성능이 손실된다. 또한, 예를 들어 통합 노즐을 구비한 공간부(연소실의 후방부에서 보울(bowl)을 형성하는)를 갖는 큰 크기의 모터의 경우, 더욱 큰 알루미나 입자는 기체 흐름과 동반될 수 없고 연소실의 후방부에서 축적되어, 추진제 그레인이 연소됨에 따라 증가하는 비활성 덩어리를 발생할 수 있다. 특히 공간부를 갖는 큰 크기의 모터에서 발생하는 이러한 두 가지 현상을 방지하기 위하여, 마이크로미터 입자 크기(평균 직경: 약 5 내지 30 ㎛ )의 알루미늄을 서브미크론 크기의 알루미늄(평균 직경: 0.1 ㎛ 내지 1 ㎛), 실제로는 나노미터 크기의 알루미늄(평균 직경: 50 nm 내지 100 nm)으로 대체하기 위한 시도가 이루어져 왔다. 모터의 에너지 성능에 대한 예상된 효과 외에도, 서브미크론 크기, 실제로는 나노미터 크기의 알루미늄을 도입하면, 추진제의 연소 속도가 유의적이지만 적당하게 증가(7　MPa에서 13 내지 24　mm/s)하는 것으로 확인되어 왔다. 이러한 결과는 특히 다음문헌["TPB/AP/Al Solid Propellant with Nanometric Aluminium", O. Orlandi et al., European Conference for Aerospace Science, 4　July　2005, Moscow]에 발표되어 있다. 다른 한편으로, 서브미크론 크기, 실제로는 나노미터 크기의 알루미늄을 도입하면, 페이스트 상태의 추진제가, 마이크로미터 크기의 알루미늄을 포함하는 페이스트 상태의 추진제와 비교하여, 마찰에 더욱 민감하게 된다.
실제로, 당업자는, 연소 속도가 높고, 특히 페이스트 상태에서, 연소 속도가 낮은 기존의 추진제와 유사한 충격 민감도 및 마찰 민감도를 나타내는 추진제용 복합 고체 추진제 조성물을 항상 주시하고 있다.
페로센 촉매를 추진제 조성물에 도입하여 복합 고체 추진제의 연소 속도를 증가시키면, 특히 페이스트 상태의 상기 추진제의 민감도가 불가피하게 증가되고, 서브미크론 크기, 실제로는 나노미터 크기의 알루미늄을 추진제 조성물에 도입하여 복합 고체 추진제의 연소 속도를 증가시키면, 특히 페이스트 상태의 상기 추진제의 민감도가 불가피하게 증가된다. 따라서, 기존에는, 추진제의 연소 속도를 증가시키기 위하여 상기 추진제용 조성물에 페로센 촉매와 서브미크론 크기(실제로는 나노미터크기)의 알루미늄을 동시에 도입하는 것에 대하여는 복합 고체 추진제의 민감도의 측면에서 편견이 존재하였다. 그러나, 본 발명자들은 고체 복합체 추진제용 조성물에 상기 페로센 촉매 및 상기 서브미크론 크기의 알루미늄을 동시에 도입한 결과, 상기 편견을 제거하는 놀라운 결과를 얻었다(특히 하기 표 2에서 나타낸 결과 참조; 민감도가 증가하지 않고 연소 속도가 증가함).
본 발명의 첫 번째 주제는 고체 추진제 조성물에 페로센 촉매 및 서브미크론, 실제로는 나노미터 입자 크기의 알루미늄 장약을 도입함으로써, 추진제에 요구되는 특성들을 달성하는 것을 가능하게 하는 고체 복합 추진제용 복합 조성물에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 조성물은 산화 장약, 액상 폴리올 중합체(바인더의 전구체), 페로센 유도체로 이루어진 연소 촉매, 및 알루미늄 장약을 포함한다. 특징적으로, 상기 알루미늄 장약은 평균 직경이 1 ㎛ 미만이다.
상기 알루미늄 장약은 평균 직경이 800　nm 내지 50　nm인 것이 유리하고 400　nm 내지 80　nm인 것이 매우 유리하다.
상기 알루미늄 장약의 구성성분인 알루미늄 입자는 전술한 크기를 나타내는 것으로 이해된다.
일반적으로, 본 발명의 조성물은 60 내지 80 중량%의 산화 장약, 5 내지 15 중량%의 액상 폴리올 중합체, 1 내지 5 중량%의 페로센 유도체, 5 내지 25 중량%의 알루미늄 장약, 및 5 중량% 미만의 하기 성분들을 포함한다: 상기 액상 폴리올 중합체를 가교하기 위한 가교제로서, NCO/OH 가교비(bridging ratio)가 0.8 내지 1.1, 유리하게는 1이 되도록 하는 양의 가교제; 적어도 한 종의 가소제; 및 적어도 한 종의 첨가제.
유리하게는, 상기 본 발명의 조성물은 60 내지 70 중량%의 산화 장약, 6 내지 10 중량%의 액상 폴리올 중합체, 2 내지 4 중량%의 페로센 유도체, 15 내지 20 중량%의 알루미늄 장약, 및 5 중량% 미만의 하기 성분들을 포함한다: 상기 액상 폴리올 중합체를 가교하기 위한 가교제로서, NCO/OH 가교비가 0.8 내지 1.1, 유리하게는 1이 되도록 하는 양의 가교제; 적어도 한 종의 가소제; 및 적어도 한 종의 첨가제.
본 발명의 바람직한 택일적인 형태에 따르면,
a) 상기 페로센 유도체는 페로센, n-부틸페로센, 디(n-부틸)페로센 또는 2,2-비스(에틸페로세닐)프로판(카토센)으로부터 선택되고;
b) 상기 페로센 유도체는 상기 액상 폴리올 중합체(바인더의 전구체)에 그래프트(graft)된다. 상기 그래프트 중합체는 일반적으로, 적어도 일부에서 실릴메탈로센 기를 포함하고 있는 에틸렌성 불포화(ethylenic unsaturation)를 갖는 중합체이다. 특히, 상기 중합체는 프랑스 특허 출원 FR　2　567　895호에 기재된 것과 같은 중합체일 수 있는데, 그 중합체의 실릴메탈로센 기는 하기 화학식에 해당하는 것이다.
Figure pct00001
상기 식에서, M은 철을 나타내고, R1은 치환 또는 비치환 지방족 잔기 또는 치환 또는 비치환 방향족 잔기를 나타내고, R2 및 R3 는 서로 동일 또는 상이한 것으로서, 치환 또는 비치환 지방족 잔기, 치환 또는 비치환 방향족 잔기 또는 [R1-(C5H4)Fe(C5H5)] 기를 나타낸다.
본 발명의 이러한 택일적 형태의 문맥에서, 상표명 Butacene®으로서 알려진 제품이 아주 특히 추천된다. 상기 제품은 페로센 실란이 그래프트되어진 저분자량(4000　g/mol 미만의 분자량)의 히드록시텔레켈릭(hydroxytelechelic) 폴리부타디엔이다. 이의 화학식이 도 2에서 나타나있다. Butacene®은 SNPE Materiaux Energetiques에 의해 제조 및 시판되고 있다. 이의 철 함량은 8 중량%이고, 이의 페로센 비율은 26.57 중량% 이다. Butacene®의 특징이 하기 표 1에서 나타나있다.
외관 점착성 액체
25 ℃에서의 점도 <1000 poises
철의 함량(중량%) 8 ± 0.5
OH 수준(equ./kg) 0.32 ± 0.03
Tg (℃) <-55
밀도 1.00 ± 0.02
작용기 2.3
항산화(%) 1 ± 0.2
c) 상기 산화 장약은 과염소산 암모늄(AP)을 포함하거나 실질적으로는 AP로 이루어진다. 이는 AP로 구성되는 것이 유리하다.
d) 상기 액상 폴리올 중합체는 히드록시텔레켈릭 폴리부타디엔이다.
이러한 바람직한 택일적 형태들은 서로 독립적인 것으로 간주되어야 하고 서로 조합(a 또는 b 및 c; a 또는 b 및 d; a 또는 b 및 c 및 d)되는 것이 유리하다.
상기 가교제(적어도 이작용기)는 일반적으로는 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 지환족 폴리이소시아네이트이다. 이는 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)로 이루어지는 것이 유리하다.
상기 적어도 한 종의 가소제는 바람직하게는, 디옥틸 아젤레이트(DOZ), 디이소옥틸 세바케이트, 이소데실 펠라고네이트(pelargonate), 폴리이소부틸렌 또는 디옥틸 프탈레이트(DOP)로부터 선택된다.
상기 적어도 한 종의 첨가제는 특히, 상기 바인더와 산화 장약 사이의 접착을 위한 한 종 이상의 물질, 예를 들어, 비스(2-메틸아지리디닐)메틸아미노포스핀 옥사이드 (메틸 BAPO) 또는 트리에틸렌펜타민 아크릴로니트릴(TEPAN), 고무 산업에서 유래한 한 종 이상의 산화 방지제, 예를 들어, 디(3차-부틸)-파라-크레졸(DBC) 또는 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-(3차-부틸)페놀)(MBP5), 또는 한 종 이상의 가교 촉매, 예를 들어, 철 또는 구리 아세틸아세토네이트 또는 디부틸틴 디라우레이트(DBTL)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 두 번째 주제는 상기 복합 조성물을 주성분으로 하는(적어도 일부분이 이러한 조성물로 구성됨) 추진제로서, 상기 추진제는 페이스트 상태(폴리우레탄 바인더의 중합체를 가교하기 위한 가교제가 상기 조성물에 첨가되지 아직 않았거나, 상기 가교제가 첨가되었거나, 상기 바인더의 가교가 아직 완결되지 않은 상태) 또는 고체 상태로 제공되는 것인 추진제에 관한 것이다. 상기 추진제를 제조하기 위해 이용되는 제조 방법은 당업자에게 알려져 있고, 상기 추진제의 정확한 조성에 따라 최적화하는 것이 유리하다. 특히 상기 제조 방법은 상기 조성물을 페이스트 상태에서 혼련(kneading)하고, 상기 페이스트를 원하는 그레인의 형상으로 몰드에서 캐스팅하고, 상기 몰드에서 상기 페이스트를 경화하여 가교시킴으로써 수행할 수 있다.
본 발명의 세 번째 주제는 적어도 일부분(일부분 또는 전부)이 전술한 바와 같이 본 발명의 적어도 한 종의 고체 추진제로 구성되는 고체 추진제 그레인에 관한 것이다.
본 발명의 추진제는 본 명세서의 서론에서 기재된 성능 사양(specification)을 참조할 때 성능이 높다. 이러한 추진제는 고체 상태에서 높은 연소 속도(P = 7　MPa에서 30　mm/s 이상)를 나타내고, 종래의 대조 추진제와 비교하여 페이스트 상태에서 더 민감하지 않고 실제적으로는 덜 민감하다. 에너지 수준에 관하여는, 본 발명의 추진제는 종래의 대조 추진제와 비추력(specific impulse)이 유사한데, 이는 포함된 장약들의 에너지 밸런스(energy balance)가 상이하기 때문이다.
이하, 하기 실시예(조성물 제조예)를 참조로 본 발명을 설명하기로 한다.
도 1은 대조 추진제(종래의 A, B 및 C) 및 페로센 연소 촉매 및 미크론 크기 또는 서브미크론 크기의 알루미늄을 포함하는 본 발명의 추진제의 압력에 따른 연소 속도를 도시한다.
도 2는 Butacene®의 확대된 화학식을 도시한다.
하기 표 2는 조성물 및 추진제 A, B, C 및 D의 특성 및 물성을 나타내고 있다. 이러한 4 종의 조성물은 과염소산 암모늄 산화 장약, 알루미늄 장약, 액상 폴리올 중합체, 가소제(디옥틸 아젤레이트), 가교제 및 공지된 첨가제를 포함하고, 조성물 C 및 D의 경우에는 페로센 연소 촉매 외에도 Butacene®을 추가로 포함한다. 조성물 A 및 B는 그 성분들이 성분 C 및 D와 정확히 일치하는 것은 아니지만, 그 중요성의 설명은 본 발명의 이점을 입증한다.
조성물 A는 공간 용도로 사용되는 유형의 종래의 통상적인 조성물이다. 이는 페로센 유도체를 포함하지 않지만 평균 직경이 30 ㎛인 마이크로미터 크기의 알루미늄을 포함한다.
조성물 B는 조성물 A와 동일한 유형이다. 이는 주로 알루미늄의 서브미크론 입자 크기가 조성물 A와 다르다.
조성물 C는 액상 폴리올 중합체의 일부분에 그래프트된 페로센 유도체(Butacene®로 나타낸 제품) 및 평균 직경이 30 ㎛인 미크론 크기의 알루미늄을 포함한다.
조성물 D는 페로센 유도체(Butacene®) 및 서브미크론 크기의 알루미늄을 모두 포함하는 본 발명의 조성물이다.
도 2를 참조하면, Butacene®는 페로센 실란이 그래프트되어진 저분자량(4000　g/mol 미만의 분자량)의 히드록시텔레켈릭 폴리부타디엔이라는 것을 다시 확인할 수 있다. Butacene®는 SNPE Materiaux Energetiques에 의해 제조 및 시판되고 있다. 이의 철 함량은 8 중량% 이고, 이의 페로센 비율은 26.57 중량% 이다(하기 표 1 참조).
조성물 A, B, C 및 D의 각각의 고체 추진제에 대하여 측정한 연소 속도가 도 1에 압력의 함수로서 도시되어 있고, 7　MPa의 압력에서의 측정치로 펴 2에서 나타나있다. 본 발명의 조성물 D는 종래의 3 개의 추진제 A, B 및 C의 연소 속도보다 아주 우수한 연소 속도를 나타낸다.
따라서, 본 발명에 따른 추진제 D는 종래의 (대조) 추진제 A보다 아주 더 높은 연소 속도를 나타내면서 종래의 추진제 A와 동일한 정도의 충격 민감도(IS*) 및 마찰 민감도(FS**)을 나타낸다.
*충격 민감도( IS ): 수행한 테스트는 다음문헌["Recommendations on the Transport of Dangerous Goods - Manual of Tests and Criteria, Fourth revised edition, ST/SG/AC.10/11/Rev.4, ISBN 92-1-239083-8ISSN 1014-7179"]에 따른 UNO 테스트 3a)ii)와 그 자체가 유사한 표준방법 NF T 70-500에 기재된 것에 해당한다. 추(weight)의 충격을 받은 폭발성 물질에 대한 양성 결과의 50%를 생성하는 에너지(결과의 처리를 위한 Bruceton 방법)는 최소 30회 시험하여 측정한다. 시험 물질을 두 개의 로울러 및 가이드 링으로 구성된 강재 장치에 위치시킨다. 상기 추의 질량 및 낙하 높이를 변화시킴으로써, 에너지를 1J로부터 50　J까지 변화시키는 것이 가능하다. 시험되는 제품의 일부에 이용가능한 물질의 양이 적기 때문에, 상기 NF T 70-500 표준 방법의 추천과 비교하여 감소된 수의 재생성 시험(reproducibility test)을 상기 제품들에 대하여 수행했다.
**마찰 민감도( FS ): 수행한 테스트는 UNO 3b)ii) 테스트법과 그 자체가 유사한 표준방법 NF T 70-503에 기재된 것에 해당한다. 마찰을 받은 폭발성 물질에 대한 양성 결과의 50%를 생성하는 힘은 Bruceton 방법을 이용하여 최소 30회 시험하여 측정한다. 상기 시험 물질을 정의된 거칠기의 자기 플레이트 위에 위치시키고, 상기 물질에 위치하는 자기 펙(porcelain peg)을 중심으로, 7　cm/s 오프로드(offload)의 속도로 10 mm의 거리를 전후로 이동시킨다. 상기 물질 위에 지지되는 자기 펙에 인가되는 함은 7.8N 내지 353　N까지 다양할 수 있다. 시험되는 제품의 일부에 이용가능한 물질의 양이 적기 때문에, 상기 NF T 70-500 표준 방법의 추천과 비교하여 감소된 수의 재생성 시험을 상기 제품들에 대하여 수행했다.
조성(중량%) 통상적인 복합 추진제



A		 나노미터크기의 알루미늄을 갖는 복합 추진제


B		 페로센 연소 촉매를 갖는 복합 추진제


C		 페로센 연소 촉매 및 서브미크론 크기의 알루미늄을 갖는 복합 추진제(본 발명)
D
과염소산 암모늄 68% 64% 68% 68%
알루미늄(평균 직경: 30　㎛) 18% 17%
알루미늄(평균 직경: 평균 직경: 200　㎛) 17% 17%
HTPB R45 HT + 가교제, 가소제 및 첨가제 14% 19% 13.5% 13.5%
Butacene®
존재하는 페로센의% 		/ / 1.5%
0.4%		 1.5%
0.4%
페이스트에 대한 IS* 45 J 30 내지 50.1 J에 걸쳐서 11번의 양성 시험 17 J 30 내지 50.1 J에 걸쳐서 6번의 양성 시험
페이스트에 대한 FS** 50 N-80 N 42 N-53 N 50 N 77 N
7 MPa에서의 연소 속도 8 mm/s 9 mm/s 22 mm/s 34.2 mm/s

Claims (11)

  1. 산화 장약, 액상 폴리올 중합체, 페로센 유도체로 이루어지는 연소 촉매, 및 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물에 있어서, 상기 알루미늄 장약은 평균 직경이 1 ㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 복합 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알루미늄 장약은 평균 직경이 800 nm 내지 50 nm, 유리하게는 400 nm 내지 80 nm인 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성물은 산화 장약 60 내지 80 중량%,
    액상 폴리올 중합체 5 내지 15 중량%,
    페로센 유도체 1 내지 5 중량%,
    알루미늄 장약 5 내지 25 중량%, 및
    상기 액상 폴리올 중합체를 가교하기 위한 가교제로서, NCO/OH 가교비가 0.8 내지 1.1, 유리하게는 1이 되도록 하는 양의 가교제, 적어도 한 종의 가소제 및 적어도 한 종의 첨가제 5 중량% 미만을 포함하고.
    상기 조성물은 유리하게는 산화 장약 60 내지 70 중량%,
    액상 폴리올 중합체 6 내지 10 중량%,
    페로센 유도체 2 내지 4 중량%,
    알루미늄 장약 15 내지 20 중량%, 및
    상기 액상 폴리올 중합체를 가교하기 위한 가교제로서, NCO/OH 가교비가 0.8 내지 1.1, 유리하게는 1이 되도록 하는 양의 가교제, 적어도 한 종의 가소제 및 적어도 한 종의 첨가제 5 중량% 미만을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 페로센 유도체는 페로센, n-부틸페로센, 디(n-부틸)페로센 또는 2,2-비스(에틸페로세닐)프로판으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 페로센 유도체는 상기 액상 폴리올 중합체의 일부에 그래프트되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 페로센 유도체는 실릴메탈로센 기의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화 장약은 과염소산 암모늄을 포함하고 실제로는 과염소산 암모늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액상 폴리올 중합체는 히드록시텔레켈릭 폴리부타디엔인 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 페이스트 형태 또는 고체 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 적어도 일부분이 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 청구된 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는 페이스트 또는 고체 추진제.
  11. 제 10 항에 청구된 적어도 한 종의 고체 추진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 추진제 그레인.
KR1020117014683A 2008-11-25 2009-11-24 페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인 KR20110110131A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858001A FR2938837B1 (fr) 2008-11-25 2008-11-25 Composition composite pour propergol solide comprenant un derive ferrocenique et une charge d'aluminium submicronique, propergol solide et chargement
FR0858001 2008-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110110131A true KR20110110131A (ko) 2011-10-06

Family

ID=41112496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117014683A KR20110110131A (ko) 2008-11-25 2009-11-24 페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2349953A2 (ko)
KR (1) KR20110110131A (ko)
CN (1) CN102256915A (ko)
FR (1) FR2938837B1 (ko)
IL (1) IL212794A0 (ko)
WO (1) WO2010061127A2 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474567C2 (ru) * 2010-07-21 2013-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) Способ получения смесевого твердого топлива с металлическим горючим
WO2013138366A1 (en) * 2012-03-12 2013-09-19 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Compositions having aluminum particles dispersed in a continuous phase
CN102641748B (zh) * 2012-04-24 2014-04-30 中国地质大学（武汉） 一种取代二茂铁硅烷接枝的丁羟燃速催化剂的制备方法及其产品
FR3007758B1 (fr) * 2013-06-28 2015-10-09 Herakles Propergol solide composite dont la charge reductrice d'aluminium renferme un faible taux de magnesium
US10196324B2 (en) * 2014-12-08 2019-02-05 Raytheon Company Ferrocenyl bonding agent oxidizers
CN105642880B (zh) * 2016-01-25 2018-02-13 中北大学 一种以微纳米铝热剂为材料的含能药型罩

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3932240A (en) * 1973-06-04 1976-01-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Burning rate modifying binder for propellant and method
JPS5562880A (en) * 1978-11-06 1980-05-12 Nissan Motor Composite type gas generating agent
US4411717A (en) * 1983-02-02 1983-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Solid rocket propellants comprising guignet's green pigment
DE19608627A1 (de) * 1996-03-06 1997-09-11 Pluto Chem Betriebe Ferrocenderivate

Also Published As

Publication number Publication date
CN102256915A (zh) 2011-11-23
FR2938837A1 (fr) 2010-05-28
IL212794A0 (en) 2011-07-31
FR2938837B1 (fr) 2011-05-06
WO2010061127A2 (fr) 2010-06-03
EP2349953A2 (fr) 2011-08-03
WO2010061127A3 (fr) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8172965B2 (en) Explosive compositions and methods for fabricating explosive compositions
KR20110110131A (ko) 페로센 유도체 및 서브미크론 크기의 알루미늄 장약을 포함하는 고체 추진제용 복합 조성물, 고체 추진제, 및 그레인
US6692655B1 (en) Method of making multi-base propellants from pelletized nitrocellulose
US7011722B2 (en) Propellant formulation
EP1790626B1 (fr) Procédé bicomposant semi-continu perfectionné d&#39;obtention d&#39;un chargement explosif composite à matrice polyuréthanne
EP0576326B1 (fr) Composition pyrotechnique génératrice de gaz chauds non toxiques et son utilisation dans un système de protection des occupants d&#39;un véhicule automobile
JP5041467B2 (ja) コンポジット推進薬
JP6510641B2 (ja) Ｇａｐ型バインダー中にａｄｎ装薬とｒｄｘ装薬とを有する複合火工製品及びその製造方法
US4689097A (en) Co-oxidizers in solid crosslinked double base propellants (U)
KR101811956B1 (ko) 황색 산화철을 포함하는 추진기관용 고체 추진제 조성물
KR101893662B1 (ko) 고체 추진제와 라이너 간 접착력을 향상시키는 접착 강화제 및 이를 포함하는 라이너 조성물
US20140260185A1 (en) Precursor formulations for an energetic composition including high surface area amorphous carbon black
KR20150076312A (ko) 니트레이트 에스터 폴리에테르계 저온 고체 추진제 조성물
US5771679A (en) Aluminized plateau-burning solid propellant formulations and methods for their use
US5509981A (en) Hybrid rocket fuel
EP3812356A1 (fr) Propergol solide composite
GB2087864A (en) Propellant composition containing a nitramine and polybutadiene binder
KR102335951B1 (ko) 고비추력, 고연소속도, 고성능 nepe 추진제 조성물
EP0555008A2 (en) Low smoke rocket motor liner compositions
US20180170821A1 (en) Propellant
JPH0794359B2 (ja) 過塩素酸アンモニウムコンポジット推進薬
JP2562501B2 (ja) ロケットの固体推進薬
KR100205832B1 (ko) 폴리에틸렌글리콜로된 결합제와 니트라민계 산화제를 사용한 추진제 및 그의 제조방법
JP6559448B2 (ja) コンポジット推進薬
EP3753916B1 (fr) Produit pyrotechnique composite

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application