RU2465257C1 - Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type - Google Patents

Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type Download PDF

Info

Publication number
RU2465257C1
RU2465257C1 RU2011130010/04A RU2011130010A RU2465257C1 RU 2465257 C1 RU2465257 C1 RU 2465257C1 RU 2011130010/04 A RU2011130010/04 A RU 2011130010/04A RU 2011130010 A RU2011130010 A RU 2011130010A RU 2465257 C1 RU2465257 C1 RU 2465257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
armour
thermoplastic
charge
ethyl cellulose
cellulose
Prior art date
Application number
RU2011130010/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Сергеевич Красильников (RU)
Федор Сергеевич Красильников
Елена Юрьевна Филимонова (RU)
Елена Юрьевна Филимонова
Александр Николаевич Крестовский (RU)
Александр Николаевич Крестовский
Ирина Анатольевна Васильева (RU)
Ирина Анатольевна Васильева
Алексей Васильевич Козьяков (RU)
Алексей Васильевич Козьяков
Алексей Анатольевич Кислицын (RU)
Алексей Анатольевич Кислицын
Владимир Федорович Молчанов (RU)
Владимир Федорович Молчанов
Эдуард Федорович Охрименко (RU)
Эдуард Федорович Охрименко
Светлана Анатольевна Шилоносова (RU)
Светлана Анатольевна Шилоносова
Надежда Федоровна Чернопазова (RU)
Надежда Федоровна Чернопазова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2011130010/04A priority Critical patent/RU2465257C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465257C1 publication Critical patent/RU2465257C1/en

Links

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.
SUBSTANCE: thermoplastic armour compound contains cellulose ether and plasticiser. Cellulose ether is ethyl cellulose, and plasticiser - dibutylphthalate. Additionally the thermoplastic armour compound contains as a stabiliser of chemical resistance - a synergetic mixture of N-methyl-n-nitroaniline, diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine at the ratio of 3:1:1 at the following ratio of components, wt %: ethyl cellulose - 65.0-78.0; dibutylphthalate - 21.0-34.0; synerhetic mixture of N-methyl-n-nitroaniline, diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine - 0.5-1.0.
EFFECT: anti-diffusion resistance of an armour coating in respect to propellant nitroesters.
1 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

ИAND

зобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке бронирующего состава для вкладного заряда твердого ракетного топлива (ТРТ) баллиститного типа.The invention relates to the field of rocket technology, namely to the development of an armor composition for the ballistic type solid rocket fuel (TRT) charge.

Известны рецептуры бронесоставов на основе негорючего эфира целлюлозы -ацетилцеллюлозы: патенты RU 2179989 от 27.02.2002, RU 2276174 от 19.01.2005 и RU 2215723 от 11.01.2002 г. Применение в основе топлива и бронепокрытия сходных по своей природе полимеров (нитроцеллюлозы и ацетилцеллюлозы) облегчает задачу сближения их термомеханических свойств, что очень существенно для надежной эксплуатации заряда в широком диапазоне температур. Однако общим недостатком указанных бронесоставов является высокая сорбционная способность по отношению к нитропластификаторам топлива заряда, что приводит в процессе производства и хранения заряда к насыщению бронепокрытия нитроэфирами, а это может привести к прогарам бронепокрытия и аномальной работе ракетного двигателя. Бронесостав по патенту RU 2215723 от 11.02.2002 г., МПК C06B 21/00, C06D 5/00 принят авторами за прототип.Known formulations of armored compounds based on non-combustible cellulose ether-acetyl cellulose: patents RU 2179989 from 02.27.2002, RU 2276174 from 01.19.2005 and RU 2215723 from 01.01.2002. The use of polymers of similar nature (nitrocellulose and cellulose acetate) as a base for fuel and armored coatings facilitates the task of bringing their thermomechanical properties closer, which is very important for reliable charge operation in a wide temperature range. However, a common drawback of these armored compositions is the high sorption ability of charge fuel with respect to nitroplasticizers, which leads to saturation of the armor coating with nitroesters during the production and storage of the charge, and this can lead to burnout of the armor coating and abnormal operation of the rocket engine. Armored personnel according to the patent RU 2215723 of 02/11/2002, IPC C06B 21/00, C06D 5/00 adopted by the authors for the prototype.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка термопластичного бронесостава на основе этилцеллюлозы для бронирования заряда из ТРТ как способом литья под давлением, так и способами экструзии и обмотки, обладающего более высокой противодиффузионной стойкостью по отношению к нитроэфирам топлива и удовлетворительными механическими, адгезионными и технологическими свойствами.The technical task of the invention is the development of a thermoplastic armor based on ethyl cellulose for booking a charge from TPT both by injection molding and by extrusion and winding methods, which have higher anti-diffusion resistance to fuel nitroesters and satisfactory mechanical, adhesive and technological properties.

Технический результат изобретения заключается в разработке термопластичного бронесостава для бронирования заряда из ТРТ.The technical result of the invention lies in the development of a thermoplastic armor for booking a charge from TRT.

Бронесостав включает, мас.%:The armor includes, wt.%:

Этилцеллюлоза (ЭЦ) с числом этоксильных группEthyl cellulose (EC) with the number of ethoxyl groups в пределах 45,3-46,8% и вязкостью в спирто-бензольнойin the range of 45.3-46.8% and viscosity in alcohol-benzene смеси в пределах 80,1-120 мПа·с ТУ 6-55-52-91, продуктmixtures in the range of 80.1-120 MPa · s TU 6-55-52-91, product взаимодействия целлюлозы и хлористого этила, производствоthe interaction of cellulose and ethyl chloride, production ОАО «Химпром» г.Усолье-Сибирское Иркутской обл. Khimprom OJSC, Usolye-Sibirsky, Irkutsk Region 65,0-78,065.0-78.0 Дибутилфталат (ДБФ) ТУ 6-05-5119-82, сложный эфирDibutyl phthalate (DBF) TU 6-05-5119-82, ester ортофталевой кислоты и нормального бутиловогоorthophthalic acid and normal butyl спирта, производство ООО «Уральский завод пластификаторов»alcohol production LLC "Ural Plant of Plasticizers" г.Нижний Тагил Nizhny Tagil 21,0-34,021.0-34.0 Синергическая смесь N-метил-п-нитроанилина (N-MHA)Synergistic mixture of N-methyl-p-nitroaniline (N-MHA) ТУ 84-07509103.594-2009 (продукт получают из ацетанилидаTU 84-07509103.594-2009 (the product is obtained from acetanilide путем его нитрования и метилирования), опытное производствоby nitration and methylation), pilot production ФГУП «НИИПМ», дифениламина (ДФА) ГОСТ 194-80FSUE NIIPM, diphenylamine (DFA) GOST 194-80 (продукт взаимодействия анилина с гидрохлоридом анилина),(product of the interaction of aniline with aniline hydrochloride), производство АО «Азот» г.Березники Пермской обл. иProduction of Azot JSC, Berezniki, Perm Region and 2-нитродифениламина (2-НДФА) ТУ 2471-618-07509103-20102-nitrodiphenylamine (2-NDFA) TU 2471-618-07509103-2010 (продукт взаимодействия орто-нитроанилина с бромбензолом),(the product of the interaction of ortho-nitroaniline with bromobenzene), опытное производство ФГУП «НИИПМ», в соотношении 3:1:1 pilot production of FSUE "NIIPM", in the ratio 3: 1: 1 0,5-1,00.5-1.0

В состав эфироцеллюлозных композиций всегда вводят пластификаторы, которые придают им пластичность, расширяют интервал высокоэластического состояния, улучшают морозостойкость. Лучшими пластификаторами этилцеллюлозы являются эфиры фталевой кислоты, наиболее широко применяемым из которых является дибутилфталат. Макромолекулы эфиров целлюлозы подвержены деструкции под действием тепла, кислорода, света и т.д, что приводит к снижению степени их полимеризации, выделению газообразных продуктов. Стойкость этилцеллюлозы к воздействию неблагоприятных факторов повышают введением соответствующих ингибиторов и антиоксидантов, например, производных ароматических аминов - N-MHA, ДФА и 2-НДФА.Plasticizers are always introduced into the composition of ether-cellulose compositions, which give them plasticity, expand the range of highly elastic state, and improve frost resistance. The best plasticizers for ethyl cellulose are phthalic acid esters, the most widely used of which is dibutyl phthalate. The macromolecules of cellulose ethers are subject to degradation under the influence of heat, oxygen, light, etc., which leads to a decrease in the degree of their polymerization, the release of gaseous products. The resistance of ethyl cellulose to the effects of adverse factors is increased by the introduction of appropriate inhibitors and antioxidants, for example, derivatives of aromatic amines - N-MHA, DFA and 2-NDPA.

Сущность изобретения представлена в таблице и заключается в замене в существующем бронесоставе (прототипе) по патенту RU 2215723 ацетилцеллюлозы на этил-целлюлозу, обладающую существенно более низкой (в 4 раза) поглощающей способностью нитроэфиров топлива, введении в рецептуру бронесостава дибутилфталата в качестве пластификатора и синергической смеси N-метил-п-нитроанилина, дифениламина и 2-нитродифениламина в соотношении 3:1:1 в качестве стабилизатора химической стойкости этил-целлюлозы.The invention is presented in the table and consists in the replacement in the existing armor composition (prototype) of the patent RU 2215723 of ethyl cellulose with ethyl cellulose, which has a significantly lower (4 times) absorption capacity of fuel nitroesters, the introduction of dibutyl phthalate as a plasticizer and synergistic mixture in the armor composition N-methyl-p-nitroaniline, diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine in a ratio of 3: 1: 1 as a stabilizer of the chemical resistance of ethyl cellulose.

Заявляемые пределы соотношений компонентов в рецептуре бронесостава определялись экспериментальным путем и являются оптимальными, обеспечивая удовлетворительные механические, адгезионные и технологические свойства бронесостава.The claimed limits of the ratios of the components in the formulation of the armored composition were determined experimentally and are optimal, providing satisfactory mechanical, adhesive and technological properties of the armored composition.

Рецептуры примеров патентуемого бронесостава с различным содержанием компонентов, их механические, адгезионные и технологические свойства приведены в таблице. Там же для сравнения показаны соответствующие характеристики прототипа.Formulations of examples of patentable armored composition with different content of components, their mechanical, adhesive and technological properties are shown in the table. There, for comparison, the corresponding characteristics of the prototype are shown.

Показатель текучести расплава определялся по ГОСТ 11645-73, он характеризует реологические свойства бронесостава при следующих условиях:The melt flow rate was determined according to GOST 11645-73, it characterizes the rheological properties of the armored composition under the following conditions:

масса груза - 3,8 кгcargo weight - 3.8 kg

диаметр капилляра - 1,18 ммcapillary diameter - 1.18 mm

температура испытания - 175°С.test temperature - 175 ° C.

ТаблицаTable НаименованиеName Значение показателейThe value of indicators показателейindicators Прототип пат. RU 2215723Prototype Pat. RU 2215723 Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Пример 5Example 5 Компонентный состав, мас.%:Component composition, wt.%: Эфир целлюлозы:Cellulose ether: АцетилцеллюлозаCellulose acetate 56,056.0 -- -- -- -- -- ЭтилцеллюлозаEthyl cellulose -- 61,061.0 65,065.0 74,074.0 78,078.0 83,083.0 Пластификатор ДибутилфталатPlasticizer Dibutyl Phthalate -- 37,037.0 34,034.0 25,525.5 21,021.0 16,816.8 Стабилизатор:Stabilizer: синергическая смесь N-MHA,synergistic mixture of N-MHA, ДФА и 2-НДФА вDFA and 2-NDPA in соотношении 3:1:13: 1: 1 ratio -- 2,02.0 1,01,0 0,50.5 1,01,0 0,20.2 Показатель текучести расплава (ПТР), г/10 минMelt Flow Index (MFI), g / 10 min 2,02.0 13,213,2 6,86.8 3,03.0 2,32,3 1,01,0 Предел прочности при растяжении, кгс/см2, Т=+20°СTensile strength, kgf / cm 2 , T = + 20 ° C 160160 9090 107107 123123 150150 170170 Относительное удлинение, %, Т=+20°СRelative elongation,%, T = + 20 ° С 7575 4949 3939 3434 30thirty 2525 Модуль упругости при 5% деформации, кгс/см2, Т=+20°СThe modulus of elasticity at 5% deformation, kgf / cm 2 , T = + 20 ° C 19001900 11401140 13501350 17001700 19201920 22002200 Прочность скрепления с ТРТ, кгс/см2, Т=+20°СThe strength of the bond with TRT, kgf / cm 2 , T = + 20 ° C 60-7060-70 30thirty 6262 7575 6565 -- Равновесное содержание нитроэфиров в бронесоставе, %The equilibrium content of nitroesters in the armor,% 126126 2727 2727 2929th 2828 --

Из данных таблицы следует, что примеры 1, 2 и 3 предлагаемого бронесостава имеют значения механических характеристик, а также прочности скрепления с ТРТ практически на одном уровне с прототипом. Бронесостав примера 5 с повышенным содержанием этилцеллюлозы (83%), пониженным содержанием дибутилфталата (16,8%) и стабилизатора - синергической смеси N-MHA, ДФА и 2-НДФА в соотношении 3:1:1 (0,2%) имеет низкое значение ПТР - 1,0 г/10 мин и не может быть переработан методом литья под давлением и методом экструзии; пример 1, где содержание дибутилфталата выше заявленного предела и составляет 37%, имеет высокий показатель текучести расплава (ПТР - 13,2 г/10 мин) и требует бронирования при пониженных температурах, в результате чего снижается прочность скрепления бронесостава с ТРТ (до 30 кгс/см2).From the data of the table it follows that examples 1, 2 and 3 of the proposed armored composition have the values of mechanical characteristics, as well as the strength of the bond with TRT almost at the same level as the prototype. The armor composition of example 5 with a high content of ethyl cellulose (83%), a low content of dibutyl phthalate (16.8%) and a stabilizer - a synergistic mixture of N-MHA, DFA and 2-NDPA in a ratio of 3: 1: 1 (0.2%) has a low the MFI value is 1.0 g / 10 min and cannot be processed by injection molding and extrusion; example 1, where the content of dibutyl phthalate is higher than the stated limit and is 37%, has a high melt flow rate (PTR - 13.2 g / 10 min) and requires booking at low temperatures, resulting in reduced bond strength of the armor with TPT (up to 30 kgf / cm 2 ).

Технология изготовления предлагаемого бронесостава заключается в сушке этилцеллюлозы, загрузке ее в мешатель и перемешивании для разрыхления в течение 5-7 мин. После этого в мешатель загружается двойная смесь дибутилфталата и стабилизатора и масса дополнительно перемешивается в течение не менее 1,5 ч. Затем подготовленная бронемасса для обеспечения ее полной гомогенизации и пластификации подвергается двухкратной грануляции на шнек-прессе.The manufacturing technology of the proposed armored composition consists in drying ethyl cellulose, loading it into the mixer and mixing to loosen for 5-7 minutes. After that, a double mixture of dibutyl phthalate and stabilizer is loaded into the mixer and the mass is additionally mixed for at least 1.5 hours. Then, the prepared armored mass is subjected to double granulation on the screw press to ensure its complete homogenization and plasticization.

Работоспособность заряда, покрытого предлагаемым бронесоставом, подтверждена широким комплексом лабораторных и огневых стендовых испытаний, в том числе попеременным и длительным термостатированием в диапазоне температур ±60°С на опытно-химическом заводе ФГУП «НИИПМ».The performance of the charge covered by the proposed armored personnel was confirmed by a wide range of laboratory and fire bench tests, including alternating and long-term thermostating in the temperature range of ± 60 ° C at the experimental research plant FGUP NIIPM.

Claims (1)

Термопластичный бронесостав для заряда твердого ракетного топлива баллиститного типа, включающий эфир целлюлозы и пластификатор, отличающийся тем, что он содержит в качестве эфира целлюлозы этилцеллюлозу, в качестве пластификатора - дибутилфталат и дополнительно содержит в качестве стабилизатора химической стойкости - синергическую смесь N-метил-п-нитроанилина, дифениламина и 2-нитродифениламина в соотношении 3:1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Этилцеллюлоза 65,0-78,0 Дибутилфталат 21,0-34,0 Синергическая смесь N-метил-п-нитроанилина, дифениламина и 2-нитродифениламина 0,5-1,0
Thermoplastic armor composition for ballistic type solid rocket fuel charge, including cellulose ether and plasticizer, characterized in that it contains ethyl cellulose as cellulose ether, dibutyl phthalate as a plasticizer and additionally contains a synergistic mixture of N-methyl-p- as a chemical stability stabilizer nitroaniline, diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine in a ratio of 3: 1: 1 in the following ratio of components, wt.%:
Ethyl cellulose 65.0-78.0 Dibutyl phthalate 21.0-34.0 A synergistic mixture of N-methyl-p-nitroaniline, diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine 0.5-1.0
RU2011130010/04A 2011-07-19 2011-07-19 Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type RU2465257C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130010/04A RU2465257C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011130010/04A RU2465257C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465257C1 true RU2465257C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011130010/04A RU2465257C1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465257C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018178584A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Eurenco Ethyl cellulose films, preparation of same and double-base propellant blocks combustion-inhibited with such films

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3157127A (en) * 1962-03-15 1964-11-17 Standard Oil Co Solid propellant grain with cellulose acetate coating
FR2296604A1 (en) * 1968-03-28 1976-07-30 Imp Metal Ind Kynoch Ltd INHIBITION OF THE COMBUSTION OF CERTAIN SURFACES OF LOADS OF SOLID PROPERGOLS
RU2179989C1 (en) * 2001-02-05 2002-02-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Armoring composition
RU2215723C2 (en) * 2002-01-11 2003-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Method of inhibiting thermoplastic propellant charge
RU2217458C1 (en) * 2002-07-29 2003-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" Armoring compound for ballistate solid fuel insert charge thermoplastic coating
RU2276174C1 (en) * 2005-01-19 2006-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermoplastic low-smoke acetylcellulose-based armoring composition with elevated heat resistance

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3157127A (en) * 1962-03-15 1964-11-17 Standard Oil Co Solid propellant grain with cellulose acetate coating
FR2296604A1 (en) * 1968-03-28 1976-07-30 Imp Metal Ind Kynoch Ltd INHIBITION OF THE COMBUSTION OF CERTAIN SURFACES OF LOADS OF SOLID PROPERGOLS
RU2179989C1 (en) * 2001-02-05 2002-02-27 Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Armoring composition
RU2215723C2 (en) * 2002-01-11 2003-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Method of inhibiting thermoplastic propellant charge
RU2217458C1 (en) * 2002-07-29 2003-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Пермский завод им. С.М. Кирова" Armoring compound for ballistate solid fuel insert charge thermoplastic coating
RU2276174C1 (en) * 2005-01-19 2006-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Thermoplastic low-smoke acetylcellulose-based armoring composition with elevated heat resistance

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018178584A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 Eurenco Ethyl cellulose films, preparation of same and double-base propellant blocks combustion-inhibited with such films
FR3064639A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-05 Eurenco ETHYLCELLULOSE FILMS AND DOUBLE-BASED PROPERGOL BLOCKS INHIBITED IN COMBUSTION WITH SUCH FILMS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008110892A (en) Highly safe nitramine propellant using nitrocellulose as binder
EP0490258A1 (en) Stable plasticizers for nitrocellulose/nitroguanidine-type compositions
RU2465257C1 (en) Thermoplastic armour compound for charge of solid rocket propellant of ballistite type
EP3262015B1 (en) Ionone stabilisers for nitrocellulose-based propellants
KR101649517B1 (en) Propellant Compositions Comprising Nitramine Oxidants
EP3262016B1 (en) Tocopherol stabilisers for nitrocellulose-based propellants
US3103458A (en) Process for making nitrocellulose pro-
AU2014242707B2 (en) Non-phthalate propellants
US9919980B2 (en) Insensitive munition propellants
JP6235195B2 (en) Propellant composition
JP5401888B2 (en) Single base propellant
RU2430902C1 (en) Composite solid propellant
CA2925980C (en) Stabilized nitrocellulose-based propellant composition
JP6998625B2 (en) Compositions for single-base propulsion powders for ammunition, and ammunition provided with such compositions.
JP5987446B2 (en) Triple base propellant composition
GB2512346A (en) Non-phthalate propellants
JP6285528B2 (en) Propellant composition
JP6402899B2 (en) Triple base propellant composition
Tunestål et al. New stabilizers for NC-propellants Evaluated in Rocket Propellants
EP2784054A1 (en) Insensitive munition propellants
US2393802A (en) Cellulose organic acid ester plastics containing nn'-diphenyl acetamidine
JP2022156336A (en) Triple-base propellant composition
JP5655303B2 (en) Single base propellant
US2436116A (en) Cellulose organic acid ester plastic containing resorcinol monobenzoate
RU2472826C1 (en) Thermoplastic armour composition for coating set-in charge of mixed slow-burning solid propellant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190720