RU2611506C1 - Heat-resistant gas-generating composition - Google Patents
Heat-resistant gas-generating composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611506C1 RU2611506C1 RU2015139118A RU2015139118A RU2611506C1 RU 2611506 C1 RU2611506 C1 RU 2611506C1 RU 2015139118 A RU2015139118 A RU 2015139118A RU 2015139118 A RU2015139118 A RU 2015139118A RU 2611506 C1 RU2611506 C1 RU 2611506C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- trinitro
- gas
- composition
- binder
- heat
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
Abstract
Description
Изобретение относится к термостойким газогенерирующим составам, применяемым в пиропатронах пиромеханических устройств и эксплуатируемым в температурном диапазоне эксплуатации от минус (70±3)°С до плюс (155±5)°С.The invention relates to heat-resistant gas-generating compositions used in pyro-mechanical devices and operated in the temperature range from minus (70 ± 3) ° C to plus (155 ± 5) ° C.
Известны газогенерирующие составы [1, 2] на основе окислителя - перхлората аммония, металлического горючего - алюминия, горючего - хлорсодержащего соединения и газогенерирующей добавки - хлористого аммония. Хлорсодержащие компоненты в составе являются основными источниками агрессивных газов. А наличие металлического горючего приводит к появлению большого количества конденсированных продуктов сгорания.Known gas-generating compositions [1, 2] based on an oxidizing agent - ammonium perchlorate, metal fuel - aluminum, fuel - chlorine-containing compounds and gas-generating additives - ammonium chloride. Chlorine-containing components in the composition are the main sources of aggressive gases. And the presence of metallic fuel leads to the appearance of a large number of condensed combustion products.
Составы на основе окислителя - нитрата аммония марки ЖВ и горюче-связующего - метилполивинилтетразола [3, 4] не содержат токсичные и конденсированные соединения в продуктах сгорания. Однако составы с содержанием нитрата аммония менее 60 мас. % не обеспечивают высокие рабочие характеристики. Содержание нитрата аммония выше 60 мас. % приводит при горении состава к образованию сплошного слоя расплава нитрата аммония на поверхности горения, что является причиной низкой скорости горения состава и большого времени задержки его воспламенения. Кроме того, в газогенерирующих составах используется метилполивинилтетразол, который при горении приводит к образованию конденсированных продуктов сгорания (сажи) [5].Compositions based on an oxidizing agent - ammonium nitrate of the ZhV brand and a combustible binder - methylpolyvinyltetrazole [3, 4] do not contain toxic and condensed compounds in the combustion products. However, compositions with an ammonium nitrate content of less than 60 wt. % do not provide high performance. The content of ammonium nitrate above 60 wt. % when burning the composition leads to the formation of a continuous layer of a melt of ammonium nitrate on the combustion surface, which is the reason for the low burning rate of the composition and the long delay time of its ignition. In addition, methylpolyvinyltetrazole is used in gas generating compositions, which, when burned, leads to the formation of condensed combustion products (soot) [5].
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газогенерирующий состав [6], принятый за прототип, содержащий нитрат калия, новолачную фенолформальдегидную смолу, основной карбонат магния и аммоний щавелевокислый одноводный.Closest to the proposed invention is a gas generating composition [6], adopted as a prototype containing potassium nitrate, novolac phenol-formaldehyde resin, basic magnesium carbonate and ammonium oxalic monohydrate.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
- низкая температура эксплуатации (не более 50°С);- low operating temperature (not more than 50 ° C);
- наличие значительного количества конденсированных продуктов сгорания, образующихся в результате использования нитрата калия.- the presence of a significant amount of condensed combustion products resulting from the use of potassium nitrate.
Задачей изобретения является разработка газогенерирующего состава, позволяющего снизить образование конденсированных продуктов сгорания при увеличении термической стойкости и сохранении высоких рабочих характеристик.The objective of the invention is to develop a gas-generating composition that allows to reduce the formation of condensed combustion products while increasing thermal stability and maintaining high performance.
Решение поставленной задачи осуществляется за счет того, что термостойкий газогенерирующий состав, содержащий окислитель, связующее и технологические добавки, отличается тем, что содержит в качестве окислителя 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексан или смесь 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана и 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктана при соотношении 3:1 соответственно, связующее - поливинилбутираль, технологические добавки - дибутилфталат, углерод технический, стеарат цинка, парафин и олеиновую кислоту в следующем соотношении компонентов, мас. %:The solution to this problem is due to the fact that the heat-resistant gas-generating composition containing an oxidizing agent, a binder and processing aids is characterized in that it contains 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazacyclohexane or a mixture of 1.3, 5-trinitro-1,3,5-triazacyclohexane and 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane at a ratio of 3: 1, respectively, the binder is polyvinyl butyral, technological additives are dibutyl phthalate, technical carbon, zinc stearate, paraffin and oleic acid in the following ratio of components wt. %:
Массовая доля всех компонентов (за исключением стеарата цинка) в сумме составляет 100%, стеарат цинка вводится в состав сверх 100% по отношению к составу. 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексан и 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктан в качестве окислителей обеспечивают снижение содержания токсичных продуктов сгорания.The mass fraction of all components (except zinc stearate) in the amount is 100%, zinc stearate is introduced into the composition in excess of 100% with respect to the composition. 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazacyclohexane and 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane as oxidizing agents reduce the content of toxic combustion products.
Газогенерирующие составы с 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктаном в качестве окислителя не дают надежного воспламенения при отрицательных температурах эксплуатации (минус 70°С). Составы со смесью 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана и 1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктана при соотношении 1:1 (массовое) имеют худшую механическую прочность (на 40-50%), чем предлагаемый состав окислителя (3:1 (массовое)). Увеличение содержания окислителя в составе выше 80,8% мас. приведет к снижению содержания связующего и, следовательно, к ухудшению прочностных свойств материала. При увеличении содержания связующего выше 14,4% мас. состав обладает хорошими прочностными свойствами, но при этом заметно снижаются значения рабочих характеристик и удельной газопроизводительности.Gas generating compositions with 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane as an oxidizing agent do not give reliable ignition at negative operating temperatures (minus 70 ° C). Compositions with a mixture of 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazacyclohexane and 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctane at a ratio of 1: 1 (mass) have the worst mechanical strength (40-50%) than the proposed composition of the oxidizing agent (3: 1 (mass)). The increase in the content of oxidizing agent in the composition above 80.8% wt. will lead to a decrease in the content of the binder and, consequently, to a deterioration in the strength properties of the material. With an increase in the content of the binder above 14.4% wt. the composition has good strength properties, but at the same time, the values of performance and specific gas productivity are markedly reduced.
Дибутилфталат обеспечивает технологичность переработки массы и механическую прочность материала. При содержании в составе дибутилфталата менее 3,6% мас. прочностные свойства материала заметно ухудшаются. Остальные технологические добавки снижают внешнее трение и облегчают процесс проходного прессования, снижение их количества менее 2,3% мас. повышает опасность операции прессования. Физико-механические показатели прототипа, предлагаемого состава и состава за пределами граничных условий приведены в таблице 1.Dibutyl phthalate provides manufacturability of mass processing and mechanical strength of the material. When the content of dibutyl phthalate is less than 3.6% wt. strength properties of the material are noticeably deteriorated. The remaining technological additives reduce external friction and facilitate the process of continuous pressing, reducing their number less than 2.3% wt. increases the risk of pressing operations. Physico-mechanical properties of the prototype, the proposed composition and composition outside the boundary conditions are shown in table 1.
Из таблицы видно, что предлагаемый состав (обр. 1, 2, 3) позволяет снизить содержание конденсированных продуктов сгорания по сравнению с прототипом примерно в 300 раз, увеличить значение удельной газопроизводительности с 410 до 487 нл/кг, обеспечить высокие работоспособность и температуру эксплуатации, а именно до 155±5°С (у прототипа не более 50°С).The table shows that the proposed composition (samples 1, 2, 3) can reduce the content of condensed combustion products in comparison with the prototype by about 300 times, increase the value of specific gas production from 410 to 487 nl / kg, ensure high performance and operating temperature, namely, up to 155 ± 5 ° C (the prototype is not more than 50 ° C).
Увеличение содержания связующего (более 14,4% мас.), снижение содержания окислителя (менее 79,1% мас.) и увеличение содержания всех технологических добавок в составе (выше 7,1% масс.) приводят к снижению работоспособности и понижению значения удельной газопроизводительности (обр. 5). При снижении содержания связующего (менее 13,7% мас.), увеличении содержания окислителя (более 80,8% мас.) и снижении содержания всех технологических добавок в составе (менее 7,1% мас.) наблюдаются высокие рабочие характеристики состава и большее значение удельной газопроизводительности (обр. 4). Однако при этом не обеспечиваются достаточные прочностные свойства продукта, к тому же производство состава такого типа является опасным в технологическом плане (высокая величина внешнего трения).An increase in the binder content (more than 14.4% wt.), A decrease in the content of oxidizing agent (less than 79.1% wt.) And an increase in the content of all technological additives in the composition (above 7.1% wt.) Lead to a decrease in working capacity and a decrease in the specific value gas production (sample 5). With a decrease in the binder content (less than 13.7% wt.), An increase in the content of the oxidizing agent (more than 80.8% wt.) And a decrease in the content of all technological additives in the composition (less than 7.1% wt.), High performance characteristics of the composition and greater the value of specific gas production (sample 4). However, this does not provide sufficient strength properties of the product, in addition, the production of a composition of this type is technologically dangerous (high external friction).
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Патент RU 2401254 «Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов», C06D 5/06, C06B 29/22, опубл. 10.10.2010.1. Patent RU 2401254 "Gas-generating fuel for downhole equipment", C06D 5/06, C06B 29/22, publ. 10/10/2010.
2. Патент RU 2395482 «Газогенерирующее топливо для скважинных аппаратов», C06D 5/06, C06B 29/22, опубл. 27.07.2010.2. Patent RU 2395482 "Gas-generating fuel for downhole tools", C06D 5/06, C06B 29/22, publ. 07/27/2010.
3. Патент RU 2481319 «Твердотопливный газогенерирующий состав», C06D 5/06, C06B 31/28, опубл. 10.05.2013.3. Patent RU 2481319 "Solid propellant gas generating composition", C06D 5/06, C06B 31/28, publ. 05/10/2013.
4. Патент RU 2423339 «Твердотопливный газогенерирующий состав на основе нитрата аммония», C06D 5/06, C06B 31/32, опубл. 10.07.2011.4. Patent RU 2423339 "Solid fuel gas-generating composition based on ammonium nitrate", C06D 5/06, C06B 31/32, publ. 07/10/2011.
5. Патент RU 2444505 «Газогенерирующий состав на основе нитрата аммония», C06D 5/06, C06B 31/32, опубл. 10.03.2012.5. Patent RU 2444505 "Gas-generating composition based on ammonium nitrate", C06D 5/06, C06B 31/32, publ. 03/10/2012.
6. Патент RU 2151135 «Газогенерирующий состав», C06D 5/06, A62D 1/06, опубл. 20.06.2000.6. Patent RU 2151135 "Gas-generating composition", C06D 5/06, A62D 1/06, publ. 06/20/2000.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139118A RU2611506C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Heat-resistant gas-generating composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015139118A RU2611506C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Heat-resistant gas-generating composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2611506C1 true RU2611506C1 (en) | 2017-02-27 |
Family
ID=58459050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139118A RU2611506C1 (en) | 2015-09-14 | 2015-09-14 | Heat-resistant gas-generating composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611506C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994023800A1 (en) * | 1993-04-13 | 1994-10-27 | Eri East Research And Invest Ag | Composition for preparing a fire-extinguishing gas-aerosol mixture and its use |
RU2151135C1 (en) * | 1998-07-27 | 2000-06-20 | Предприятие "Источник" | Gas-generating composition |
RU2281276C1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Solid ballistite-type propellant |
RU2444505C1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Ammonium nitrate based gas-generating composition |
-
2015
- 2015-09-14 RU RU2015139118A patent/RU2611506C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994023800A1 (en) * | 1993-04-13 | 1994-10-27 | Eri East Research And Invest Ag | Composition for preparing a fire-extinguishing gas-aerosol mixture and its use |
RU2151135C1 (en) * | 1998-07-27 | 2000-06-20 | Предприятие "Источник" | Gas-generating composition |
RU2281276C1 (en) * | 2004-12-10 | 2006-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Solid ballistite-type propellant |
RU2444505C1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Ammonium nitrate based gas-generating composition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2454387C2 (en) | Capsule mixture | |
JPS5820919B2 (en) | concei kayak | |
JP5761893B2 (en) | Ignition composition | |
RU2611506C1 (en) | Heat-resistant gas-generating composition | |
US2095302A (en) | Ammunition | |
US20080006167A1 (en) | Blast effect charge | |
RU2393140C1 (en) | Solid fuel low-temperature gas-generating composition | |
US3123507A (en) | Gas-generating compositions | |
US3473981A (en) | Gas generating composition containing melamine | |
EP1966120B1 (en) | Salts of styphnic acid | |
RU2394800C1 (en) | Thermoplastic gas-generating high-power pyrotechnic composition | |
RU2731103C1 (en) | Universal catalytic converter for combustion of ballistic solid-propellant fuels (bspf) | |
KR20190101995A (en) | Gas-generating flammable solid object | |
EP3164375B1 (en) | Pyrotechnic igniting agent | |
RU2627409C1 (en) | Igniter composition | |
RU2451004C2 (en) | Heat-resistant gas-generating solid fuel | |
US2421029A (en) | Starting mixture | |
RU2485082C1 (en) | Solid fuel composition (versions) | |
RU2700511C1 (en) | Method of granulating zirconium-containing pyrotechnic composition | |
RU2571753C1 (en) | Ice-forming propellant | |
US2653086A (en) | Gas-producing nondetonating composition | |
RU2539959C1 (en) | Gas-generating cocrystallisate based on ammonium nitrate | |
RU2232740C1 (en) | Pyrotechnic igniter composition | |
RU2797695C1 (en) | Ammonium nitrate fuel with low impact sensitivity and environmentally friendly combustion products | |
US887027A (en) | Explosive. |