SE439629B - Raketmotor med till holjet forbundet fast framdrivningsmedel och forfarande for framstellning av en raketmotor med till holjet forbundet fast framdrivningsmedel - Google Patents

Description

7714556-3 Föreliggande uppfinning avser en raketmotor med till höljet för- bundet fast framdrivningsmedel, kännetecknad av att den innefattar 1) ett hydroxiavslutat polybutadienbaserat polyuretanbundet fram- drivningsmedel och 2) ett till höljet förbundet foder bestående av en polybutadienbaserad polyuretan och en aziridin utvald ur den grupp som består av trimesoyl-1-(2-etyl)aziridin, bis-isoftaloyl- -1-(2-metyl)aziridin, bis-isosenakoyl-1-(2-etyl)aziridin, bis-iso- ïsebakoyl-1-aziridin, tri-[ï-(2-metyl)-aziridinyl7-fosfinoxid, bis- [Ü-(metyl)-aziridinyl]-etylsulfon, tris-2,4,6-(1-aziridinyl)-1,3,5- -triazin och blandningar därav.

US-patent 3 974 131 (1976-08-10) avser användning av olika akrylera- de aziridinylmonomerer och -polymerer och deras användning som vid- häftningsbefrämjande medel i vinylföreningar. De föreningar som kom- mer att användas i denna uppfinning är avsedda att användas för att öka polyuretanets vidhäftningsförmåga.

De påtagliga utföringsformerna av denna kompositionsaspekt av upp- finningen äger i sig själv den egenskaper vid användning att vara härdbara med diisocyanathärdare och därvid ge fastsubstanser, som är lämpliga att använda som höljefoder i sådana raketmotorer som har ett fast bränsle förbundet till höljet.

Uppfinningen tillhandahåller även ett förfarande för framställning av raketmotorer, där ett med hydroxiavslutad polybutadienbaserad po- lyuretan bundet fast kornformigt framdrivningsmedel förbindes med ett raketmotorhölje, kännetecknat av a) att ett raketmotorhölje, till vilket nämnda kornformiga fram- drivningsmedel önskas bli förbundet, förses med ett härdat foder in- nehållande en aziridin och en hydroxiavslutad polybutadien härdad med en polyisocyanathärdare, b) att nämnda på hydroxiavslutad polybutadien baserade kornformiga framdrivningsmedel i ohärdat tillstånd gjutes i den önskade konfi- gurationen i nämnda fodrade raketmotor och c) att nämnda kornformiga framdrivningsmedel härdas.

Uppfinningen och dess utövande skall nu närmare belysas med hänvis- ning till en specifik utföringsform, nämligen ett foder till raket- motorhölje som innehåller det hydroxiavslutade polybutadienbaserade 7714556-5 polyuretanbindemedel, som har varubenämningen R~45 M och aziridinet trimesoyl-1-(2-etyl)-aziridin. Den hydroxiavslutade polybutadien- polymeren R-45 M saluföres av Arco Chemical Company och dess struk- tur kan åskâdliggöras som CHFCH / HO CH2 \c1{2-)-5-2-+ GiZ-CIH-P-k Giz-Cfecfl-CH-cmz 0 6 OH ' cn=cxa I ' 55 2 Nämnda R-45 M blandas med nämnda trimesoyl-1-(2-etyl)-aziridin, en k0nventionell diisocyanathärdare, lämpligen DDI, ett flytande C36- alifatiskt diisocyanat salufört av General Mills och, om så önskas, ett eller flera fyllmedel, exempelvis kolsvart. Denna tillblandade komposition vakuumavgasas och hälles som foder ned i ett tidigare på glödspân avlägsnat och avfettat raketmotorhölje av stål och härdas vid en förhöjd temperatur på ca 60-9500. Sedan härdningen eller den partiella härdningen fullbordats, kan ett på hydroxiavslutad polybu- tadien baserat kornformigt framdrivningsmedel, exempelvis ett fram- drivningsmedel bestående av R-45 M som bindemedel i en viktmängd av ca 8,5-24%, och innehållande sådana vanliga blandningsbeståndsdelar som dioktyladipat såsom mjukqörare, ett polyisocyanatbindemedel som isoforondiisocyanat eller ovannämnda DDI upp till ca 2 vikt-%, ett oxidationsmedel, som ammoniumperklorat, upp till 75-90 vikt-%, om så önskas någon andel metalliskt bränsle som aluminiummetall samt andra konventionella förbränningsstatilisatorer, flamkylmedel och liknande, hällas i och härdas på plats i den fodrade motorn på vanligt sätt.

Förutom det här speciellt belysta bindemedlet R-45 M torde det vara uppenbart för fackmannen att varje flytande hydroxiavslutad polybu- tadienpolymer som är känd för att kunna användas vid bindning av korn- formiga framdrivningsmedel kommer att vara tillämpliga vid uppfinnin- gen. Belysande exempel på sådana polymerer är de som saluförs under varubenämningarna R-4533, R-15 M, CS-15 av Arco Chemical Company och Butarez HTS av Phillips Petroleum Company. Det kommer på liknan- de sätt att uppenbaras för fackmannen att förutom här exemplifici- erad DDI, kan varje polyisocyanat användas för att åstadkomma härd- ning av bindemedlet. Belysande exempel på andra lämpliga polyiso- cyanater är isoforondiisocyanat, hexametylendiisocyanat, PAPI poly- mera diisocyanater saluförda av Uphohn Company och Desmodure N-100 7714556-3 ett polyisocyanat salufört av I.G. Farben och även sådana isocyana- ter som 1~metoxifenyl-2,4-diisocyanat, 1-metyl-4-metoxifenyl-2,S- -diisocyanat, 1-etoxifenyl-2,4-diisocyanat, 1,3-dimetoxifenyl-4,6- -diisocyanat, 1,4-dimetoxifenyl-2,5-diisocyanat, 1-propoxifenyl-2,4- -diisocyanat, 1-isobutoxi~2,4-diisocyanat, 1,4-dietoxifeny1-2,5-di- isocyanat, toluen-2,4-diisocyanat, toluen-2,6-diisocyanat, difenyl-> eter-2,4-diisocyanat, naftalen-1,4-diisocyanat, 1,1'-dinaftalen- -2,2'-diisocyanat, difenyl-2,4-diisocyanat, 3,3'-dimetylbifenyl-4,4'- -diisocynat, 3,3'-dimetoxibifenyl-4,4'-diisocyanat, difenylmetan- -4,4'-díisocyanat, difenylmetan-2,4'-diisocyanat, difenylmetan-2,2'- -diisocyanat, 3,3'-dimetoxidifenylmetan-4,4'-diisocyanat, bensofe- non-3,3'-diisocyanat, etylendiisocyanat, propylendiisocyanat, butyl- endiisocyanat, pentylendiisocyanat, metylbutylendiisocyanat, tetra- metylendiisocyanat, pentametylendiisocyanat, dipropyldiisocyanat- eter, heptametylendiisocyanat, 2,2-dimetylpentylendiisocyanat, 3- -metoxi-hexametylendiisocyanat, oktametylendiisocyanat, 2,2,4-tri- metylpentylendiisocyanat, 3-butoxihexametylendiisocyanat, 1,3-di- metylbensendiisocyanat, 1,4-dimetylbensendiisocyanat, 1,2-dimetyl- cyklohexandiisocyanat, 1,4-dimetylcyklohexandiisocyanat, 1,4-dime- tylbensendiisocyanat, 1,4-dimetylnaftalendiisocyanat, 1,5-dimetyl- naftalendiisocyanat, cyklohexan-1,3-diisocyanat, cyklohexan-1,4-di- isocyanat, 1-metylcyklohexan-2,4-diisocyanat, 1-metylcyklohexan-2,2- -diisocyanat, 1-etylcyklohexan-2,4-diisocyanat, dicyklohexylmetan- ~4,4'-diisocyanat, dicyklohexylmetylmetan-4,4-diisocyanat, dicyklo- hexyldimetylmetan-4,4'-diisocyanat, 2,2-dimetyldicyklohexelmetan- -4,4'-diisocyanat, 3,3',5,5'-tetrametyldicyklohexylmetan-4,4'~diiso- cyanat, 4,4'-metylenbis(cyklohexylisocyanat), etylidendiisocyanat, 4}4'-difenyldiisocyanat, dianisidindiisocyanat, 1,5-naftalendiiso- cyanat, m-fenylendiisocyanat, isopropy1idenbis(fenyl- eller cyklo- hexylisocyanat), 1,3-cyklopentylendiisocyanat, 1,2-cyklohexylendi- isocyanat, 1,4-cyklohexylendiisocyanat, 4,4',4"-trifeny1metantri- isocyanat, 1,3,5-triisocyanatbensen, fenyletylendiisocyanat och liknande.

Det kommer även att vara uppenbart för fackmannen att förutom här beskrivet trimesoyl-1-(2-etyl)aziridin kommer andra aziridiner att utgöra fullständiga ekvivalenter för denna uppfinnings syften. Be- lysande exempel på dessa är tris-2,4,6-(1-aziridinyl)~L3,5-triazin, bis-isoftaloyl-1-(2-etyl)-aziridin, bis-isosebakoyl-1-azirkfinq tris- 7714556-3 -[1-(2-metyl)-aziridin]-fosfinoxid, bis-[1-(2-metyl)-aziridinyl7- etylsulfon, polyfunktionella aziridiner saluförda under varubenäm- ningen PFAZ 300, PFAZ 301 av Ionac Chemical Company, och liknande.

Det kommer också att vara uppenbart att förutom här nämnt kolsvart, som valfritt användes som fyllmedel, kan andra material vara lämp- liga att använda som fyllmedel och även valfritt användas ensamma eller i kombination med varandra eller med kolsvart. Exempel på så- dana är titandioxid, kiseldioxid, kvarts, aluminiumoxid, krossat glas och aluminiumsilikatleror.

Aziridinerna enligt uppfinningen kan inblandas i en mängd av ca 1 - 10% av totalvikten för foderblandningen. Företrädesvis kan de in- blandas till ca 4-8% lämpligen ca 6% av den totala vikten. Följande exempel belyser ytterligare detbästa sättet för utövande av denna uppfinning.

Exempel Följande exempel visar beredningen av en typisk foderkomposition med användning av de adhesionsbefrämjande medlen enligt uppfinningen.

Till 41,85 viktprocent R-45 M sättes 12,15 viktprocent DDI, 6,0 vikt- procent trimesoyl-1-(2-etyl)aziridin och 40 viktprocent kolsvart, varvid aziridinet smältes före tillsättandet och hela blandningen omblandas under ca 45 minuter och avgasas sedan med konventionell teknik, såsom vakuumblandning eller spaltavluftning. Blandningen uppgjutes sedan enligt standardförfaranden och härdas vid 77°C un- der 96-168 timmar. Den normala tjockleken som erhålls vid ett på- läggningstillfälle till ett motorhölje är 0,08-0,10 cm.

Karakteristiska fysikaliska egenskaper erhållna för härdade prov av blandningen är följande: Typiska vidhäftningsegenskaper Prov av den ovannämnda blandningen härdades på stâlytor, stålsand- blästrades och ångavfettades eller härdades och typiska framdriv- nings- och isoleringsmaterialblandningar härdades på foderytan.

Dragadhesionen och avrivningshållfastherna bestämdes sedan med de resultat som nedan visas, vilka kan jämföras med den avrivnings- 7714556-5 fasthet på 1-1,6 kp/cm, som erhålles med tunn beläggning av fram- drivningsmedel för bindning vid rumstemperatur (25°C) mellan lik- nande framdrivningsmedel- och foderblandningar utan aziridin, i de fall fodret inte helt härdats före härdningen av framdrivningsme- del och 0,5-1,0 kp/cm då fodret är helt härdat före framdrivnings- medeltillsats.

Claims (3)

7714556-3 Patentkrav

1. Raketmotor med till höljet förbundet fast framdrivnings- medel, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar 1)ett hydroxiavslutët polybutadienbaserat polyuretanbundet framdrivningsmedel och 2) ett till höljet förbundet foder bestående av en polybuta- dienbaserad polyuretan och en aziridin utvald ur den grupp som består av trimesoyl-1-(2~etyl)aziridin, bis-isoftaloyl- -1-(2-metyl)aziridin, bis-isosebakoyl-1-(2-etyl)aziridin, bis-isøsebakoyl-1-aziriain, tr1-¿"1-(2-mety1)-az1ridiny1_7- fosfinoxid, bis-lï-(2-metyl)-azirídinyl_7etylsulfon, tris-2,4,6-(1-aziridinyl)-1,3,5-triazin och blandningar därav.

2. Raketmotor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att aziridinen ingår i fodret i en mängd av 1 - 10 viktprocent.

3. Förfarande vid framställning av en raketmotor med till höljet förbundet fast framdrivningsmedel, k ä n n e t e c k - n a t av att a) ett raketmotorhölje förses med en härdad ínfodring bestä- ende av en aziridin, vald ur den grupp som består av trimesoyl- -1-(2-etyl)aziridin, bis-isoftaloyl-1-(2-metyl)aziridin, bis- -isosebakoyl-1-(2-etyl)aziridin, bis-isosebakoyl-1-aziridin, tri-¿'-1-(2-metyl)azirid1ny1_7fosfin0x1a, bis-¿'1-(2-mety1)- aziridinyl_7etylsulfon, tris-2,4,6-(1-aziridinyl)-1,3,5-triazin eller blandningar därav och en hydroxiavslutad polybutadien härdad med en polyisocyanathärdare, b) att det hydroxiavslutade polybutadienbaserade framdrivnings- medlet gjutes in i höljet i ohärdad form och c) att nämnda framdrivningsmedel härdas.