Патент на изобретение №2261852

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2261852 (13) C1
(51) МПК 7
C06B29/02, C06B45/10
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.01.2011 – может прекратить свое действие

(21), (22) Заявка: 2004121133/02, 13.07.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

13.07.2004

(45) Опубликовано: 10.10.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2001899 C1, 30.10.1993. RU 2184719 С2, 10.07.2002. RU 2182147 C2, 10.05.2002. US 3152027 A, 06.10.1964. DE 3523280 A, 05.02.1987. GB 941745 A, 13.11.1963. GB 1283691 А, 02.08.1972. US 4042430 А, 16.08.1977.

Адрес для переписки:

195043, Санкт-Петербург, К-43, ул. Челябинская, 95, ФГУП “Научно-производственное предприятие “Краснознаменец”, М.В.Агееву

(72) Автор(ы):

Агеев М.В. (RU),
Копнов В.Л. (RU),
Корчагина А.С. (RU),
Петров В.Н. (RU),
Судат С.В. (RU),
Ватолин В.В. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное унитарное предприятие “Научно-производственное предприятие “Краснознаменец” (RU)

(54) ТЕРМОСТОЙКИЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к термостойким пиротехническим составам. Предложен термостойкий пиротехнический состав для совершения работы в исполнительном механизме пироавтоматики, содержащий связующее – смесь сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой и окислитель – перхлорат калия при определенном соотношении компонентов. Изобретение направлено на создание пиротехнического состава с высокой термостойкостью для снаряжения исполнительных узлов пироавтоматики, работающих в условиях кинетического нагрева, т.е. состава, способного не терять своих основных баллистических свойств до температуры 250°С. Рецептура состава допускает возможность формирования зерен различной формы методом проходного прессования или экструзией. 2 табл.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к термостойким пиротехническим составам для снаряжения исполнительных узлов пироавтоматики, работающих в условиях кинетического нагрева, т.е. состава, способного не терять своих основных баллистических свойств до температуры 250°С.

Известны ракетные топлива на основе перхлората аммония (США 3218206, опубл. 16.11.65; Шидловский А.А. Основы пиротехники. М.: “Машиностроение”, 1973, стр.267.), которые могут быть использованы для снаряжения исполнительных узлов пироавтоматики, благодаря хорошим баллистическим характеристикам. Однако перхлорат аммония имеет низкую термостойкость – 150°С, поэтому составы на основе перхлората аммония не могут использоваться в элементах пироавтоматики, работающих в условиях кинетического нагрева.

Известен термостойкий пиротехнический состав ОСТ В 84-2462-93, используемый в исполнительных механизмах пироавтоматики, содержащий 55% калия хлорнокислого и 45% железосинеродистого свинца, имеющий высокую термостойкость – до 250°С. К недостаткам данного состава можно отнести невозможность формирования зерна различной формы методом проходного прессования или экструзией и недостаточно высокую силу (работоспособность) 223,6 кДж/кг.

Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является состав (патент РФ № 2001899, кл. С 06 В 33/06, 1992), содержащий, мас.%:

Калий хлорнокислый 24-42
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой 1,5-2,0
кислоты (СКН 4 ОНХ)
Целлюлоза 0,5-1,0
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил 0,02-0,17
целлюлоза
Титан Остальное,

обладающий достаточно высокой термостойкостью. К недостаткам данного состава можно отнести высокую температуру горения, невозможность формирования зерна различной формы методом проходного прессования или экструзией и недостаточно высокую силу (работоспособность) (см. табл.1).

Задачей настоящего изобретения является создание состава с высокой термостойкостью, большой силой и более низкой температурой горения, при этом рецептура состава должна допускать возможность формирования зерен различной формы методом проходного прессования или экструзией.

Для достижения указанной технической задачи в предлагаемом термостойком пиротехническом составе использован в качестве окислителя перхлорат калия (калий хлорнокислый), а в качестве термопластичного связующего – смесь сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой в соотношении, мас.%:

перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85-70
смесь сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты
с фенолоформальдегидной смолой – 15-30

при этом для достижения необходимой прочности получаемых элементов и благоприятной реологии выдавливаемой массы состава методом проходного прессования или экструзией смесь полимеров взята при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 5-95

фенолоформальдегидная смола – остальное

В таблице 1 приведены сравнительные расчетные характеристики состава-прототипа и вариантов предлагаемого состава.

Таблица 1.
Рецептура состава Сила состава, кДж/кг Теплота сгорания, ккал/кг Адиабатическая температура горения, К при Р=1 ат Объем газов, см3/г при Т=0°С P=760 мм.рт.ст.
Калий хлорнокислый – 55,00% 223,6 559,3 1745,0 220,6
Железосинеродистый свинец – 45,00%
Варианты состава-прототипа:
Вариант №1
Хлористый калий – 42,00% 272,2 796,3 3497,9 209,8
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты (СКН 4 ОНХ) – 1,83%
Целлюлоза – 1,00%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,17%
Титан – 55,00%
Вариант №2
Хлористый калий – 24,67% 98,3 671,2 2962,3 89,5
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты (СКН 4 ОНХ) – 1,50%
Целлюлоза – 0,50%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,03%
Титан – 73,30%
Вариант №3
Хлористый калий – 24,00% 107,3 603,2 2671,7 108,2
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты (СКН 4 ОНХ) – 2,50%
Целлюлоза – 0,75%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,05%
Титан – 72,70%
Варианты предлагаемого изобретения:
Вариант №1
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 535,7 609,0 2495,2 528,6
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 14,25%
Фенолоформальдегидная смола – 0,75%
Вариант №2
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 518,4 596,4 2919,4 511,95
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 7,5%
Фенолоформальдегидная смола – 7,5%
Вариант №3
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 495,3 572,9 2604,9 488,8
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 0,75%
Фенолоформальдегидная смола – 14,25%
Вариант №4
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 75% 397,4 340,2 1474,3 389,8
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 17%
Фенолоформальдегидная смола – 8%
Вариант №5
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 70% 317,2 301,9 1120,4 313,0
сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 28,5%
Фенолоформальдегидная смола – 1,5%

Для проведения сравнительных испытаний вариантов предлагаемого состава с составом-прототипом была изготовлена трубка с наружным диаметром 3,2 мм и внутренним диаметром 0,6 мм, которая затем была разрезана на элементы длиной 1,5 мм. Сравнительные испытания предлагаемого состава с составом-прототипом (состав-прототип использовался в гранулированном виде, размер гранул 1-0,7 мм) проводили в манометрической бомбе объемом 25 см3, масса сжигаемого состава 3 г. Испытания проводили по методике предприятия. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Таблица 2.
Рецептура состава +20 +60 +250 -60
Р max, ат. Р max, ат. P max. ат. P max, ат.
Калий хлорнокислый – 55,00% 610 620 625 595
Железосинеродистый свинец – 45,00%
Варианты состава прототип: 735 743 759 726
Вариант №1
Хлористый калий – 42,00%
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кнслоты (СКН 4 ОНХ) – 1,83%
Целлюлоза – 1,00%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,17%
Титан – 55,00%
Вариант №2 259 265 271 242
Хлористый калий – 24,67%
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты (СКН 4 ОНХ) – 1,50%
Целлюлоза – 0,50%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,03%
Титан – 73,30%
Вариант №3 290 305 316 284
Хлористый калий – 24,00%
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты (СКН 4 ОНХ) – 2,50%
Целлюлоза – 0,75%
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил-целлюлоза – 0,05%
Титан – 72,70%
Варианты предлагаемого изобретения:
Вариант №1
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 1411 1429 1510 1393
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 14,25%
Фенолоформальдегидная смола – 0,75%
Вариант №2
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 1396 1417 1497 1370
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 7,5%
Фенолоформальдегидная смола – 7,5%
Вариант №3
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 85% 1371 1390 1460 1350
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 0,75%
Фенолоформальдегидная смола – 14,25%
Вариант №4
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 75% 1080 1090 1110 1050
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 17%
Фенолоформальдегидная смола – 8%
Вариант №5
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 70% 887 892 954 865
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 28,5%
Фенолоформальдегидная смола – 1,5%

Результаты сравнительных испытаний заявляемого состава и состава-прототипа показывают, что во всем диапазоне рецептуры предлагаемый состав превосходит состав-прототип по силе и сохраняет необходимые рабочие характеристики в заданных диапазонах температур.

Состав перхлорат калия (калий хлорнокислый) – 75%, сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты – 17%, фенолоформальдегидная смола – 8% испытан в штатном изделии ППЛ-Т, предназначенном в качестве источника энергии для привода в действие пиромеханизмов принудительного отделения объектов вооружения от балочных держателей различных типов. Результаты испытаний положительные.

Формула изобретения

Термостойкий пиротехнический состав для совершения работы в исполнительном механизме пироавтоматики, содержащий связующее и в качестве окислителя перхлорат калия, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит смесь сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Перхлорат калия 85-70
Смесь сополимера бутадиена и
нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой 15-30

при этом соотношение в смеси сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой следующее, мас.%:

Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты 5-95
Фенолоформальдегидная смола Остальное

Categories: BD_2261000-2261999