Патент на изобретение №2263098

(54) ЗАЛИВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ БАЛЛИСТИТНОГО ТОПЛИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области ракетной техники. Предложена заливочная композиция для бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива, содержащая уретановый модификатор М-11-1 на основе полибутадиенового гидроксилсодержащего каучука, ненасыщенную полиэфирную смолу, бутилметакрилат (БМА), трансформаторное масло, перекись метилэтилкетона (ПМЭК) и нафтенат кобальта (НК-2). Изобретение позволяет получить отвержденный материал заливочной композиции с улучшенными эластическими, эксплуатационными характеристиками, снизить модуль упругости более чем в 20 раз при температуре плюс 20°С и минус 50°С, а также снизить температуру хрупкости отвержденной заливочной композиции до минус 78°С. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и касается бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива.

Известно применение жидких полимеризующихся композиций, используемых в качестве ингибирующих лаков и составов для бронирования зарядов твердых ракетных топлив (ТРТ) методом заливки в зазор между топливным блоком и формой (или корпусом двигателя).

В патенте Франции №2142154 описан ингибирующий лак на основе полужестких и эластичных полиэфиров, взятых в соотношении 50-80: 50-20 соответственно, с использованием инициирующей и активирующей пары для отверждения данной системы – перекиси метилэтилкетона и нафтената кобальта. Данная композиция используется для скрепления отдельных блоков топлива между собой, но мало пригодна для использования в качестве заливочной композиции для бронирования зарядов из двухосновных топлив из-за содержания в своем составе разбавителей, которые при испарении дают значительные дефекты. Наличие дефектов в отвержденной заливочной композиции в виде пор и пузырей недопустимо, так как отрицательно сказывается на работоспособности зарядов и, как правило, приводят к демонтажу двигателя.

Известна акрилатная заливочная композиция, пригодная для бронирования длинномерных вкладных зарядов сложной конфигурации из двухосновных топлив по патенту 2215727 РФ кл. С 06 В 21/00, скомпонованная на основе смеси олигоуретанакрилатной смолы с ненасыщенной полиэфирной смолой в сочетании с метилметакрилатом (ММА), взятая за прототип. В данной заливочной композиции используется инициирующая и активирующая пара – перекись метилэтилкетона (ПМЭК) с нафтенатом кобальта (НК-2). Однако заливочная композиция, обладая высокими физико-механическими свойствами, имеет существенный недостаток. При изготовлении изделий образуется дефект – “морозный рисунок”, вызываемый частичным отслоением бронирующего состава от поверхности топлива. Этот дефект появляется из-за недостаточной относительной деформации, которая в диапазоне температур от плюс 50°С до минус 50°С колеблется в пределах от (8,0-25)% до 0,9% соответственно. Температура механического стеклования заливочной композиции плюс 44°С.

Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является разработка заливочной композиции для бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива с улучшенными эластическими и эксплуатационными характеристиками.

Техническое решение заключается в создании заливочной композиции для бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива, содержащей инициирующую и активирующую пару – перекись метилэтилкетона (ПМЭК) с нафтенатом кобальта (НК-2), ненасыщенную полиэфирную смолу, а также уретановый модификатор М-11-1 на основе полибутадиенового гидроксилсодержащего каучука, бутилметакрилат в сочетании с трансформаторным маслом при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что для создания данной заливочной композиции в качестве основы заливочной композиции используется уретановый модификатор М-11-1 на основе полибутадиенового гидроксилсодержащего каучука и монометакриловым эфиром этиленгликоля в присутствии дибутилдилаурата олова. Замена ММА на БМА в сочетании с трансформаторным маслом и олигоуретанакрилатной смолы на модификатор М-11-1 позволяет улучшить не только деформационные характеристики заливочной композиции, но и понизить температуру хрупкости с плюс 44°С до минус 78°С.

Заливочная композиция на основе уретанового модификатора М-11-1 представляет собой вязкотекучую жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета и готовится в обычных мешателях, снабженных рубашкой обогрева, электрообогревом и вакуумной линией по следующему технологическому режиму:

– загрузка навески модификатора М-11-1, ненасыщенной полиэфирной смолы, трансформаторного масла;

– перемешивание и вакуумирование при температуре 60±5°С в течение 360 мин;

– охлаждение до температуры 40±5°С;

– загрузка навески нафтената кобальта;

– перемешивание в течение 5 мин при температуре 40±5°С;

– загрузка навески ПМЭК, растворенной в навеске БМА;

– перемешивание и вакуумирование при температуре 40±5°С в течение 2-3 мин.

Отверждение заливочной композиции проводят при температуре 80±5°С не менее 30 мин.

В таблицах 1, 2 приведены основные свойства предлагаемой заливочной композиции в сравнении с прототипом.

Из представленных данных видно, что примеры заливочных композиций, полученные на основе уретанового модификатора М-11-1, обладают живучестью от 15 до 30 мин, модулем упругости при температуре минус 50°С от 890 до 1390 кгс/см² против 23500-24050 кгс/см² по прототипу и температурой хрупкости ниже минус 78°С против плюс 44°С по прототипу. Следует заметить, что замена ММА на БМА в сочетании с трансформаторным маслом улучшила эластические характеристики отвержденной заливочной композиции в диапазоне температур от минус 50°С до плюс 50°С. Из табл.2 видно, что относительное удлинение составляет 62,4-84,2% при плюс 50°С, 82,3-111,1% при плюс 20°С и 126,0-154,8% при минус 50°С против 8,0-18,4% при плюс 50°С, 14,3-25,4% при плюс 20°С и 0,9-2,5% при минус 50°С по прототипу, а модуль упругости при температуре минус 50°С от 890 кгс/см² до 1350 кгс/см² против 23500-24050 кгс/см² по прототипу.

С использованием предлагаемой заливочной композиции забронированы лабораторные образцы удовлетворительного качества.

Таким образом, заявляемая заливочная композиция на основе модификатора М-11-1, ненасыщенной полиэфирной смолы, бутилметакрилата в сочетании с трансформаторным маслом, перекиси метилэтилкетона и нафтената кобальта обладает удовлетворительными технологическими характеристиками, необходимыми для заливки изделий, а также высокими эластическими характеристиками. Данная заливочная композиция позволит изготавливать качественные заряды и обеспечить работоспособность их в широком диапазоне температур.

При использовании данной заливочной композиции используются отработанный технологический процесс и оснастка для бронирования длинномерных зарядов сложной конфигурации.

Предлагаемая заливочная композиция позволит:

– использовать технологический процесс и готовую оснастку для заливки изделий;

– изготавливать изделия с высокими эластическими и эксплуатационными характеристиками;

– снизить температуру хрупкости заливочной композиции до минус 78°С;

– обеспечить работоспособность изделий в интервале от плюс 50°С до минус 50°С.

Формула изобретения

Заливочная композиция для бронирования вкладных зарядов из баллиститного топлива, содержащая перекись метилэтилкетона и нафтенат кобальта, ненасыщенную полиэфирную смолу, отличающаяся тем, что она содержит уретановый модификатор М-11-1 на основе полибутадиенового гидроксилсодержащего каучука, бутилметакрилат в сочетании с трансформаторным маслом при следующем соотношении компонентов, мас.%: