Патент на изобретение №2310668

(54) СВЯЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ АРМИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ БРОНИРОВАНИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА МЕТОДОМ ОБМОТКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к связующим составам для пропитки армирующих материалов, в частности стеклонити, стеклоленты, при бронировании зарядов твердого ракетного топлива методом обмотки. Предложен связующий состав, содержащий эпоксидиановую смолу с молекулярной массой 390-430, эпоксидиановую смолу с молекулярной массой 480-540, эпоксициануровую смолу, продукт конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином, изометилтетрагидрофталевый ангидрид. Изобретение позволяет получить отвержденную композицию связующего с высокой теплостойкостью (до 145°С), которая обеспечивает устойчивость изделий к аэродинамическому нагреву. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и касается создания связующего состава для пропитки армирующих материалов, в частности стеклоленты, стеклонити и т.п., при бронировании зарядов из твердого ракетного топлива (ТРТ) методом обмотки, а также при изготовлении намоточных бронечехлов, скрепляемых с топливом в процессе формования заряда.

В известных связующих применяются различные эпоксидные, эпоксидно-диановые, эпоксидно-алифатические смолы и полиэфирные системы в сочетании с различными пластификаторами и отвердителями с целью достижения необходимых прочностных, адгезионных и технологических характеристик.

К материалам бронепокрытия зарядов ТРТ, разрабатываемых для бронирования их методом обмотки, предъявляются ряд специфических требований. Так, с появлением новой высокоточной техники на вооружении армии очень остро стоит вопрос повышения теплостойкости и термостойкости материалов, используемых для бронирования зарядов, что связано со значительным аэродинамическим нагревом корпуса ракетного двигателя (РД) и соответственно топливного заряда. Теплостойкость материала бронирующего покрытия можно оценивать по температуре стеклования, отвечающей точке перехода полимерного материала из жесткого в пластичное состояние. Температура стеклования отвержденного связующего состава в бронепокрытии должна быть не ниже 145°С.

Известен ряд эпоксидных составов, приведенных в кратком энциклопедическом словаре “Энергетические конденсированные системы” под ред. академика Б.П.Жукова, но они используются с целью бронирования методом намазки или заливки в зазор для прочного скрепления отдельных блоков или готовых шашек к корпусу.

Известно эпоксидное связующее для стеклопластиков (RU №2145617 от 03.08.1999 – прототип) на основе эпоксидиановой смолы, отвержденной изометилтетрагидрофталевым ангидридом, но оно не может быть использовано для бронирования зарядов из ТРТ из-за присутствия в модификаторе летучих веществ, т.к. в нем содержится смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, которые за время отверждения связующего не успевают улетучиться из бронепокрытия и в дальнейшем ухудшают приграничный слой как топлива, так и бронепокрытия, тем самым снижая адгезионную прочность. Кроме этого, температура стеклования его не превышает 95°С. Это отрицательно сказывается на работе бронированного заряда.

Технической задачей настоящего изобретения является создание связующего состава для пропитки армирующих материалов, в частности стеклоленты, стеклонити, на основе эпоксидных смол, отвержденных жидким отвердителем, обладающего наряду с повышенной жизнеспособностью при температуре обмотки 50-60°С приемлемой вязкостью не более 60 с, определенной на вискозиметре ВЗ-1 при температуре 50-60°С, и высокой температурой стеклования до 145°С.

Технический результат достигается за счет того, что в рецептуре связующего состава для пропитки стеклоленты и стеклонити используется сочетание эпоксидиановой смолы с молекулярной массой (М.М.) 390-430 с эпоксидиановой смолой с молекулярной массой 480-540, взятых в соотношении 1:1, и дополнительно содержит эпоксициануровую смолу, модифицированную продуктом конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином, отвержденные изометилтетрагидрофталевым ангидридом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Новизна и изобретательский уровень предлагаемого изобретения заключаются в том, что для обеспечения требуемых технологических, адгезионных и механических свойств готового материала в рецептуре связующего состава вместо эпоксидиановой смолы используется сочетание эпоксидиановых смол, взятых в соотношении 1:1, эпоксициануровая смола, модифицированная продуктом конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином. Это позволило не только добиться приемлемой вязкости не более 60 с, определенной при температуре 50-60°С на вискозиметре ВЗ-1, качественной пропитки стеклоленты и стеклонити, но и придать отвержденному связующему составу высокую температуру стеклования на уровне 145°С при сохранении высоких адгезионных и механических характеристик.

Заявляемые пределы соотношений компонентов определены экспериментальным путем и зависят от содержания эпоксидных групп в эпоксидиановых и эпоксициануровой смолах, а также в продукте конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином, обеспечивая достижение высокого комплекса физико-механических характеристик бронепокрытия.

В таблице 1 приведены рецептура прототипа и предлагаемого эпоксидного связующего.

В таблице 2 приведены свойства прототипа и предлагаемого эпоксидного связующего.

Из результатов, представленных в таблице 2, видно, что предлагаемый состав для пропитки армирующих материалов из стеклоленты и стеклонити при бронировании зарядов ТРТ методом обмотки существенно отличается по своим свойствам от прототипа. По сравнению с прототипом предлагаемый связующий состав обладает требуемым уровнем механических, адгезионных и эксплуатационных характеристик. Новизну предлагаемого изобретения составляет использование в своей рецептуре эпоксициануровой смолы, модифицированной продуктом конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином.

Изготовление предлагаемого связующего состава и его нанесение осуществляется обычными методами, принятыми для известных бронесоставов.

Благодаря высокой теплостойкости на уровне 145°С предлагаемый связующий состав представляет значительный интерес для применения его на бронированных зарядах к авиационным ракетным системам, подвергающимся значительному аэродинамическому нагреву. Данный связующий состав внедрен на бронированном заряде к авиационному двигателю.

Компоненты, входящие в связующий состав для пропитки армирующего материала, паспартизованы и выпускаются в промышленном масштабе Российского химического комплекса.

Предлагаемый связующий состав для пропитки армирующего материала (стеклоленты или стеклонити) при бронировании зарядов ТРТ методом обмотки имеет следующие достоинства:

1. Обладает хорошими технологическими свойствами:

– необходимой вязкостью;

– широким диапазоном эксплуатации.

2. Обладает высокой теплостойкостью (до 145°С).

3. Обеспечивает высокую эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

Связующий состав для пропитки армирующего материала при бронировании зарядов твердого ракетного топлива методом обмотки, включающий эпоксидиановую смолу, изометилтетрагидрофталевый ангидрид, отличающийся тем, что он содержит эпоксидиановую смолу с молекулярной массой 390-430 в сочетании с эпоксидиановой смолой с молекулярной массой 480-540, взятых в соотношении 1:1, и дополнительно содержит эпоксициануровую смолу, модифицированную продуктом конденсации триметилолпропана с эпихлоргидрином при следующем соотношении компонентов, мас.%: