Патент на изобретение №2167903
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) БЫСТРООТВЕРЖДАЮЩИЙСЯ КРЕПЯЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ СКРЕПЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДНОМ КАМЕРЫ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к получению состава для скрепления пучка топливных элементов твердого топлива с элементами стартового двигателя ручных противотанковых управляемых гранат и относится к ракетной технике. Состав содержит гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук с содержанием гидроксильных групп 0,9-2,0%, 4,4′-дифенилметандиизоцианам, удлинитель цепи – 1,4-бутиленгликоль, сшивающий агент триметилолпропан, пластификатор – трансформаторное топливо, оксид цинка, катализатор отверждения – дибутилдилаурат олова. Использование состава позволяет обеспечить высокую эксплуатационную надежность зарядов, упрощению технологии изготовления зарядов. 2 табл. Настоящее изобретение связано с разработкой композиции для скрепления пучка топливных элементов твердого топлива с элементами стартового двигателя ручных противотанковых управляемых гранат “ПТУРС” методом инжекционно-реакционного формования и относится к области ракетной техники, Технология скрепления с элементами стартовых двигателей заключается в обеспечении надежного скрепления топливных элементов с дном камеры РД в диапазоне температур эксплуатации зарядов, Ввиду разнородности механических и адгезионных свойств ракетного топлива, металлической крышки “из дюралюминия” и крепящего состава участок контакта топлива с дюралюминиевой крышкой является точкой концентрации напряжении. Скрепление с элементами стартовых двигателей обычно достигается путем применения крепящего состава, который служит средством передачи и компенсации напряжений. В настоящее время скрепление топливных элементов с элементами двигателей ручных противотанковых гранат осуществляют силиконовыми, полиуретановыми и полиэфирными составами методом заливки. В процессе отработки новых зарядов к стартовым двигателям противотанковых гранатометов с повышенным уровнем тактико-технических требований было показано, что существующие составы не обеспечивают уровень характеристик, предъявляемых к крепящему составу конструкцией гранатомета. Кроме того, объем производства ручных противотанковых гранат имеет массовый характер, в связи с чем предъявляются определенные требования по технологическим и механическим характеристикам крепящего состава. Известно, что крепление топливных элементов по патенту Франции 2439174, кл. C 06 B 21/00 производят при помощи кремнийорганических каучуков – силиконов. Силикон обладает высоким запасом эластичности в широком температурном диапазоне. Наличие кремния обеспечивает составу низкую гидролизуемость, но недостаточный уровень механических и технологических характеристик “высокая вязкость и большое время отверждения” не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к составам, перерабатываемым методом инжекционно-реакционного формования. Более подходящими материалами для этих целей являются полиуретановые композиции, которые легче регулируются для достижения необходимых технологических “вязкость, время отверждения” и механических “прочность, адгезия, эластичность” характеристик. Известен полиуретановый состав “Английская заявка 2038346 от 23.07.80 г. , кл. C3R C 08 G 18.08, C 09 D 3/72” для зарядов твердого ракетного топлива, взятый за прототип, полученный взаимодействием алифатического полиола с алифатическими полиизоцианатами. В данном составе используются полиолы с 4-8 функциональными группами и молекулярным весом 400-1000. В качестве диизоцианатов используются гексаметиленди- или триизоцианат. Данный состав имеет высокую “до 45 MNм-2 или до 441 кгс/см2” прочность при растяжении, но не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к составам для бронирования “скрепления” топливных элементов, т.к. обладает длительным временем отверждения. Для решения этой задачи нам необходим состав с малым временем живучести и отверждения. Целью настоящего изобретения является разработка быстроотверждающегося крепящего состава с повышенным уровнем эксплуатационных и технологических характеристик для скрепления топливных элементов противотанковых гранат методом инжекционно-реакционного формования. Для компоновки и создания рецептуры полиуретанового состава был выбран морозостойкий гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук с содержанием гидроксильных групп в пределах 0,9-2,0% и подобрана такая катализирующая система для него, которая позволила добиться сохранения текучести и живучести крепящего состава в пределах 30-40 с, при этом время отверждения составляет 5-10 мин при одностороннем термостатировании композиции на поверхности обогревающего стола. Этого удалось добиться путем использования в составе сочетания морозостойкого гидроксилсодержащего полибутадиенового каучука с содержанием гидроксильных групп 0,9-2,0% с оксидом цинка. Это сочетание помимо основы состава выполняет роль ингибитора на ранних стадиях отверждения крепящего состава и одновременно обладает каталитическим действием на последующих стадиях отверждения в целом. В предлагаемом составе компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук – 50,8 – 66,2 оксид цинка – 11,0 – 17,0 1,4-бутиленгликоль – 1,0 – 1,7 триметилолпропан – 0,1 – 0,5 масло трансформаторное – 11,0 – 17,0 4,4′-дифенилметандиизоцианат – 10,0 – 13,0 дибутилдилаурат олова – 0,02 – 0,05 Использование в составе сочетания гидроксилсодержащего полибутадиенового каучука с оксидом цинка позволяет улучшить его технологические характеристики – увеличить живучесть, улучшить его миграционную стойкость к нитроэфирам и сократить время отверждения состава до 5 – 10 минут. В таблице 1 приведены основные свойства предлагаемого крепящего состава. Из результатов, представленных в табл. 1 и 2, видно, что полиуретановые составы, имея практически одинаковый компонентный состав, резко отличаются по своим свойствам. Прототип обладает высокой прочностью при растяжении от 10 до 45 NM м-2 “от 98 до 441 кгс/см2“, имеет очень низкое удлинение от 11 до 56%. Блок целевого продукта прототипа образуется через 45 минут после возрастания вязкости смеси и повышения температуры до 60oC. Предлагаемый состав имеет удлинение при разрыве около 500% и время нарастания вязкости “потеря живучести” находится в пределах 30-40 с, а полное отверждение прелагаемого состава происходит в течение 5-10 мин. Используя предлагаемый состав, можно увеличить объем выпуска зарядов в несколько раз без дополнительных капитальных вложений. Составы, изготовленные по рецептуре, отличающейся от рецептуры предлагаемого состава ведут к ухудшению прочностных и эксплуатационных характеристик. Так содержание пластификатора выше нормы ведет к резкому увеличению времени отверждения крепящего состава, снижению его прочности. Увеличение содержания оксида цинка ведет к резкому снижению живучести состава, увеличению его вязкости и к снижению качества изготовленных зарядов. Снижение или значительное увеличение количества отвердителя ведет к увеличению времени отверждения и к потере его прочностных характеристик – состав превращается в тестообразную массу, т.е. не отверждается. Следовательно, при изготовлении предлагаемого крепящего состава следует строго придерживаться предлагаемой рецептуры. Предлагаемый состав имеет следующие достоинства: 1. Обладает хорошими реологическими свойствами, необходимыми для машинной технологии методом инжекционно-реакционного формования: – низкой вязкостью (25 Пз); – малой живучестью (30-40 с); – малым временем отверждения (5-10 мин). 2. Обладает высокой миграционной стойкостью к нитроэфирам. 3. Обеспечивает высокую эксплуатационную надежность зарядов. 4. Упрощает технологию изготовления зарядов. Стендовые испытания натурных зарядов, изготовленных с предлагаемым составом, показали хорошую работоспособность в широком интервале температур “плюс 50 минус 50oC, а следовательно, достаточно высокий уровень механических и адгезионных характеристик. Предлагаемый состав внедрен на зарядах “щеточного” типа для скрепления пучка топливных элементов с дном камеры ракетного двигателя на Пермском заводе им. С.М. Кирова. Формула изобретения
Гидроксилсодержащий полибутадиеновый каучук – 50,8 – 66,2 Оксид цинка – 11,0 – 17,0 1,4-Бутиленгликоль – 1,0 – 1,7 Триметилолпропан – 0,1 – 0,5 Масло трансформаторное – 11,0 – 17,0 4,4′-Дифенилметандиизоцианат – 10,0 – 13,0 Дибутилдилаурат олова – 0,02 – 0,05 РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
