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JPH0475877B2 - - Google Patents
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JPH0475877B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0475877B2
JPH0475877B2 JP10775386A JP10775386A JPH0475877B2 JP H0475877 B2 JPH0475877 B2 JP H0475877B2 JP 10775386 A JP10775386 A JP 10775386A JP 10775386 A JP10775386 A JP 10775386A JP H0475877 B2 JPH0475877 B2 JP H0475877B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propellant
binder
polyether
combustion
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP10775386A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62265192A (en
Inventor
Akihiko Yamamoto
Yoshinori Takano
Sunao Sonobe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil and Fats Co Ltd filed Critical Nippon Oil and Fats Co Ltd
Priority to JP10775386A priority Critical patent/JPS62265192A/en
Publication of JPS62265192A publication Critical patent/JPS62265192A/en
Publication of JPH0475877B2 publication Critical patent/JPH0475877B2/ja
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、コンポジツト推進薬に関する。詳し
くは、主成分が側鎖にメチルアジド基をもつ特定
のポリエーテルであるバインダを含有せる燃焼特
性を低下することなく物理的特性が改善された高
エネルギーバインダ型コンポジツト推進薬に関す
る。 (従来の技術) コンポジツト推進薬は、酸化剤とそのマトリツ
クス兼燃料となるバンンダを主成分とし、必要に
応じて助燃剤として金属粉が添加された組成を有
しており、その優れた燃焼特性及び物理的特性に
より、高性能ロケツトモータ用推進薬として広く
使用されている。代表的な酸化剤としては、過塩
素酸アンモニウムやニトラミン及び硝酸アンモニ
ウム等が使用され、同じくバインダとしては、ポ
リブタジエンやポリウレタン等が使用されてい
る。又、助燃剤としてはアルミ粉等が使用されて
いる。 コンポジツト固体推進薬の燃焼性能の改善はこ
れら各成分に燃焼特性の優れたものを使用するこ
とにより達成できる。 しかしながら、酸化剤や助燃剤は、その安定
性、安定性及び毒性等の制約により、実用面で
は、前記の種類に限定されている。従つて、近
年、高エネルギー化したバインダ成分を含有する
ことにより、推進薬の燃焼性能が改善された高エ
ネルギーバインダ型コンポジツト固体推進薬の研
究が盛んに行なわれている。たとえば、ニトロ可
塑剤のような高エネルギー可塑剤を通常のバイン
ダ成分であるポリウレタン等に添加したバインダ
を含有する推進薬が検討されているが、この場合
可塑剤の量が増大するに従い、推進薬の物性が低
下する問題があつた。 そこで、最近はバインダの主成分となる官能基
をもつプレポリマ自体を高エネルギー化した推進
薬が検討されている。その代表的なプレポリマと
してアジド基を保有した末端水酸基ポリエーテル
が研究されており、中でも米国特許4268450号明
細書で開示されている、側鎖にメチルアジド基を
もつ末端水酸基脂肪族ポリエーテルが実用上もつ
とも有望視されている。そのポリエーテルは次の
一般式で表わされる。 こゝでXは、10から60である。 このポリエーテルは、推進薬バインダ用プレポ
リマとしてみた場合、次のような利点、特徴を有
している。 (1) 生成熱が高い。 (2) 密度が高い。 (3) 窒素含有量が多い。 また、従来の有機アジ化物と比べ安定性、安全
性がはるかに優れていることも確認されている。 こゝで、(1)については、推進薬の燃焼特性の
内、比推力の増大に寄与し、(2)は、同じく、密
度、比推力の増大につながる。(3)は、バインダの
分解と燃焼時に、多量のN2ガスを発生して推進
薬の比推力の増大に寄与し、又、他のバインダに
比べ、炭素、水素原子の割合が少いことから、推
進薬の酸化剤の量、すなわち、固型分の割合が少
なくてすみ、従つて、推進薬スラリーの粘度が低
下することから推進薬の製造性の向上に寄与す
る。 (発明が解決しようする問題点) 然しながら前記()式で示されるポリエーテ
ルは、前述のように推進薬バインダとして用いた
場合、燃焼特性や製造性において非常に優れた特
徴を有する反面、推進薬の低温下での物理的特性
が著しく悪いという大きな問題点があつた。 本発明者らは、前記の問題点を考慮して鋭意研
究した結果、前記()式で表わされるポリエー
テルの主鎖にエチレンオキサイド及びプロピレン
オキサイド又はそれらのいずれかを特定量付加重
合させたポリエーテルをバインダとして含有する
推進薬はその燃焼性能を低下させずに低温の物理
的特性を著しく改善されているという知見を得て
本発明を完成した。 (問題点を解決するための手段) すなわち、本発明はバインダの主成分が、側鎖
にメチルアジド基を有する末端水酸基脂肪族ポリ
エーテルである高エネルギーバインダ型コンポジ
ツト推進薬において、 前記末端水酸基脂肪族ポリエーテルが 一般式 (式中nは10〜35、m+lは1〜35を表わす。)
で示されるものであることを特徴とする高エネル
ギーバインダ型コンポジツト推進薬に関する。 こゝで、一般式()においてnが10より少な
ければ、推進薬の物理的特性の内、伸びが低下す
る。nが35をこえれば、同じく物理的特性の内、
抗張力が低下し、かつ、当ポリエーテルの粘度が
高くなることから、推進薬の製造性が悪くなる傾
向にある。好ましくは、n=14〜30の範囲であ
る。 又、m+lが35をこえれば、推進薬の燃焼性能
が低下する。好ましくは、m+lがn×0.2から
n×1.0の範囲である。 一般式()で示されるポリエーテルは推進薬
中に7〜30重量%の範囲で含有されることが好ま
しく、7重量%より少なければ、又は30重量%を
越えれば、いずれの場合も推進薬の比推力が低下
する、さらに好ましくは、10〜25重量%の範囲で
ある。 一般式()で示されるポリエーテルの合成法
を例示する。反応開始例として、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、α−モノクロル−
ヒドリン及びそれらの重合体からなるジオール類
に反応触媒を溶解した系中へ、エピクロルヒドリ
ンとエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイ
ド、もしくは、エピクロルヒドリンとエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドとを付加反応さ
せ、側鎖にクロルメチル基をもつ末端水酸基脂肪
族ポリエーテルを合成する。次に、前記ポリエー
テルとアジ化ナトリウムを溶媒中で、所定の温
度、時間で反応させることにより、一般式()
で表わされるポリエーテルが得られる。得られた
ポリエーテルは、元素分析、赤外吸光分析、分子
量測定、水酸基の化学分析等、各種分析により、
一般式()で表わされる構造を有することが確
認される。 本発明の推進薬中のバインダは前述のポリエー
テルの他に架橋剤と硬化剤、さらに必要に応じて
可塑剤、酸化剤とバインダの接着性を付与する結
合剤、硬化触媒、老化防止剤等の添加剤により構
成される。 架橋剤としては、トリメチロールプロパン
(TMP)、及びポリエーテルトリオール、ポリエ
ステルトリオール等、3官能以上の多官能ポリオ
ール類等があり、好ましくは、TMPおよび分子
量1000以下の3官能ポリオールである。 硬化剤としては、例えば、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート(HMDI)、イソフオロンジイソシ
アネート(IPDI)、トリレンジイソシアネート等
のジイソシアネート化合物があり、好ましくは
HMDI、又はIPDIである。 可塑剤としては、ジオクチルアジペート(D−
OA)、ジオクチルセバケート(DOS)、ジイソデ
シルアジペート(DIDA)、イソデシルペラゴネ
ート等のエステル類の他、1,2,4ブタントリ
オールトリナイトレート(BTTN)、トリメチロ
ールエタントリナイトレート(TMETN)、トリ
エチレングリコールジナイトレート(TEGDN)
等のニトロ可塑剤等を使用する。 結合剤としては、ビスイソフタロイル1−(2
メチル)アジリジン(HX−752、3M社製)等の
アジリジン系、テトラエチレンペンタミンとアク
リロニトリルの反応生成物(TEPAN又はHX−
879、3M社製)テトラエチレンペンタミンとアク
リロニトリル及びグリシドールとの反応生成物
(TEPANOL又はHX−878、3M社製)等のアミ
ン系、ジヒドロキシエチル5,5ジメチルヒダン
トイン(DHE)等のヒダントイン系及びシラン
カツプリング剤(A−1100、日本ユニカー社製)
等を使用する。 硬化触媒としては、例えばジブチルスズジラウ
レート(DBTDL)、ジブチルスズジ(2−エチ
ルヘキソエート)等、有機スズ化合物やトリエチ
レンジアミン等のアミン類を使用する。 老化防止剤としては、例えば2,2′−メチレン
−ビス(4メチル−6−ターシヤリブチルフエノ
ール)や、フエニル−β−ナフチルアミン及びジ
フエニルアミンとアセトンとの反応生成物(ノン
フレツクスBA、精工化学社製)等を使用する。 コンポジツト推進薬を製造する場合、前述のバ
インダを通常10〜35重量%使用し、それに酸化剤
を加え、また必要に応じて、性能を調整するため
に助燃剤や燃焼調整剤が加えられる。 酸化剤としては、通常過塩素酸アンモニウム
(AP)、シクロテトラメチレンテトラニトラミン
(HMX)、シクロトリメチレントリニトラミン
(RDX)、トリアミノグアニジンナイトレート
(TAGN)、及び硝酸アンモニウム(AN)等が用
いられる。 なお、APとANはその含有水分と硬化剤であ
るイソシアネートとの反応を防止する為に、エポ
キシ樹脂等熱硬化性樹脂やポリ塩化ビニル等の熱
可塑性樹脂でコーテイングしたものも用いられ
る。 助燃剤としては、アルミニウム、ボロン等の金
属粉体が、燃焼調整剤としては、酸化鉄やフエロ
セン誘導体及びカルボラン誘導体、更には鉛塩、
カーボン等が使用される。 本発明の高エネルギーバインダ型コンポジツト
推進薬の各成分の割合は、一般に次の通りであ
る。バインダが10〜35重量%、酸化剤が65〜90重
量%であり、必要に応じて助燃剤が5〜20重量
%、燃焼調整剤等各種添加剤が1〜10重量%含ま
れる。 以上の成分に相当する原料を用いて、通常の製
造方法により本発明の高エネルギーバインダ型コ
ンポジツト推進薬が得られる。 (発明の作用および効果) 本発明の高エネルギーバインダ型コンポジツト
推進薬は、従来公知の()式で示されるポリエ
ーテルを含有する高燃焼性能を保有する推進薬と
比べ、燃焼特性を低下させることなく、低温下で
の物理的特性が格段に改善される。この効果は
()式で示されるポリエーテルの主鎖にエチレ
ンオキサイドとプロピレンオキサイドの少なくと
も1種が付加重合した重合体の作用によるもので
あることが実施例、比較例により証明されてい
る。 (実施例) 以下、本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。 実施例 1 (一般式()で示されるポリエーテルの合
成) まず、バインダの主成分となるポリエーテルを
以下のようにして製造した。 気密反応容器にエチレングリコール62.0gと三
フツ化ホウ素のエーテル錯塩10.5gをとり、さら
にエピクロールヒドリン(ECH)とエチレンオ
キサイド(EO)をECH:EO=10:5.5(モル比)
の比率で混合したもの2570gを反応容器にいれ30
℃ないし60℃の加温下、0.5ないし5.0Kg/cm2の加
圧下で窒素ガスふん囲気中で付加反応させた。次
いで反応生成物を70〜90℃に加温し、減圧下で未
反応のECH及びEOを除去した。さらに10%炭酸
ナトリウム水溶液で触媒を中和し、PHを5〜7に
した。その後80〜100℃に加温し減圧下に水を除
去しろ過精製し淡黄色透明液体のECH−EOコポ
リマー2500gを得た、このものは水酸基価46.8で
あつた。 次に、前記のECH−EOコポリマー1500gとア
ジ化ナトリウム1500gとをDMF中、100℃の加温
下で72時間反応させた。その後、室温まで冷却し
塩化メチレンを加え、蒸留水にて洗浄しDMF及
び未反応のアジ化ナトリウムを除去した。次いで
硫酸ナトリウムにて水分を除去した後、ろ過し減
圧下にて塩化メチレンを除去し、こはく色透明液
状のポリエーテル1300gを得た。 (ポリエーテルの物性) 以上の方法で得られた液状プレポリマーは、元
素分析、分子量測定、赤外吸光分析、水酸基の化
学分析等各種分析により、一般式()で示され
るn=20、m=11、l=0である、側鎖にメチル
アジド基をもつ末端水酸基脂肪ポリエーテルであ
ることを確認した。当ポリエーテルの分析値を以
下に示す。 元素分析結果:C39.6 H5.9 N33.8(重量%) 分子量:2500 赤外吸収:2100cm-1にN3基の吸収確認 水酸基価:45.0 官能基数:2 密度:1.3g/m3 (本発明の推進薬の製造および物性) 次に、上記ポリエーテル85.81重量部に、架橋
剤であるトリメチロールプロパン(TMP)2.06
重量部、硬化触媒であるジブチルチンジラウレー
ト0.01重量部および結合剤としてテトラエチレン
ペンタミンとアクリロニトリルとグリシドールと
の反応生成物(TEPANOL)1.72重量部を添加
し混合後混合物に酸化剤である過塩素酸アンモニ
ウムを所定量仕込んで60℃に加温し30分間真空混
和を行つた。次に、硬化剤であるヘキサメチレン
ジイソシアネート(HMDI)10.4重量部を仕込
み、さらに10分間真空混和を行なつてスラリー状
となつた混和物を得た。この混和物を所定の成型
容器に真空下で注型し、脱泡後60℃7日間硬化し
て本発明の推進薬を得た。なお、前記の真空混和
直後のスラリー状の混和物について、その60℃に
おける粘度をE型粘度計を用いて測定した。バイ
ンダ配合組成、推進薬配合組成を第1表に、粘度
を第2表に示す。 また、前記の推進薬を用いて以下に示す方法で
引張特性及び燃焼特性を測定し、得られた結果を
第2表に示す。 (引張特性) 前記の推進薬から、推進薬物性懇談会で規定さ
れた引張試験片を作製し、引張速度50mm/分、試
験温度20℃及び−30℃にて引張試験を行い、最大
応力(抗張力)、最大応力時の歪み(伸び)及び
弾性率を求めた。 なお、推進薬物性懇談会で規定した引張試験片
は、全長が125mmで両端部は幅25mmであり、両端
部間に長さ50mm、幅10mmの中央直線部がある厚さ
10mmの試験片である。 (燃焼特性) 直径80mm、長さ140mmで中央に直径40mmの内孔
を有する円筒状の形状をもつ推進薬を作製し、そ
の外周側面をエポキシ樹脂にて被覆した薬幹を作
成した。当薬幹を内計84mmの標準ロケツトモータ
用チヤンバに装填して、圧力50Kgf/m2となるよ
うにノズルスロート径を調整し通常の小型ロケツ
トモータ燃焼スタンド装置を使用して、推進薬の
比推力及び燃焼速度を測定した。なお、ノズルの
開口比は6である。 実施例 2〜29 実施例1と同様の方法でn、m、lの数を変化
させた一般式()で表わされるポリエーテルを
それぞれ合成した。またバインダ量、バインダ成
分の種類と配合比、酸化剤の種類と配合比、燃焼
調整剤の配合比、助燃剤の配合比を変化させた本
発明の推進薬を作薬し、実施例1と全く同様にス
ラリー粘度、引張特性、燃焼特性を測定した。バ
インダ配合組成、推進薬配合組成を第1表に、ス
ラリ粘度、引張強度、及び燃焼特性を第2表に示
す。
(Industrial Field of Application) The present invention relates to composite propellants. Specifically, the present invention relates to a high-energy binder-type composite propellant containing a binder whose main component is a specific polyether having a methyl azide group in the side chain, and which has improved physical properties without deteriorating the combustion properties. (Prior art) Composite propellants have a composition in which the main components are an oxidizing agent and a binder that serves as a matrix and fuel, with metal powder added as a combustion improver if necessary, and it has excellent combustion characteristics. It is widely used as a propellant for high-performance rocket motors due to its physical properties and properties. As typical oxidizing agents, ammonium perchlorate, nitramine, ammonium nitrate, etc. are used, and as binders, polybutadiene, polyurethane, etc. are used. Also, aluminum powder or the like is used as a combustion aid. Improvement in the combustion performance of composite solid propellants can be achieved by using components with excellent combustion characteristics for each of these components. However, in practical terms, oxidizing agents and combustion improvers are limited to the above-mentioned types due to restrictions such as their stability, stability, and toxicity. Therefore, in recent years, research has been actively conducted on high-energy binder type composite solid propellants, which have improved combustion performance by containing binder components with high energy content. For example, propellants containing binders in which high-energy plasticizers such as nitroplasticizers are added to polyurethane, which is a common binder component, are being considered; however, in this case, as the amount of plasticizer increases, the propellant There was a problem that the physical properties of the material deteriorated. Therefore, recently, propellants in which the prepolymer itself, which is the main component of the binder and has functional groups, has a high energy content have been studied. As a representative prepolymer, polyethers with terminal hydroxyl groups having azide groups have been studied, and among them, aliphatic polyethers with terminal hydroxyl groups having methyl azide groups in the side chains, which are disclosed in US Pat. No. 4,268,450, are practically It is viewed as promising. The polyether is represented by the following general formula. Here, X is from 10 to 60. This polyether has the following advantages and characteristics when viewed as a prepolymer for a propellant binder. (1) High heat of formation. (2) High density. (3) High nitrogen content. It has also been confirmed that it has far superior stability and safety compared to conventional organic azides. Here, regarding (1), among the combustion characteristics of the propellant, it contributes to an increase in specific impulse, and (2) similarly leads to an increase in density and specific impulse. (3) When the binder is decomposed and burned, a large amount of N2 gas is generated, which contributes to increasing the specific impulse of the propellant, and the proportion of carbon and hydrogen atoms is small compared to other binders. Therefore, the amount of oxidizing agent in the propellant, that is, the proportion of solid content, can be reduced, and the viscosity of the propellant slurry is therefore reduced, which contributes to improving the productivity of the propellant. (Problems to be Solved by the Invention) However, when used as a propellant binder as described above, the polyether represented by the formula () has very excellent characteristics in terms of combustion characteristics and manufacturability. A major problem was that the physical properties at low temperatures were extremely poor. As a result of intensive research in consideration of the above-mentioned problems, the present inventors have discovered a polyether in which a specific amount of ethylene oxide and/or propylene oxide is added to the main chain of the polyether represented by the above formula (). The present invention was completed based on the finding that a propellant containing ether as a binder has significantly improved low-temperature physical properties without reducing its combustion performance. (Means for Solving the Problems) That is, the present invention provides a high energy binder type composite propellant in which the main component of the binder is a terminal hydroxyl group aliphatic polyether having a methyl azide group in the side chain. Polyether has the general formula (In the formula, n represents 10 to 35, and m+l represents 1 to 35.)
The present invention relates to a high energy binder type composite propellant characterized by the following: Here, if n is less than 10 in the general formula (), elongation among the physical properties of the propellant will decrease. If n exceeds 35, among the physical characteristics,
Since the tensile strength decreases and the viscosity of the polyether increases, the productivity of the propellant tends to deteriorate. Preferably, n=14-30. Moreover, if m+l exceeds 35, the combustion performance of the propellant will deteriorate. Preferably, m+l ranges from n×0.2 to n×1.0. The polyether represented by the general formula () is preferably contained in the propellant in an amount of 7 to 30% by weight, and if it is less than 7% by weight or exceeds 30% by weight, the propellant may More preferably, the specific impulse is in the range of 10 to 25% by weight. A method for synthesizing polyether represented by general formula () will be exemplified. Examples of reaction initiation include ethylene glycol, propylene glycol, α-monochloro-
Epichlorohydrin and ethylene oxide or propylene oxide, or epichlorohydrin, ethylene oxide, and propylene oxide are subjected to an addition reaction in a system in which a reaction catalyst is dissolved in diols made of hydrin and their polymers, and a chloromethyl group is added to the side chain. Synthesize an aliphatic polyether with a terminal hydroxyl group. Next, by reacting the polyether and sodium azide in a solvent at a predetermined temperature and time, the general formula ()
A polyether represented by is obtained. The obtained polyether was subjected to various analyzes such as elemental analysis, infrared absorption analysis, molecular weight measurement, and chemical analysis of hydroxyl groups.
It is confirmed that it has a structure represented by the general formula (). In addition to the above-mentioned polyether, the binder in the propellant of the present invention includes a crosslinking agent and a curing agent, and if necessary, a plasticizer, an oxidizing agent, a binder that imparts adhesion to the binder, a curing catalyst, an anti-aging agent, etc. It is composed of additives. Examples of the crosslinking agent include trimethylolpropane (TMP) and polyfunctional polyols having trifunctionality or more, such as polyether triol and polyester triol, and preferably TMP and trifunctional polyols having a molecular weight of 1000 or less. Examples of the curing agent include diisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate (HMDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and tolylene diisocyanate.
HMDI or IPDI. As a plasticizer, dioctyl adipate (D-
In addition to esters such as OA), dioctyl sebacate (DOS), diisodecyl adipate (DIDA), and isodecyl pelagonate, 1,2,4 butanetriol trinitrate (BTTN), trimethylolethane trinitrate (TMETN) ), triethylene glycol dinitrate (TEGDN)
Use nitro plasticizers such as As a binder, bisisophthaloyl 1-(2
Aziridine series such as methyl) aziridine (HX-752, manufactured by 3M), reaction products of tetraethylenepentamine and acrylonitrile (TEPAN or HX-
879, manufactured by 3M Company) Amine-based products such as the reaction product of tetraethylenepentamine with acrylonitrile and glycidol (TEPANOL or HX-878, manufactured by 3M Company), hydantoin-based products such as dihydroxyethyl-5,5-dimethylhydantoin (DHE), and Silane coupling agent (A-1100, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.)
etc. As the curing catalyst, for example, organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate (DBTDL) and dibutyltin di(2-ethylhexoate) and amines such as triethylenediamine are used. Examples of anti-aging agents include 2,2'-methylene-bis(4-methyl-6-tert-butylphenol), a reaction product of phenyl-β-naphthylamine and diphenylamine with acetone (Nonflex BA, manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd.). ) etc. When producing composite propellants, the binder described above is typically used in an amount of 10 to 35% by weight, an oxidizing agent is added thereto, and, if necessary, combustion improvers and combustion modifiers are added to adjust the performance. Oxidizing agents typically include ammonium perchlorate (AP), cyclotetramethylenetetranitramine (HMX), cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), triaminoguanidine nitrate (TAGN), and ammonium nitrate (AN). used. Note that AP and AN may be coated with a thermosetting resin such as epoxy resin or a thermoplastic resin such as polyvinyl chloride in order to prevent the reaction between their moisture content and isocyanate, which is a curing agent. As combustion improvers, metal powders such as aluminum and boron are used; as combustion modifiers, iron oxide, ferrocene derivatives, carborane derivatives, lead salts,
Carbon etc. are used. The proportions of each component of the high energy binder type composite propellant of the present invention are generally as follows. The binder is 10 to 35% by weight, the oxidizing agent is 65 to 90% by weight, and if necessary, 5 to 20% by weight of a combustion improver and 1 to 10% by weight of various additives such as a combustion modifier are included. The high-energy binder type composite propellant of the present invention can be obtained using raw materials corresponding to the above-mentioned components and by a conventional manufacturing method. (Operations and Effects of the Invention) The high-energy binder type composite propellant of the present invention has lower combustion characteristics compared to the conventionally known propellant containing polyether represented by the formula () and possessing high combustion performance. The physical properties at low temperatures are significantly improved. It has been proven by Examples and Comparative Examples that this effect is due to the action of a polymer obtained by addition polymerization of at least one of ethylene oxide and propylene oxide to the main chain of the polyether represented by the formula (). (Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically explained using examples. Example 1 (Synthesis of polyether represented by general formula ()) First, a polyether to be the main component of the binder was manufactured as follows. Add 62.0 g of ethylene glycol and 10.5 g of ether complex salt of boron trifluoride to an airtight reaction vessel, and then add epichlorohydrin (ECH) and ethylene oxide (EO) to ECH:EO=10:5.5 (molar ratio).
Put 2570g of the mixture in the ratio of 30 into a reaction container.
The addition reaction was carried out under heating at a temperature of 0.degree. C. to 60.degree. C. and a pressure of 0.5 to 5.0 kg/ cm.sup.2 in a nitrogen gas atmosphere. The reaction product was then heated to 70-90°C and unreacted ECH and EO were removed under reduced pressure. Furthermore, the catalyst was neutralized with a 10% aqueous sodium carbonate solution to bring the pH to 5-7. Thereafter, the mixture was heated to 80 to 100°C, water was removed under reduced pressure, and purified by filtration to obtain 2500 g of ECH-EO copolymer as a pale yellow transparent liquid, which had a hydroxyl value of 46.8. Next, 1500 g of the ECH-EO copolymer and 1500 g of sodium azide were reacted in DMF at 100° C. for 72 hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, diluted with methylene chloride, and washed with distilled water to remove DMF and unreacted sodium azide. After water was removed using sodium sulfate, the mixture was filtered and methylene chloride was removed under reduced pressure to obtain 1300 g of amber transparent liquid polyether. (Physical properties of polyether) The liquid prepolymer obtained by the above method was found to have the general formula () with n = 20, m = 11, l = 0, and it was confirmed that it was a terminal hydroxyl group fatty polyether having a methyl azide group in the side chain. The analytical values of this polyether are shown below. Elemental analysis results: C39.6 H5.9 N33.8 (wt%) Molecular weight: 2500 Infrared absorption: Confirmed absorption of N3 groups at 2100 cm -1 Hydroxyl value: 45.0 Number of functional groups: 2 Density: 1.3 g/m 3 ( Production and physical properties of propellant of the present invention) Next, 2.06 parts of trimethylolpropane (TMP), which is a crosslinking agent, was added to 85.81 parts by weight of the above polyether.
parts by weight, 0.01 parts by weight of dibutyltin dilaurate as a curing catalyst and 1.72 parts by weight of a reaction product of tetraethylene pentamine, acrylonitrile and glycidol (TEPANOL) as a binder, and after mixing, perchloric acid as an oxidizing agent was added to the mixture. A predetermined amount of ammonium was charged, heated to 60°C, and mixed under vacuum for 30 minutes. Next, 10.4 parts by weight of hexamethylene diisocyanate (HMDI) as a curing agent was added, and vacuum mixing was further performed for 10 minutes to obtain a slurry-like mixture. This mixture was poured into a predetermined molding container under vacuum, and after degassing, it was cured at 60° C. for 7 days to obtain the propellant of the present invention. The viscosity at 60° C. of the slurry-like mixture immediately after vacuum mixing was measured using an E-type viscometer. The binder composition and propellant composition are shown in Table 1, and the viscosity is shown in Table 2. Further, the tensile properties and combustion properties were measured using the above propellant by the methods shown below, and the obtained results are shown in Table 2. (Tensile properties) A tensile test piece specified by the Propellant Properties Committee was prepared from the above propellant, and a tensile test was performed at a tensile speed of 50 mm/min and a test temperature of 20°C and -30°C, and the maximum stress ( Tensile strength), strain at maximum stress (elongation), and elastic modulus were determined. The tensile test specimen specified by the Propellant Drug Properties Committee has a total length of 125 mm, a width of 25 mm at both ends, and a thickness with a central straight section of 50 mm length and 10 mm width between both ends.
This is a 10mm test piece. (Combustibility characteristics) A propellant having a cylindrical shape with a diameter of 80 mm and a length of 140 mm and an inner hole of 40 mm in diameter in the center was prepared, and a drug trunk was prepared by coating the outer peripheral side with epoxy resin. Load this propellant into a standard rocket motor chamber with a total internal diameter of 84 mm, adjust the nozzle throat diameter so that the pressure is 50 Kgf/ m2 , and use a normal small rocket motor combustion stand device to determine the propellant ratio. The thrust and burning rate were measured. Note that the aperture ratio of the nozzle is 6. Examples 2 to 29 In the same manner as in Example 1, polyethers represented by the general formula () were synthesized by varying the numbers of n, m, and l. In addition, the propellants of the present invention with different amounts of binder, types and blending ratios of binder components, types and blending ratios of oxidizers, blending ratios of combustion modifiers, and blending ratios of combustion improvers were formulated, and the propellants of Example 1 and Slurry viscosity, tensile properties, and combustion properties were measured in exactly the same manner. The binder composition and propellant composition are shown in Table 1, and the slurry viscosity, tensile strength, and combustion characteristics are shown in Table 2.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 第1表中バインダ配合組成、推進薬配合組成中
の各記号は次の物質を示す。 TMP:トリメチロールプロパン HMDI:ヘキサメチレンジイソシアネート DBTDL:ジブチルスズジラウレート TEPANOL:テトラエチレンペンタミンとアク
リロニトリルとグリシドールとの反応生成物
(HX−878、3M社製) DHE:ジヒドロキシエチル5,5ジメチルヒダ
ントイン BTTN:1,2,4ブタントリオールトリナイ
トレート DOA:ジオクチルアジペート HMX:シクロテトラメチレンテトラニトラミン RDX:シクロトリメチレントリニトラミン TAGN:トリアミノグアニジンナイトレート
[Table] Each symbol in the binder composition and propellant composition in Table 1 indicates the following substances. TMP: Trimethylolpropane HMDI: Hexamethylene diisocyanate DBTDL: Dibutyltin dilaurate TEPANOL: Reaction product of tetraethylenepentamine, acrylonitrile, and glycidol (HX-878, manufactured by 3M) DHE: Dihydroxyethyl 5,5 dimethylhydantoin BTTN: 1 , 2,4 butanetriol trinitrate DOA: dioctyl adipate HMX: cyclotetramethylenetetranitramine RDX: cyclotrimethylene trinitramine TAGN: triaminoguanidine nitrate

【表】【table】

【表】【table】

【表】 比較例 1〜13 一般式()で表わされる従来のポリエーテル
を使用し、バインダと推進薬の配合組成をかえて
推進薬を実施例1に準じた方法で作成し、同様の
方法でスラリー粘度、引張強度、老化特性、燃焼
特性を測定した。 配合組成を第3表に、各種測定結果を第4表に
示す。
[Table] Comparative Examples 1 to 13 Propellants were prepared in the same manner as in Example 1 by using conventional polyether represented by the general formula () and changing the composition of the binder and propellant. Slurry viscosity, tensile strength, aging characteristics, and combustion characteristics were measured. The composition is shown in Table 3, and the various measurement results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例1〜17と比較例1は、バインダ量が20重
量%、酸化剤として過塩素酸アンモニウムの量が
80重量%の推進薬である。こゝで、−30℃の低温
下での伸び(最大応力時歪)は実施例1〜17で
は、ポリエーテル()のm又はlの数が少くな
ると伸びが減少する傾向があるが、比較例1と比
較すれば、何れも著しく大きく、本発明の推進薬
においては低温の伸びが大幅に改善されているこ
とが明らかである。また、燃焼特性を比較すれ
ば、若干の大小はあるものゝ実施例1〜17の推進
薬は比較例1の推進薬と同等であることが明らか
である。 更に実施例18〜29では、バインダ及び推進薬の
配合組成を変えた場合の推進薬であり、各々の組
成に比較例2〜13が対応している。こゝでも、実
施例と比較例を比較すれば、実施例に示される本
発明の推進薬の−30℃に於ける低温下の伸びが比
較例に比べ、著しく増大していることが明らかで
ある。又、燃焼特性は、実施例、比較例とも同等
であることが明らかである。即ち本発明の推進薬
は燃焼特性を低下させず、しかも低温時の物理的
特性が改良されている。
[Table] In Examples 1 to 17 and Comparative Example 1, the binder amount was 20% by weight, and the amount of ammonium perchlorate as the oxidizing agent was 20% by weight.
It is 80% propellant by weight. Here, in Examples 1 to 17, the elongation at a low temperature of -30°C (strain at maximum stress) tends to decrease as the number of m or l in polyether () decreases, but in comparison When compared with Example 1, both values are significantly larger, and it is clear that the propellant of the present invention has significantly improved low-temperature elongation. Further, when comparing the combustion characteristics, it is clear that the propellants of Examples 1 to 17 are equivalent to the propellant of Comparative Example 1, although there are some differences in size. Further, Examples 18 to 29 are propellants in which the blending composition of the binder and propellant is changed, and Comparative Examples 2 to 13 correspond to each composition. Here again, if we compare the Examples and Comparative Examples, it is clear that the elongation of the propellant of the present invention shown in the Examples at -30°C is significantly increased compared to the Comparative Examples. be. Furthermore, it is clear that the combustion characteristics are the same in both the Examples and Comparative Examples. That is, the propellant of the present invention does not reduce combustion characteristics and has improved physical properties at low temperatures.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 バインダの主成分が、側鎖にメチルアジド基
を有する末端水酸基脂肪族ポリエーテルである高
エネルギーバインダ型コンポジツト推進薬におい
て、 前記末端水酸基脂肪族ポリエーテルが 一般式 (式中nは10〜35、m+lは1〜35を表わす。) で示されるものであることを特徴とする高エネル
ギーバインダ型コンポジツト推進薬。 2 側鎖にメチルアジド基を有する末端水酸基脂
肪族ポリエーテルが推進薬の7〜30重量%である
特許請求の範囲第1項の高エネルギーバインダ型
コンポジツト推進薬。
[Scope of Claims] 1. A high-energy binder type composite propellant in which the main component of the binder is a terminal hydroxyl group aliphatic polyether having a methyl azide group in the side chain, wherein the terminal hydroxyl group aliphatic polyether has the general formula (In the formula, n represents 10 to 35, and m+l represents 1 to 35.) A high energy binder type composite propellant, characterized in that it is represented by the formula: 2. The high-energy binder type composite propellant according to claim 1, wherein the terminal hydroxyl group aliphatic polyether having a methyl azide group in the side chain accounts for 7 to 30% by weight of the propellant.
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