ТЕРМОСТОЙКИЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ Российский патент 2005 года по МПК C06B29/02 C06B45/10 

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 хлорнокислый24-42Сополимер бутадиена и нитрила акриловой1,5-2,0кислоты (СКН 4 ОНХ) Целлюлоза0,5-1,0Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил0,02-0,17целлюлоза ТитанОстальное,

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)- 85-70смесь 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 составаСила состава, кДж/кгТеплота сгорания, ккал/кгАдиабатическая температура горения, К при Р=1 атОбъем газов, см³/г при Т=0°С P=760 мм.рт.ст.Калий хлорнокислый - 55,00%223,6559,31745,0220,6Железосинеродистый свинец - 45,00%    Варианты состава-прототипа:    Вариант №1    Хлористый калий - 42,00%272,2796,33497,9209,8Сополимер 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%98,3671,22962,389,5Сополимер 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%107,3603,22671,7108,2Сополимер 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%535,7609,02495,2528,6Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 14,25%    Фенолоформальдегидная смола - 0,75%    Вариант №2    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%518,4596,42919,4511,95Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 7,5%    Фенолоформальдегидная смола - 7,5%    Вариант №3    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%495,3572,92604,9488,8Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 0,75%    Фенолоформальдегидная смола - 14,25%    Вариант №4    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 75%397,4340,21474,3389,8Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 17%    Фенолоформальдегидная смола - 8%    Вариант №5    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 70%317,2301,91120,4313,0сополимер 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%610620625595Железосинеродистый свинец - 45,00%    Варианты состава прототип:735743759726Вариант №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 №2259265271242Хлористый 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 №3290305316284Хлористый 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%1411142915101393Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 14,25%    Фенолоформальдегидная смола - 0,75%    Вариант №2    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%1396141714971370Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 7,5%    Фенолоформальдегидная смола - 7,5%    Вариант №3    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%1371139014601350Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 0,75%    Фенолоформальдегидная смола - 14,25%    Вариант №4    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 75%1080109011101050Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 17%    Фенолоформальдегидная смола - 8%    Вариант №5    Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 70%887892954865Сополимер 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.

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.

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 калия85-70Смесь сополимера бутадиена и нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой15-30

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

Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты5-95Фенолоформальдегидная смолаОстальное