Термостойкий пиротехнический состав

Авторы патента:

Судат С.В. (RU)

Копнов В.Л. (RU)

Ватолин В.В. (RU)

Агеев М.В. (RU)

Корчагина А.С. (RU)

Петров В.Н. (RU)

C06B45/10 - органический компонент, содержащий смолу

C06B29/02 - соли щелочных металлов

Владельцы патента RU 2261852:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" (RU)

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.

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 хлорнокислый	24-42
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой	1,5-2,0
кислоты (СКН 4 ОНХ)
Целлюлоза	0,5-1,0
Метилцеллюлоза или натрийкарбоксиметил	0,02-0,17
целлюлоза
Титан	Остальное,

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)	- 85-70
смесь 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 состава	Сила состава, кДж/кг	Теплота сгорания, ккал/кг	Адиабатическая температура горения, К при Р=1 ат	Объем газов, см³/г при Т=0°С P=760 мм.рт.ст.
Калий хлорнокислый - 55,00%	223,6	559,3	1745,0	220,6
Железосинеродистый свинец - 45,00%
Варианты состава-прототипа:
Вариант №1
Хлористый калий - 42,00%	272,2	796,3	3497,9	209,8
Сополимер 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%	98,3	671,2	2962,3	89,5
Сополимер 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%	107,3	603,2	2671,7	108,2
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%	535,7	609,0	2495,2	528,6
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 14,25%
Фенолоформальдегидная смола - 0,75%
Вариант №2
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%	518,4	596,4	2919,4	511,95
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 7,5%
Фенолоформальдегидная смола - 7,5%
Вариант №3
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%	495,3	572,9	2604,9	488,8
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 0,75%
Фенолоформальдегидная смола - 14,25%
Вариант №4
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 75%	397,4	340,2	1474,3	389,8
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 17%
Фенолоформальдегидная смола - 8%
Вариант №5
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 70%	317,2	301,9	1120,4	313,0
сополимер 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%	610	620	625	595
Железосинеродистый свинец - 45,00%
Варианты состава прототип:	735	743	759	726
Вариант №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 №2	259	265	271	242
Хлористый 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 №3	290	305	316	284
Хлористый 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%	1411	1429	1510	1393
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 14,25%
Фенолоформальдегидная смола - 0,75%
Вариант №2
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%	1396	1417	1497	1370
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 7,5%
Фенолоформальдегидная смола - 7,5%
Вариант №3
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 85%	1371	1390	1460	1350
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 0,75%
Фенолоформальдегидная смола - 14,25%
Вариант №4
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 75%	1080	1090	1110	1050
Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты - 17%
Фенолоформальдегидная смола - 8%
Вариант №5
Перхлорат калия (калий хлорнокислый) - 70%	887	892	954	865
Сополимер 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.

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 калия	85-70
Смесь сополимера бутадиена и
нитрила акриловой кислоты с фенолоформальдегидной смолой	15-30

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

Сополимер бутадиена и нитрила акриловой кислоты	5-95
Фенолоформальдегидная смола	Остальное

Изобретение относится к ракетной технике. .

Твердое ракетное топливо // 2254315

Изобретение относится к области создания твердых ракетных топлив, эксплуатируемых в широком температурном диапазоне и применяемых в двигателях с зарядами, прочно скрепленными с корпусом.

Состав воспламенительный термостойкий // 2229468

Изобретение относится к составам воспламенительным термостойким, которые могут применяться для воспламенения трудноподжигаемых медленногорящих составов. .

Эластичный взрывчатый состав // 2227132

Изобретение относится к взрывчатым веществам и может быть использовано при производстве зарядов разнообразной геометрической формы различного назначения (детонирующие шнуры, разводки и т.д.).

Твердое ракетное топливо высокой эффективности на основе нитроформата гидразина // 2220125

Изобретение относится к твердому ракетному топливу для ракетных двигателей и газогенераторов. .

Взрывчатый состав (варианты) // 2086525

Изобретение относится к области разработки взрывчатых составов (ВС), в частности ВС, обладающих пластичными свойствами на время изготовления заряда. .

Состав воспламенительный термостойкий // 2229468

Состав воспламенительный термостойкий // 2202528

Изобретение относится к пиротехническим средствам воспламенения малогазовых термостойких составов, используемых для снаряжения взрывательных устройств авиационной и ракетной техники.

Газогенерирующее термостойкое топливо для скважинных аппаратов // 2183609

Изобретение относится к области создания твердых топлив, предназначенных для использования в качестве рабочего тела в скважинных аппаратах (пороховых генераторах давления (ПГД), аккумуляторах давления скважин (АДС) и др.).

Термостойкие воспламенительные составы для электровоспламенителей и способ их изготовления // 2179544

Изобретение относится к производству средств инициирования, а именно к пиротехническим составам для электрозапалов. .

Агент с повышенными взрывными характеристиками // 2163902

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к разработке карьеров с помощью взрывов горной породы, такой как известняк, гранит. .

Горючий состав для зарядов к двигателям спортивных ракет // 205662

Состав для буровзрывных работ // 2274630

Изобретение относится к взрывчатым веществам, используемым при проведении буровзрывных работ различного назначения в промышленности, в частности для отбойки блочного камня и разрушения различных объектов в щадящем режиме

Способ получения высокотемпературных конденсированных, газообразных и ионизированных продуктов взрыва для имитации условий естественных и техногенных катастроф // 2284448

Изобретение относится к области имитации условий, сопутствующих техногенным и естественным катастрофам

Состав для пиротехнических ленточных воспламенителей // 2342352

Изобретение относится к тепловым резервным источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов

Пиротехнический дымообразующий состав // 2350590

Изобретение относится к пиротехническим дымообразующим составам для маскировки или постановки ложных целей

Воспламенительный состав для электровоспламенителей // 2353604

Изобретение относится к пиротехнике

Эмульсионный предохранительный взрывчатый состав и способ его получения // 2375336

Изобретение относится к области предохранительных эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ)

Газогенерирующая композиция для получения пригодного для дыхания газа // 2394801

Изобретение относится к пиротехнике

Пиротехнический воспламенительный состав // 2501776

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов. Пиротехнический воспламенительный состав включает перхлорат калия в качестве кислородсодержащего окислителя, в качестве металлического горючего - алюминиевый порошок или порошок алюминиево-магниевого сплава, дициандиамид и фторкаучук. Состав получен в форме виброуплотненных гранул размером 1-3 мм, обеспечивающих плотное укладывание гранул в объеме изделия при снаряжении, без слипания гранул при насыпании, и формирование пористой структуры газопроницаемого слоя. Заряд из такого состава, дополнительно к воспламенительному действию при формировании высокотемпературного факела, также способен выполнять разрывное действие за счет динамичного генерирования большого количества газообразных продуктов горения в замкнутом объеме боеприпаса. При этом состав технологически безопасен за счет флегматизирующего действия фторкаучука, воспламеняется и горит в объеме от любого инициирующего импульса тепловой энергии.

Пиротехнический замедлительный состав // 2532572

Изобретение относится к пиротехническим термическим составам, содержащим неорганические соли кислородсодержащих кислот, и может быть использовано в качестве воспламенительного средства исполнительных элементов конструкций с временной задержкой горения заряда. Пиротехнический замедлительный состав включает, мас.%: окислитель в виде смеси бария хромовокислого (58-90) и калия хлорнокислого (8-30), а в качестве горючего - фенолформальдегидную смолу (2-12), которая предпочтительно используется в виде раствора в ацетоне, спирте или их смеси. Решение обеспечивает высокую чувствительность состава к инициирующему импульсу, низкую скорость горения и формирование при горении объемно-пористого шлакового остатка, газопроницаемого для продуктов горения, которые дополнительно фильтруются для полного дожигания внутри устройства в течение заданного промежутка времени. При этом обеспечено стабильное горение зарядов диаметром, сопоставимым с критическим диаметром горения (3-6 мм), а также стабильное функционирование по назначению в широком температурном диапазоне, что расширяет область использования замедлительного состава для надежной передачи огневого импульса на исполнительный элемент. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.