Заливочная композиция для бронирования малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив

 

Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки заливочной композиции для бронирования малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив. Предложена заливочная композиция, содержащая ненасыщенную полиэтиленгликольмалеинатфталатную смолу в сочетании с раствором в бутилметакрилате механохимической смеси полибутилметакрилата и молотой слюды с обязательным вводом катализатора отверждения - перекиси бензоила. Изобретение позволяет снизить полимеризационную усадку и обеспечить изготовление качественных зарядов с требуемым уровнем физико-механических, адгезионных и баллистических характеристик. 1 табл.

Изобретение относится к области ракетной техники и касается разработки заливочной композиции для бронирования малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив.

Известно применение органических полимеров для получения композиций для бронирования зарядов твердых ракетных топлив методом заливки в зазор между топливным элементом и формой (корпусом двигателя).

Например, в книге Краткий энциклопедический словарь "Энергетические конденсированные системы" под ред. Б.П. Жукова, М., Янус-К, 2000, с.69-70 описан бронирующий состав для вкладных зарядов твердого ракетного топлива, принятый за прототип, который содержит смолу, органический полимер, минеральный наполнитель и катализатор отверждения.

Несмотря на пригодность для бронирования и скрепления зарядов с камерой двигателя известным бронирующим составом ему присущи и существенные недостатки - наличие значительных усадочных явлений, не допустимых требованиями, предъявляемыми к зарядам малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив, и малая огне-эрозионная стойкость. Вышеуказанные недостатки способствуют появлению дефектов в бронепокрытии в виде раковин и отслоений как от топлива, так и от корпуса ракетного двигателя из-за большой полимеризационной усадки.

При использовании известного бронирующего состава возникает до 25-30% усадочных явлений. В случае использования его для бронирования вкладных зарядов выявляется и другой недостаток - малая огне-эрозионная стойкость.

Известный бронирующий состав не может быть использован для бронирования малогабаритных зарядов из двухосновных топлив из-за большой полимеризационной усадки и малой оге-эрозионной стойкости.

Технической задачей, решаемой в рамках настоящего изобретения, является создание такой заливочной композиции, которая обладает наряду с малой полимеризационной усадкой удовлетворительной огне-эрозионной стойкостью.

Технический результат достигается за счет того, что заливочная композиция для бронирования малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив содержит ненасыщенную полиэтиленгликольмалеинатфталатную смолу в сочетании с раствором в бутилметакрилате механохимической смеси органического полимера - полибутилметакрилата и наполнителя - молотой слюды, при этом в качестве катализатора отверждения она содержит перекись бензоила при следующем соотношении компонентов, мас.%: - ненасыщенная полиэтиленгликольмалеинатфталатная смола - 29-31; - бутилметакрилат 37-39; - органический полимер - полибутилметакрилат -14,6-15,5; - минеральный наполнитель - молотая слюда - 16,4 - 17,5; - перекись бензоила - 0,6-1,4.

Введение наполнителей в виде раствора в бутилметакрилате полибутилметакрилата и молотой слюды помимо повышения огне-эрозионной стойкости способствует упрочнению предлагаемой заливочной композиции и решает проблемы по снижению усадочных явлений при полимеризации. Используемое сочетание предлагаемых компонентов обеспечивает технологические свойства заливочной композиции, нормальное формирование бронепокрытия и удовлетворительные физико-механические, адгезионные его свойства и баллистические характеристики бронированных зарядов.

В таблице приведены основные свойства предлагаемой заливочной композиции Заявляемые пределы соотношений компонентов определялись экспериментальным путем и являются оптимальными по формированию структуры матрицы состава. Упрочнение состава происходит за счет сополимеризации бутилметакрилата с соединениями, в которых двойные связи достаточно удалены друг от друга, в частности с ненасыщенной полиэтиленгликольмалеинатфталатной смолой. Данное соотношение компонентов обеспечивает достижение высокого комплекса физико-механических и адгезионных характеристик готовой (отвержденной) заливочной композиции.

Данной заливочной композицией бронировались заряды диаметром до 100 мм, длиной до 800 мм. Толщина бронепокрытия колебалась от 1,5 до 5,0 мм в зависимости от требований конструкторской документации. Отверждение композиции производили при температуре 905^oС в полимеризационном шкафу в течение 9-11 часов. После охлаждения форм до комнатной температуры заряды распрессовывали и осматривали по внешнему виду. Качество бронепокрытия во всех случаях было монолитное, удовлетворяло требованиям конструкторской и технической документации.

Затем готовые заряды разрезали на адгезионные образцы и определяли напряжения при разрыве при скорости деформации 10 мм/мин при температуре 232^oС. Во всех приведенных примерах прочность адгезионного соединения составляет от 74 до 78 кгс/см² при когезионном (по топливу) характере разрушения адгезионных образцов.

При огневых испытаниях зарядов бронепокрытие сохранялось в виде целого стакана, слегка утонченного со стороны горящего торца, что свидетельствует о его достаточной огне-эрозионной стойкости.

С использованием предлагаемой заливочной композиции отработан технологический процесс бронирования малогабаритных зарядов различной формы, в том числе конусных и сферических, различного диаметра и различной длины и внедрен на ФГУП "Пермский завод им. С.М. Кирова".

Изготовление зарядов с использованием данной заливочной композиции позволяет: - повысить качество бронированных зарядов; - обеспечить высокие механические и адгезионные характеристики бронепокрытия, а также повысить его огне-эрозионную стойкость; - обеспечить необходимый уровень баллистических характеристик бронированных зарядов.

Таким образом, заявляемая заливочная композиция на основе ненасыщенной полиэтиленгликольмалеинатфталатной смолы в сочетании с раствором в бутилметакрилате механохимической смеси полибутилметакрилата и молотой слюды обладает технологическими свойствами, которые позволяют проводить качественную заливку зарядов. Это в свою очередь способствует получению готового полимерного бронепокрытия с высокими физико-механическими и адгезионными характеристиками. Данная заливочная композиция позволяет изготавливать качественные заряды и обеспечить их работоспособность в широком диапазоне температур от плюс 50 до минус 50^oС.

Формула изобретения

Заливочная композиция для бронирования малогабаритных вкладных зарядов из двухосновных топлив, включающая смолу, органический полимер, минеральный наполнитель и катализатор отверждения, отличающаяся тем, что она содержит ненасыщенную полиэтиленгликольмалеинатфталатную смолу в сочетании с раствором в бутилметакрилате механохимической смеси органического полимера - полибутилметакрилата и наполнителя - молотой слюды, при этом в качестве катализатора отверждения она содержит перекись бензоила при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ненасыщенная полиэтиленгликольмалеинатфталатная смола 29,0-31,0

Бутилметакрилат 37,0-39,0

Полибутилметакрилат 14,6-15,5

Молотая слюда 16,4-17,5

Перекись бензоила 0,6-1,4

РИСУНКИ

Рисунок 1