Результат интеллектуальной деятельности: ЗАЩИТНО-АДГЕЗИОННЫЙ ЛАК ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ЗАРЯДА ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к разработке защитно-адгезионного лака для обеспечения прочного скрепления бронепокрытия с поверхностью топливной шашки и может быть использовано при отработке и изготовлении заряда твердого ракетного топлива (ТРТ).

Конструкции вкладных зарядов из баллиститных твердых топлив, бронированных по определенным поверхностям, широко используются в ракетной технике, особенно для двигателей активно-реактивных систем (АРС), противотанковых управляемых реактивных снарядов (ПТУPC) и др.

Создание высокоточных управляемых реактивных снарядов, в том числе с наиболее современными методами наведения на цель (по лазерному и радиолучу) осложняется низкой надежностью передачи команд на борт снаряда при наличии существенной задымленности трассы полета.

Основными источниками дыма при работе управляемых реактивных снарядов являются продукты сгорания твердого ракетного топлива и бронепокрытия.

В настоящее время для бронирования зарядов ПТУРС и АРС широко используются бронепокрытия на основе ацетата целлюлозы, имеющие низкую мощность дымообразования. В процессе длительного хранения зарядов из-за миграции пластификатора - нитроглицерина в бронепокрытие снижается термостойкость ацетилцеллюлозного бронепокрытия, увеличивается мощность дымообразования, происходит изменение химического состава топлива и бронепокрытия. Для уменьшения миграции нитроэфиров из топлива в бронепокрытие, на топливо наносится защитно-адгезионный лак.

Известен защитно-адгезионный подслой патент RU №2217460 заявлено 23.07.2001 г., опубликовано 27.11.2003 г., МПК C09D 175/00 для бронирования заряда ТРТ, состоящий из 20% раствора 4,4',4″-трифенилметантриизоцианата в дихлорэтане, а в качестве адгезионной добавки в него вводится аллиловый спирт в количестве 0,5-2%. Подслой отверждается на поверхности топливной шашки при температуре от 15 до 35°С под действием оловоорганического катализатора в течение 0,75-6,0 часов. Данный состав выбран авторами в качестве прототипа предполагаемого изобретения. Однако в процессе изготовления зарядов с использованием защитно-адгезионного подслоя по указанному патенту выявлены следующие недостатки:

- при бронировании зарядов из топлив, содержащих компоненты на основе производных полиформальдегидов, необходимо нанесение дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы, так как производные полиформальдегидов существенно снижают адгезию ацетилцеллюлозного бронепокрытия к топливу через известный защитно-адгезионный подслой;

- в силу ряда объективных причин отечественное производство аллилового спирта отсутствует;

- аллиловый спирт является токсичным продуктом, относится к первому классу опасности по ПДК.

Также известен защитно-адгезионный подслой по патенту RU №2280054, заявлено 14.02.2005 г., опубликовано 20.07.2006 г., МПК C09D 175/00, состоящий из 20% раствора 4,4',4"-трифенилметантриизоцианата в дихлорэтане, а в качестве адгезионной добавки содержит монометакриловый эфир этиленгликоля. Монометакриловый эфир этиленгликоля является продуктом химически не стойким и по истечении гарантийного срока хранения (6 месяцев) не пригоден для дальнейшего использования. Кроме того в настоящее время выпуск его отечественной промышленностью приостановлен.

С целью расширения отечественной сырьевой базы для обеспечения изготовления зарядов твердого ракетного топлива возникла необходимость в разработке нового защитно-адгезионного лака.

Технической задачей предполагаемого изобретения является разработка защитно-адгезионного лака для обеспечения прочного скрепления шашек из ТРТ с бронепокрытием, обладающего высокой защитной способностью от миграционных процессов в системе «топливо-бронепокрытие», способствующего снижению дымообразования в процессе работы РДТТ, позволяющего исключить использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы при бронировании изделий с низкой скоростью горения.

Технический результат достигается за счет того, что защитно-адгезионный лак для бронирования ТРТ на основе 4,4,4"-трифенилметантриизоцианата, дихлорэтана, в качестве адгезионной добавки содержит продукт поликонденсации этиленгликоля, адипиновой кислоты и глицерина с содержанием гидроксильных групп от 2,00 до 2,30, мас.%, а в качестве катализатора отверждения в лак вводится дибутилоловодилаурат.

Предлагаемый лак позволяет надежно скрепить бронепокрытие с поверхностью топливного заряда, содержащего в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов и тем самым исключить использование дополнительного подслоя на основе ацетата целлюлозы («АД»), а также позволяет уменьшить диффузию нитроэфиров из топлива в бронепокрытие в процессе длительного хранения зарядов, что способствует снижению мощности дымообразования в процессе работы РДТТ. Кроме того продукт поликонденсации этиленгликоля с адипиновой кислотой и глицерином с содержанием гидроксильных групп от 2,00 до 2,30 мас.%, является малотоксичным продуктом по сравнению с аллиловым спиртом, а также широко используется в крепящих клеевых составах при изготовлении бронепокрытий для различных систем РДТТ.

Технология приготовления предлагаемого лака, нанесение его на топливную шашку и режимы сушки, аналогичны прототипу и не требуют технологического и аппаратурного изменения процесса бронирования зарядов методом литья под давлением.

В таблице приведены примеры рецептур предполагаемого лака, его адгезионные, миграционные и технологические свойства.

Из данных таблицы видно, что прочность адгезии бронепокрытия к твердому ракетному топливу увеличилась до 70,3 кгс/см² (пример 4), содержание нитроэфиров в бронепокрытии после длительного хранения при температуре плюс 20°С и плюс 60°С уменьшилось до 0,4 и 2,5% (пример 1), а мощность дымообразования после форсированного старения бронированных зарядов с предлагаемым защитно-адгезионным лаком уменьшилась до 0,7 и 1,0% (пример 4). Кроме этого следует отметить, что прочность адгезии предлагаемого лака пример (2-6) к топливу с низкой скоростью горения и содержащему в своем составе компоненты на основе производных полиформальдегидов выше, чем у прототипа и при этом исключается нанесение дополнительного подслоя на основе «АЦ». При введении в состав защитно-адгезионного лака продукта поликонденсации этиленгликоля, адипиновой кислоты и глицерина с содержанием гидроксильных групп от 2,00 до 2,30, мас.% в количестве 2,0, мас.% (пример 1) - адгезия отсутствует, из-за быстрого отверждения лака на поверхности топливной шашки, которая составляет 0,1-0,2 часа. При введении 0,4, мас % (пример 7), адгезия значительно уменьшается, так как лак длительное время (более 6 часов) не отверждается на поверхности топливной шашки. В связи с этим примеры 1 и 7 технологически неприемлемы при бронировании изделий и дальнейшие исследования с данными примерами не проводились. Кроме того для изготовления предлагаемого защитно-адгезионного лака используется доступное сырье отечественного производства.

Предлагаемый защитно-адгезионный лак проверен с положительным результатом при изготовлении натурных бронируемых изделий и проведением их стендовых испытаний в условиях ФГУП «НИИПМ».