Крепящий состав для пороховых зарядов противотанковых гранат

Настоящее изобретение относится к полиуретановой клеящей композиции, используемой для соединения в единый узел элементов многошашечного заряда. Композиция включает м.ч.: 100 - бифункционального форполимера с концевыми изоцианатными группами, 10,6-12,8 - 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана, 15,9-19,2 - диоктилсебацината, 1,2-1,4 - 1,4-бутандиола, 0,31-0,35 - парафенилендиамина и 0,015-0,030 - Агидола 51, 52, 53 (смесь 2-диметиламинометилфенола, 4-диметиламинофенола, 2,6-бис (диметиламинометил)фенола, 2,4-бис-(диметиламинометил)фенола, 2,4,6-трис-диметиламинометил)фенола. Технический результат - получение крепящего состава, сохраняющего после длительного хранения прочные и адгезионные параметры, ответственные за работоспособность зарядов противотанковых гранатометов как в диапазоне от высоких (30°С и более), так и низких (минус 20°С… и ниже) температур, а также исключающего возможность случайных воздействий опасных для здоровья персонала веществ, в том числе при возникновении технологических неполадок и аварий. 3 табл.

 

Изобретение относится к области создания композиций, используемых в качестве конструкционных адгезивов для соединения в единый узел элементов многошашечного заряда в изделиях, работающих в условиях высокоскоростных ударных нагрузок в широком интервале температур.

Известна полиуретановая композиция УП-4-262-1-ОСТ В84-167-90 - (прототип 1) на основе полиуретана и эпоксидной смолы, нашедшая использование в ракетных двигателях твердого топлива противотанковых гранат.

Недостатком этой композиции является высокая температура стеклования и наличие фазовых превращений с потерей веса при нагреве до температур более 60°С, что на практике после хранения при высоких температурах привело к появлению микротрещин и сужению интервала эксплуатации от требуемого минус 50°С… плюс 50°С до минус 20°С… плюс 50°С.

Известен полисилоксановый герметик ВИКСИНТ-У-2-28 ТУ 38.303-04-04-90 (прототип 2) с более низкой температурой стеклования (минус 56°С), также используемый в ракетных двигателях твердого топлива противотанковых гранат. Недостатком этой композиции является появление в ее структуре при длительном хранении (более 4…5 лет) порообразующих газов, по мере накопления которых резко уменьшаются прочностные свойства при температурах (30°С и более), приводящие к разрушению зарядов при их боевом применении.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в возможности получения крепящего состава, сохраняющего после длительного хранения прочностные и адгезионные параметры, ответственные за работоспособность зарядов противотанковых гранатометов как в диапазоне от высоких (30°С и более), так и низких (минус 20°С… и ниже) температур.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является многофункциональная клеевая композиция на основе бифункционального форполимера с концевыми изоцианатными группами, 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметана, диоктилсебацината, 1,4 - бутандиола и мета-фенилендиамина - ВТ-21, ТУ 2513-020-00152000-2003 изм.1, 2. (Федеральное Казенное предприятие «Казанский государственный казенный пороховой завод»), применяемая в зарядах противотанковых гранатометов (прототип 3).

Обладая рядом преимуществ перед указанными выше прототипами 1 и 2 композиции УП-4-262-1-ОСТ В84-167-90 и ВИКСИНТ-У-2-28 ТУ 38.303-04-04-90, последняя (прототип 3) композиция имеет в составе мета-фенилендиамин (МФДА) ГОСТ 5826-78, являющийся химически опасным веществом (класс опасности 1) с относительно низкой температурой плавления плюс 63-64°С, что в процессе переработки полуфабриката - комплексного отвердителя, в состав которого и входит МФДА - при температуре уже 110…120°С имеет место его эмиссия в рабочей зоне, где присутствуют лица, занятые изготовлением зарядов и пофазным контролем, что обуславливает принятие дополнительных мер защиты персонала.

Кроме того, прототип 3 при использовании в зарядах новейших противотанковых систем показал необходимость увеличения его прочностных характеристик, в том числе для создания «запаса» прочности для новых разработок.

Для увеличения такого «запаса» прочности предлагается ввести в композицию целевую добавку Агидол 51, 52, 53 - смесь 2-диметиламинометилфенола, 4-диметиламинофенола, 2,6-бис-(диметиламинометил)фенола, 2,4-бис-(диметиламинометил)фенола, 2,4,6-трис-диметиламинометил)фенола с преимущественным содержанием последнего компонента (ТУ 38.30356-86), который специфически воздействует на ход химического процесса отверждения композиции с получением более регулярной пространственной полимерной сетки материала, тем самым повышая прочностные характеристики.

Целью предлагаемого изобретения является:

а) разработка композиции, исключающей возможность случайных воздействий опасных для здоровья персонала веществ, в том числе при возникновении технологических неполадок и аварий;

б) улучшение прочностных характеристик композиции для увеличения надежности функционирования зарядов, возможности ее использования при создании новых образцов гранатометов с повышенной дальностью, что обычно достигается за счет роста плотности заряжения, увеличивающей уровень газодинамических нагрузок как на пороховые элементы, так и на узел их скрепления с дном двигателя.

Указанная цель достигается:

а) заменой регулятора молекулярной структуры - МФДА на пара-фенилендиамин ГОСТ 5848-73, ТУ 6-09-5174-84;

б) ужесточением требований по разбросу содержания концевых изоцианатных групп между партиями основного вещества форполимера от 5,8… до 6,3% мас.;

в) введением целевой добавки Агидол 51, 52, 53 - смесь 2-диметиламинометилфенола, 4-диметиламинофенола, 2,6-бис(диметиламинометил) фенола, 2,4-бис-(диметиламинометил)фенола, 2,4,6-трис-диметиламинометил)фенола с преимущественным содержанием последнего компонента ТУ 38.30356-86.

Для получения указанного технического результата изменяется рецептура композиции (таблица 1).

Таблица 1
Рецептура композиций
Компонент	Прототип	Предлагаемая композиция
Содержание м.ч.
1. Бифункциональный форполимер с концевыми изоцианатными группами с содержанием, % мас.	100 5,6…………6,4	100 5,8…………6,3
2. 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан	10,6-12,8	10,6-12,8
3. Диоктилсебацинат	15,9……19,2	15,9……19,2
4. 1,4-бутандиол	1,2………1,4	1,2………1,4
5. Мета-фенилендиамин	0,31-0,35
6. Пара-фенилендиамин		0,31-0,35
7. Агидол 51, 52, 53	-	0,015-0,030

В данной композиции химически опасное вещество мета-фенилендиамин ГОСТ 5826-78 заменен на пара-фенилендиамин ГОСТ 5848-73, ТУ 6-09-5174-84 с температурой плавления 147°С, относящийся к веществам 3 класса опасности.

Сравнительный комплекс показателей композиций приведен в таблице 2.

Таблица 2
Сравнительный комплекс показателей композиций
Показатели	Прототип	Предлагаемая композиция
1. Условная прочность при растяжении, МПа в пределах	8-15	14-20
2. Относительное удлинение, % в пределах	280-430	250-350
3. Прочность связи с металлом при отслаивании от алюминиевого сплава Д16, кН/м	3,0-3,6	4,5-6,0
Наличие разрушений в натуральных изделиях	Температура при испытаниях, °С
	15	40	15	40
- начальная скорость штатная	отсутствует	отсутствует	отсутствует	отсутствует более 40 опытов
- начальная скорость, увеличенная на 8.10% (за счет массы заряда)	отсутствует	отсутствует 2 опыта из 40	отсутствует более 500 опытов	отсутствует более 200 опытов

Сохранность качества предлагаемой композиции проверена ускоренными климатическими испытаниями, имитирующими 12 лет натурного хранения в жарком сухом климате. Отклонение контролируемых параметров не выходит за установленные требования таблица 3.

Таблица 3
Результаты после ускоренных климатических испытаний
Показатели	Норма по ТУ	Прототип	Предлагаемая композиция
1. Условная прочность при растяжении, МПа в пределах	не менее 6,0	6-13	12-18
2. Относительное удлинение, % в пределах	200	250-320	240-340
3. Прочность связи с металлом при отслаивании от алюминиевого сплава Д16, кН/м	Не менее 3	Менее 3	4,2-5,6
Температура при испытаниях, °C
Наличие разрушений в натурных изделиях	15	40	15	40	15	40
а) начальная скорость штатная			отсутствует	Отсутствуют 30 опытов из 40	отсутствует	Отсутствует более 30 опытов
б) начальная скорость, увеличенная на 8………10% (за счет массы заряда)			Отсутствует в 45 опытах из 50	Отсутствуют в 36 опытах из 40	Отсутствуют более 450 опытов	Отсутствуют более 180 опытов

Полиуретановая клеящая композиция, используемая для соединения в единый узел элементов многошашечного заряда и включающая бифункциональный форполимер с концевыми изоцианатными группами, 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан, диоктилсебацинат, 1,4-бутандиол, пара-фенилендиамин и Агидол 51,52,53 (смесь 2-диметиламинометилфенола, 4-диметиламинофенола, 2,6-бис (диметиламинометил)фенола, 2,4-бис-(диметиламинометил)фенола,2,4,6-трис-диметиламинометил)фенола):

Бифункциональный форполимер с концевыми
изоцианатными группами	100 м.ч.
3,3'-Дихлор-4,4'-диаминодифенилметан	10,6-12,8
Диоктилсебацинат	15,9-19,2
1,4-Бутандиол	1,2-1,4
Пара-фенилендиамин	0,31-0,35
Агидол 51,52,53	0,015-0,030