DE3804095C2 - - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung sind gieß- und/oder preßbare Gasgeneratortreibstoffe,
frei von anorganischen Oxidationsmitteln
und Nitraminen, mit Flammentemperaturen unter 1400 K
auf Basis duroplastischer und/oder thermoplastischer Bindersysteme
mit Weichmacher, Zusätzen und einer gasliefernden
Hauptkomponente.
Gasgeneratoren finden heute vielfältige Anwendung, z. B. zum
Antrieb von Turbinen und zur Energieversorgung.
Aus der DE-AS 23 29 558 sind Gasgeneratortreibstoffe bekannt,
die aus monomeren und polymeren Salpetersäureestern, einem
polymeren Kunststoffbinder und verbrennbaren, stickstoffhaltigen
Verbindungen mit Zersetzungstemperaturen unter 2000 K
bestehen. Die Anwesenheit größerer Mengen Salpetersäure (monomere
Ester und polymere Ester jeweils bis zu 40%) bedingt
Stabilitätsprobleme und damit geringere Gebrauchs- und
Sicherheitslebensdauer. Zudem bringt die Migrationsbereitschaft
der monomeren Ester Schwierigkeiten durch Ausschwitzen,
Ablösen der Inhibierung oder unerwünschte Wanderung
in die Inhibierung.
Mit der Erfindung soll ein Gasgeneratortreibstoff geschaffen
werden, der die geschilderten Nachteile der Salpetersäureester
nicht aufweist, niedrige Flammentemperatur besitzt,
dessen Brenngeschwindigkeit in einem bestimmten Bereich einstellbar
ist, gute mechanische Eigenschaften hat und dessen
Hauptkomponente weder hygroskopisch noch mechanisch sensibel
oder durch Phasensprünge schwer beherrschbar ist wie
Ammoniumnitrat.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem als gasliefernde Hauptkomponente
Triaminoguanidinnitrat dient. Diese Verbindung ist
nicht hygroskopisch, besitzt hohe Anteile an Stickstoff und
Wasserstoff, liefert beim Abbrand Verbrennungsprodukte von
sehr niederem Molekulargewicht, ist unbegrenzt lagerfähig und
gut verarbeitbar. In bevorzugter Ausführungsform ist Triaminoguanidinnitrat
in Mengen bis zu 80 Gew.-%
anwesend.
Triaminoguanidinnitrat ist zwar schon für eine Feststoffprojektiltreibladung
zusammen mit einer durch flüssige Salpetersäureester
plastifizierten Nitrocellulose verwendet worden
(DE-AS 22 63 860). Abgesehen von den auch hier vorhandenen
festen und flüssigen Salpetersäureestern liegen die Flammentemperaturen
jedoch um 2500 K.
Die DE-PS 24 49 778 beschreibt ein Treibladungspulver, bestehend
aus einem linearen und einem cyclischen Nitramin und
als Bindemittel Äthylcellulose und/oder Isodecylpelargonat.
Als lineares Nitramin soll Triaminoguanidinnitrat fungieren
(allerdings ist Triaminoguanidinnitrat kein Nitroamin) und
als cyclisches Nitramin Oktogen anwesend sein. Die Flammentemperaturen
liegen ebenfalls sehr hoch, nämlich zwischen
1900 K und 2200 K.
Treibladungen dienen jedoch anderen Zwecken als Gasgeneratoren
und bedingen daher auch andere Abbrandeigenschaften.
Eine weitere gaserzeugende Mischung aus Triaminoguanidinnitrat
und Nitramin (Hexogen oder Oktogen) oder Ammoniumnitrat,
Ammoniumperchlorat und 5-Aminotetrazolnitrat als
Oxidationsmittel wird von der US-PS 39 54 528 offenbart.
Diese Zusammensetzungen sollen einen "kühlen" Abbrand gewährleisten.
Abgesehen davon, daß gemäß dieser Druckschrift eine
kristalline anorganische oder organische Komponente zum Abbrand
vorhanden sein muß, liegt die erzielte Flammentemperatur
über 2000 K.
Die erfindungsgemäßen Gasgeneratortreibstoffe sind dagegen
frei von anorganischen Oxidationsmitteln und Nitraminen und
bestehen aus duroplastischen Bindersystemen wie Polyurethan,
Polyester und Polybutadien und/oder thermoplastischen Bindern
wie Äthylcellulose, Celluloseacetat und Polyisobutylen und
enthalten neben Triaminoguanidinnitrat Weichmacher, Benetzungsmittel,
Stabilisatoren und - wenn zur Erzielung einer
etwas höheren Brenngeschwindigkeit erforderlich - Abbrandmoderatoren.
Folgende Ausführungsbeispiele dienen zur weiteren Erläuterung
der Erfindung.
Die Gasgeneratortreibstoffe nach der Erfindung zeichnen sich
durch einfache Herstellung (Vermischen und anschließendes
Gießen und/oder Pressen), gute Verträglichkeit der gasliefernden
Hauptkomponente mit dem Binder, gute chemische Stabilität
und - auch bei hohem Triaminoguanidinnitrat-Anteil -
überraschenderweise vorzüglichen mechanischen Eigenschaften
aus, die auch eine Verwendung in case-bonded Bauweise erlauben.
Sie besitzen die erforderliche langsame, aber doch in
bestimmtem Bereich (ca. 25%) einstellbare Brenngeschwindigkeit
und weisen gute Handhabung und Lagerfähigkeit auf. Ein
aus diesem Treibstoff hergestellter Treibsatz läßt sich
problemlos und dauerhaft isolieren; das Anzündverhalten bei
Minustemperaturen ist gut. Da die Treibstoffe ausschließlich
aus den Elementen C, H, O und N bestehen, werden beim Abbrand
keine korrodierenden Gase oder Partikel gebildet. Die
Molausbeute ist hoch; die Flammentemperatur und demzufolge
auch die Düsenaustrittstemperatur sind niedrig.
Diese geschilderten Eigenschaften ergeben die gewünschte
geringe Belastung nachgeschalteter Aggregate.
Claims (2)
1. Gieß- und/oder preßbare Gasgeneratortreibstoffe, frei
von anorganischen Oxidationsmitteln und Nitraminen, mit
Flammentemperaturen unter 1400 K auf Basis duroplastischer
Bindersysteme wie Polyurethan, Polyester und
Polybutadien und/oder thermoplastischem Binder wie
Äthylcellulose, Celluloseacetat und Polyisobutylen unter
Zusatz von Benetzungsmitteln, Stabilisatoren, Weichmachern
und ggf. Abbrandmoderatoren und einer gasliefernden
Hauptkomponente
dadurch gekennzeichnet,
daß als gasliefernde Hauptkomponente Triaminoguanidinnitrat
enthalten ist.
2. Gieß- und/oder preßbare Gasgeneratortreibstoffe nach Anspruch
1
dadurch gekennzeichnet,
daß Triaminoguanidinnitrat in Mengen bis zu 80 Gew.-%
anwesend ist.
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