RU2513919C2 - Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition - Google Patents

Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition Download PDF

Info

Publication number
RU2513919C2
RU2513919C2 RU2012124705/05A RU2012124705A RU2513919C2 RU 2513919 C2 RU2513919 C2 RU 2513919C2 RU 2012124705/05 A RU2012124705/05 A RU 2012124705/05A RU 2012124705 A RU2012124705 A RU 2012124705A RU 2513919 C2 RU2513919 C2 RU 2513919C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
low
burning
composition
pyrotechnic
Prior art date
Application number
RU2012124705/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124705A (en
Inventor
Виктор Иванович Сарабьев
Александр Иванович Шабунин
Сергей Викторович Калинин
Владимир Александрович Валяев
Людмила Борисовна Обнявко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии"
Priority to RU2012124705/05A priority Critical patent/RU2513919C2/en
Publication of RU2012124705A publication Critical patent/RU2012124705A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513919C2 publication Critical patent/RU2513919C2/en

Links

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to gas-generating compositions, which contain inorganic salts of oxygen-containing halogen acids, namely to pyrotechnic low-temperature rapidly burning gas-generating compositions for gas-generators, which are used in devices, applying mechanic energy of generated gases, for instance, in devices of rotor spin-up in turbo-jet engines, systems of rocket and torpedo control, shock-absorbers, jack-cushions, etc. Pyrotechnic low-temperature rapidly burning gas-generating composition includes in wt %: 58.0-68.0 nitroguanidine, 15.0-25.0 ammonium perchlorate, 5.0-11.0 urotropine, 1.0-7.0 ammonium bichromate, 2.5-3.5 butadiene-nitrile rubber and 1.5-2.5 phenolformaldehyde resin.
EFFECT: gas-generating composition is characterised by high gas- productivity, low burning temperature, high burning speed, high durability of pressed charges in tension, low molar weight of gases and small content of condensed phase in products of burning.
2 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к газогенерирующим составам, содержащим неорганические соли кислородсодержащих кислот галогенов, а именно к пиротехническим низкотемпературным быстрогорящим газогенерирующим составам для газогенераторов, применяемых в изделиях оборонного и гражданского назначения: устройствах раскрутки ротора турбореактивных двигателей, системах управления ракет и торпед, амортизаторах, домкратах-подушках и т.п.The invention relates to gas-generating compositions containing inorganic salts of oxygen-containing halogen acids, namely, pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating compositions for gas generators used in defense and civilian products: turbojet engine rotor spinning devices, rocket and torpedo control systems, shock absorbers, jacks etc.

Основными техническими требованиями, предъявляемыми к указанным газогенерирующим составам, являются высокая газопроизводительность (W>1,0 м3/кг), низкая температура горения {Тг<1400°С), высокая скорость горения (U>5,0 мм/с), высокая прочность прессованных зарядов при растяжении (σр>12,0 МПа), низкая молярная масса газов (µ<20,0 г/моль), незначительное массовое содержание в продуктах сгорания конденсированной фазы (z<4,5%).The main technical requirements for these gas generating compositions are high gas production (W> 1.0 m 3 / kg), low combustion temperature (T g <1400 ° C), high burning rate (U> 5.0 mm / s) , high tensile strength of pressed charges (σ p > 12.0 MPa), low molar mass of gases (µ <20.0 g / mol), low mass content of the condensed phase combustion products (z <4.5%).

Высокая газопроизводительность и низкая молярная масса газов необходимы для получения максимального количества механической энергии. Низкая температура газов и незначительное содержание в них конденсированной фазы (к-фазы) обеспечивают сохранность и работоспособность лопаток турбины двигателей и элементов исполнительных механизмов. Высокая скорость горения составов требуется для обеспечения интенсивного массового расхода газов. Высокая прочность прессованных зарядов необходима для исключения разрушения заряда и предотвращения в условиях высокого давления перехода горения из поверхностного (послойного) в объемное, т.к. это может привести к нештатной работе газогенератора. Важную роль также играют технико-экономические требования: низкая стоимость и недефицитность компонентов, наличие отечественного сырья и производственной базы.High gas productivity and low molar mass of gases are necessary to obtain the maximum amount of mechanical energy. The low temperature of the gases and the low content of the condensed phase (k-phase) in them ensure the safety and operability of the turbine blades of the engines and actuator elements. A high burning rate of the compositions is required to ensure an intensive mass flow of gases. High strength of pressed charges is necessary to prevent charge destruction and to prevent the transition of combustion from surface (layer-by-layer) to volumetric under high pressure conditions, because this can lead to abnormal operation of the gas generator. An important role is also played by technical and economic requirements: low cost and lack of components, the availability of domestic raw materials and production facilities.

Основная проблема, возникающая при разработке низкотемпературных газогенерирующих составов, заключается в том, что снижение их температуры горения приводит к уменьшению скорости горения, а это, в свою очередь, может привести к потере устойчивости рабочего процесса или неспособности состава к самостоятельному горению.The main problem arising in the development of low-temperature gas-generating compositions is that a decrease in their combustion temperature leads to a decrease in the rate of combustion, and this, in turn, can lead to a loss of stability of the working process or the inability of the composition to self-burn.

В литературных источниках приведены газогенерирующие составы, включающие фазостабилизированный нитрат аммония в качестве окислителя, хлорид и оксалат аммония в качестве газообразующей добавки, а также бихромат аммония в качестве модификатора горения (Н.А.Силин, В.А.Ващенко и др. «Окислители гетерогенных систем», М., Машиностроение, 1978 г., стр.46). Один из составов включает, мас.%: нитрат аммония 72,0, нитрат натрия 16,0, хлорид аммония 4,0, бихромат аммония 8,0, другой состав содержит, мас.%: нитрат аммония 78,0, нитрат калия 9,0, оксалат аммония 7,0, бихромат аммония 6,0.Literature sources show gas-generating compositions, including phase-stabilized ammonium nitrate as an oxidizing agent, ammonium chloride and oxalate as a gas-forming additive, and ammonium dichromate as a combustion modifier (N. A. Silin, V. A. Vaschenko, and others. “Oxidizers of heterogeneous systems ”, M., Mechanical Engineering, 1978, p. 46). One of the compositions includes, wt.%: Ammonium nitrate 72.0, sodium nitrate 16.0, ammonium chloride 4.0, ammonium dichromate 8.0, another composition contains, wt.%: Ammonium nitrate 78.0, potassium nitrate 9 , 0, ammonium oxalate 7.0, ammonium dichromate 6.0.

Указанные составы используются в газогенераторах для вытеснения жидкости в системах пожаротушения.These compositions are used in gas generators to displace liquids in fire extinguishing systems.

Составы имеют низкую температуру горения (Тг<1400°С), но недостаточную газопроизводительность (W≈0,85 м3/кг).The compositions have a low combustion temperature (T g <1400 ° C), but insufficient gas production (W≈0.85 m 3 / kg).

Недостатками составов являются также низкие значения скорости горения и прочности прессованных зарядов. В связи с тем, что в данных составах в качестве окислителя используется нитрат аммония, им присущи такие недостатки, как плохая воспламеняемость, высокая гигроскопичность и склонность к слеживанию при хранении.The disadvantages of the compositions are also low values of the burning rate and the strength of the pressed charges. Due to the fact that in these compositions ammonium nitrate is used as an oxidizing agent, they have such disadvantages as poor flammability, high hygroscopicity and a tendency to caking during storage.

Известны газогенерирующие составы с использованием нитрогуанидина, например газогенерирующий состав по патенту США №6497774, С06В 31/00, 2002 г., содержащий, мас.%: нитрогуанидин 30-40; нитрат щелочного металла 40-65 и связующее (нитроцеллюлоза) 3-12.Known gas generating compositions using nitroguanidine, for example a gas generating composition according to US patent No. 6497774, C06B 31/00, 2002, containing, wt.%: Nitroguanidine 30-40; alkali metal nitrate 40-65 and a binder (nitrocellulose) 3-12.

Данный состав, применяемый в газогенераторах систем безопасности пассажиров автомобилей, лишен эксплуатационных недостатков, присущих вышеуказанным составам-аналогам. Его преимуществами являются также повышенные значения скорости горения и прочности прессованных зарядов.This composition, used in gas generators of passenger car safety systems, is devoid of operational disadvantages inherent in the above-mentioned analogue compositions. Its advantages are also increased values of the burning rate and the strength of the pressed charges.

Вместе с тем, состав обладает следующими недостатками: низкая газопроизводительность (W<0,6 м3/кг), высокая молярная масса газов (µ>30 г/моль), высокое содержание в продуктах сгорания к-фазы (z>22%).However, the composition has the following disadvantages: low gas production (W <0.6 m 3 / kg), high molar mass of gases (µ> 30 g / mol), high content of k-phase in combustion products (z> 22%) .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газогенерирующий состав, выбранный в качестве прототипа, включающий, мас.%: нитрогуанидин 14,0; нитрат аммония 68,0; бихромат аммония 9,0 и дициандиамид 9,0 (А.А.Шидловский. «Основы пиротехники», М., Машиностроение, 1973 г., стр.281). Данный состав, применяемый в устройствах наддува аварийно-спасательных средств (плоты, трапы, шасси, лодки, жилеты), близок по природе компонентов к предлагаемому составу.Closest to the proposed invention is a gas generating composition selected as a prototype, including, wt.%: Nitroguanidine 14.0; ammonium nitrate 68.0; ammonium dichromate 9.0 and dicyandiamide 9.0 (A.A.Shidlovsky. “Fundamentals of pyrotechnics”, M., Mechanical Engineering, 1973, p. 281). This composition, used in boosting devices for rescue equipment (rafts, ladders, chassis, boats, vests), is close in nature to the components of the proposed composition.

Газопроизводительность состава составляет W=0,907 м3/кг.The gas productivity of the composition is W = 0.907 m 3 / kg.

К достоинствам состава-прототипа следует отнести невысокое содержание в продуктах сгорания к-фазы (z=5,4%).The advantages of the composition of the prototype should include a low content in the combustion products of the k-phase (z = 5.4%).

Недостатками состава являются высокая температура горения (Тг=1998°С), невысокая прочность прессованных зарядов при растяжении (σр=8,2 МПа), недостаточная скорость горения (U=4,42 мм/с), плохая воспламеняемость и высокая гигроскопичность. Это не позволяет применять данный состав в современных газогенераторах устройств раскрутки ротора турбореактивных двигателей и систем управления ракет и торпед.The disadvantages of the composition are the high combustion temperature (T g = 1998 ° C), low tensile strength of the pressed charges (σ p = 8.2 MPa), insufficient burning rate (U = 4.42 mm / s), poor flammability and high hygroscopicity . This does not allow the use of this composition in modern gas generators of turbojet engine rotor spinning devices and missile and torpedo control systems.

Для построения предлагаемой рецептуры пиротехнического низкотемпературного быстрогорящего газогенерирующего состава используются пять типов компонентов, различающихся своим функциональным назначением: основное горючее, окислитель, газообразующая добавка (дополнительное горючее), связующее, модификатор горения.To build the proposed formulation of the pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating composition, five types of components are used that differ in their functional purpose: the main fuel, oxidizing agent, gas-forming additive (additional fuel), a binder, and a combustion modifier.

В качестве основного горючего применяется нитрогуанидин, обладающий высокой газопроизводительностью, относительно низкой температурой горения, высокой физико-химической стабильностью свойств при хранении и отсутствием агрессивных компонентов в составе продуктов сгорания.As the main fuel, nitroguanidine is used, which has a high gas productivity, a relatively low combustion temperature, high physical and chemical stability during storage, and the absence of aggressive components in the composition of combustion products.

Использование в качестве окислителя перхлората аммония имеет ряд преимуществ: невысокая температура интенсивного разложения, высокая теплота разложения; он разлагается только на газообразные продукты, имеющие низкую молярную массу, обладает малой гигроскопичностью, доступен и дешев.The use of ammonium perchlorate as an oxidizer has several advantages: low intensive decomposition temperature, high heat of decomposition; it decomposes only into gaseous products having a low molar mass, has low hygroscopicity, is affordable and cheap.

В рецептуру предлагаемого состава в качестве газообразующей добавки и дополнительного горючего включен уротропин, обладающий высокой газопроизводительностью и низкой молярной массой газов. Варьирование соотношения основного (нитрогуанидин) и дополнительного (уротропин) горючих обеспечило возможность регулирования температуры горения состава.In the recipe of the proposed composition as a gas-forming additive and additional fuel included urotropin, which has high gas production and low molar mass of gases. Varying the ratio of the main (nitroguanidine) and additional (urotropin) combustibles made it possible to control the combustion temperature of the composition.

Бихромат аммония в качестве модификатора горения низкотемпературных составов используется для повышения скорости горения, а также для снижения ее зависимости от давления.Ammonium dichromate as a modifier of combustion of low-temperature compositions is used to increase the burning rate, as well as to reduce its dependence on pressure.

Для обеспечения высокой прочности и устойчивого горения заряда было использовано комбинированное связующее, включающее фенолформальдегидную смолу и бутадиен-нитрильный каучук. Фенолформальдегидная смола характеризуется высокими цементирующими качества+ми, бутадиен-нитрильный каучук обладает высокой адгезионной способностью по отношению к применяемым в составе порошкообразным компонентам, а их сочетание обеспечивает высокую прочность прессованного заряда при растяжении.To ensure high strength and stable combustion of the charge, a combined binder was used, including phenol-formaldehyde resin and nitrile butadiene rubber. Phenol-formaldehyde resin is characterized by high cementitious qualities + mi, nitrile butadiene rubber has a high adhesive ability with respect to the powder components used in the composition, and their combination provides high tensile strength of the pressed charge.

Таким образом, для создания пиротехнического низкотемпературного быстрогорящего газогенерирующего состава, обладающего высоким уровнем технических характеристик, необходим целевой и функциональный выбор компонентов, а также оптимизация их соотношения.Thus, to create a pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating composition with a high level of technical characteristics, a targeted and functional choice of components, as well as optimization of their ratio, is required.

Состав изготавливается по принятой в пиротехническом производстве технологии смешиванием на лопастном смесителе планетарного типа. Одновременно перемешивают нитрогуанидин, уротропин, затем вводят перхлорат аммония и бихромат аммония. Фенолформальдегидную смолу обрабатывают раствором бутадиен-нитрильного каучука и добавляют в полученную смесь. Каучук используется в виде раствора в легколетучем растворителе. С целью придания составу сыпучести производится его гранулирование. Все компоненты предлагаемого состава имеют приемлемые технологические и эксплуатационные свойства, взрывобезопасны, химически совместимы, недефицитны и имеют отечественную промышленно-сырьевую базу.The composition is made according to the technology adopted in the pyrotechnic production by mixing on a planetary type paddle mixer. At the same time, nitroguanidine, urotropine are mixed, then ammonium perchlorate and ammonium dichromate are introduced. The phenol formaldehyde resin is treated with a solution of nitrile butadiene rubber and added to the resulting mixture. Rubber is used as a solution in a volatile solvent. In order to impart flowability to the composition, it is granulated. All components of the proposed composition have acceptable technological and operational properties, are explosion-proof, chemically compatible, non-deficient and have a domestic industrial raw material base.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание рецептуры пиротехнического низкотемпературного быстрогорящего газогенерирующего состава, отличающегося высоким уровнем значений термодинамических, баллистических и физико-механических характеристик и удовлетворяющего вышеприведенному комплексу технических требований.The problem to which the present invention is directed is to create a formulation of a pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating composition, characterized by a high level of thermodynamic, ballistic and physico-mechanical characteristics and satisfying the above set of technical requirements.

Требуемый технический результат достигается предлагаемой рецептурой газогенерирующего состава, которая содержит нитрогуанидин, перхлорат аммония, уротропин, бихромат аммония, бутадиен-нитрильный каучук, фенолформальдегидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:The required technical result is achieved by the proposed formulation of the gas generating composition, which contains nitroguanidine, ammonium perchlorate, urotropin, ammonium dichromate, nitrile butadiene rubber, phenol-formaldehyde resin in the following ratio, wt.%:

НитрогуанидинNitroguanidine 58,0-68,058.0-68.0 Перхлорат аммонияAmmonium perchlorate 15,0-25,015.0-25.0 УротропинUrotropin 5,0-11,05.0-11.0 Бихромат аммонияAmmonium Dichromate 1,0-7,01.0-7.0 Бутадиен-нитрильный каучукNitrile butadiene rubber 2,5-3,52.5-3.5 Фенолформальдегидная смолаPhenol formaldehyde resin 1,5-2,51.5-2.5

Характерные рецептуры составов приведены в таблице 1. Термодинамические, баллистические и физико-механические характеристики составов в сравнении с прототипом представлены в таблице 2.Typical formulations of the compositions are shown in table 1. Thermodynamic, ballistic and physico-mechanical characteristics of the compositions in comparison with the prototype are presented in table 2.

Таблица 1Table 1 Варианты исполнения составовOptions for the execution of compositions Наименование компонентовName of components Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% №1No. 1 №2Number 2 №3Number 3 №4Number 4 №5Number 5 ПрототипPrototype НитрогуанидинNitroguanidine 5656 5858 6363 6868 7070 14fourteen Перхлорат аммонияAmmonium perchlorate 2727 2525 20twenty 15fifteen 1313 -- УротропинUrotropin 1212 11eleven 88 55 4four -- Бихромат аммонияAmmonium Dichromate -- 1one 4four 77 88 99 Бутадиен-нитрильный каучукNitrile butadiene rubber 22 2,52,5 33 3,53,5 4four -- Фенолформальдегидная смолаPhenol formaldehyde resin 33 2,52,5 22 1,51,5 1one -- Нитрат аммонияAmmonium nitrate -- -- -- -- -- 6868 ДициандиамидDicyandiamide -- -- -- -- -- 99 Таблица 2table 2 Характеристики составовCharacteristics of the compositions Технические требованияTechnical requirements Значения характеристик составовFormulation Characteristic Values Варианты составовFormulation Options Состав-прототипPrototype Composition №1No. 1 №2Number 2 №3Number 3 №4Number 4 №5Number 5 Температура горениятг, °СBurning temperature g , ° С менее 1400less than 1400 13551355 13481348 13501350 13511351 13441344 19981998 Газопроизводительность W, м3/кгGas production W, m 3 / kg более 1,0more than 1.0 1,1411,141 1,1351,135 1,1091,109 1,0831,083 1,0771,077 0,9070.907 Содержание в составе ПС к-фазы z, %The content in the composition of the PS k-phase z,% менее 4,5less than 4,5 00 0,60.6 2,42,4 4,24.2 4,84.8 5,45,4 Молярная масса газов /л, г/мольMolar mass of gases / l, g / mol менее 20,0less than 20.0 19,6419.64 19,6319.63 19,6919.69 19,8219.82 19,8119.81 23,423,4 Предел прочности при растяжении σр, МПаTensile strength σ p , MPa более 12,0more than 12.0 10,710.7 12,912.9 14,014.0 12,412,4 9,89.8 8,28.2 Скорость горения (при ρ=10 МПа) U, мм/сBurning rate (at ρ = 10 MPa) U, mm / s более 5,0more than 5.0 3,783.78 5,065.06 7,687.68 10,9610.96 12,2112.21 4,424.42

Из таблицы 2 следует, что предложенное техническое решение обеспечило соответствие характеристик представленного газогенерирующего состава предъявляемому комплексу технических требований.From table 2 it follows that the proposed technical solution ensured the compliance of the characteristics of the gas generating composition with the set of technical requirements.

Отличительные признаки обеспечили составу номинальной рецептуры (состав №3 по сравнению с прототипом) повышение газопроизводительности (ΔW=22%) и скорости горения (ΔU=74% при ρ=10 МПа), увеличение прочности прессованных зарядов при растяжении (Δσр=71%), снижение температуры горения (ΔТг=648°С) и молярной массы (Δµ=16%), уменьшение содержания в продуктах сгорания к-фазы (в 2-3 раза).Distinctive features provided the composition of the nominal formulation (composition No. 3 compared to the prototype) with an increase in gas production (ΔW = 22%) and a burning rate (ΔU = 74% at ρ = 10 MPa), an increase in the strength of pressed charges in tension (Δσ p = 71% ), a decrease in the combustion temperature (ΔТ g = 648 ° С) and molar mass (Δμ = 16%), a decrease in the content of the k-phase in the combustion products (by 2–3 times).

Значительное содержание нитрогуанидина определено необходимостью повышения газопроизводительности составов. Следует также отметить, что в молекулярной структуре нитрогуанидина содержатся окисляющие группы (т.е. он является активным горючим), что позволяет использовать в рецептурах составов сравнительно небольшое количество окислителя.A significant content of nitroguanidine is determined by the need to increase the gas productivity of the compositions. It should also be noted that the molecular structure of nitroguanidine contains oxidizing groups (i.e., it is an active fuel), which makes it possible to use a relatively small amount of oxidizing agent in the formulation formulations.

При содержании перхлората аммония в количестве Сm<15% возникает недостаток окислительных компонентов, что приводит к значительному снижению скорости горения составов. В случае увеличения количества перхлората аммония Сm>25% теряется устойчивость процесса горения состава, что может привести к аномальной работе газогенератора.When the content of ammonium perchlorate in an amount of C m <15%, a lack of oxidizing components occurs, which leads to a significant decrease in the burning rate of the compositions. In the case of an increase in the amount of ammonium perchlorate With m > 25%, the stability of the combustion process of the composition is lost, which can lead to abnormal operation of the gas generator.

Для обеспечения требуемой температуры горения состава содержание уротропина в рецептуре должно составлять Сm=5,0-11,0 мас.%, а содержание нитрогуанидина - Сm=58,0-68,0 мас.%. Дополнительное повышение содержания уротропина и снижение содержания нитрогуанидина приводит либо к уменьшению температуры горения (и, соответственно, к снижению скорости горения состава до неприемлемого уровня), либо к превышению (Сm>25%) предела допустимого количества перхлората аммония. В случае дополнительного уменьшения содержания уротропина и увеличения содержания нитрогуанидина происходит либо недопустимое увеличение температуры горения состава, либо возникает необходимость чрезмерного уменьшения (Сm<15%) количества перхлората аммония.To ensure the required combustion temperature of the composition, the content of urotropine in the formulation should be C m = 5.0-11.0 wt.%, And the content of nitroguanidine - With m = 58.0-68.0 wt.%. An additional increase in the content of urotropine and a decrease in the content of nitroguanidine leads either to a decrease in the combustion temperature (and, accordingly, to a decrease in the burning rate of the composition to an unacceptable level), or to an excess (С m > 25%) of the limit of the permissible amount of ammonium perchlorate. In the case of an additional decrease in the content of urotropine and an increase in the content of nitroguanidine, either an unacceptable increase in the combustion temperature of the composition occurs, or there is a need for an excessive decrease (With m <15%) of the amount of ammonium perchlorate.

Бихромат аммония обеспечивает существенное повышение скорости горения без увеличения температуры горения состава. Увеличение содержания бихромата аммония повышает скорость горения состава, но при этом обусловливает рост количества к-фазы в продуктах сгорания. При содержании бихромата аммония Сm>7% количество к-фазы становится недопустимо высоким. Уменьшение содержания бихромата аммония до Сm<1% не обеспечивает требуемого уровня скорости горения состава.Ammonium dichromate provides a significant increase in the burning rate without increasing the combustion temperature of the composition. An increase in the content of ammonium dichromate increases the burning rate of the composition, but at the same time causes an increase in the amount of the k phase in the combustion products. When the content of ammonium dichromate With m > 7%, the amount of the k-phase becomes unacceptably high. A decrease in the content of ammonium dichromate to C m <1% does not provide the required level of burning rate of the composition.

Выбранные пределы содержания в рецептуре состава комбинированного связующего обеспечивают уровень значений прочности прессованных зарядов, необходимый для их штатной работы в условиях высокого давления (до 25 МПа и выше). Суммарное содержание связующего должно составлять 5%, т.к. дальнейшее его увеличение приведет к усложнению технологического процесса изготовления зарядов, а уменьшение - к снижению их прочности. Выход за установленные пределы содержания бутадиен-нитрильного каучука и фенолформальдегидной смолы неизбежно приводит к недопустимому снижению прочности прессованных зарядов.The selected content limits in the formulation of the composition of the combined binder provide the level of values of the strength of the pressed charges necessary for their regular operation under high pressure (up to 25 MPa and above). The total binder content should be 5%, because its further increase will complicate the technological process of manufacturing charges, and decrease it will decrease their strength. Going beyond the established limits of the content of nitrile butadiene rubber and phenol-formaldehyde resin inevitably leads to an unacceptable decrease in the strength of the pressed charges.

Газогенерирующие составы, содержание компонентов в которых выходит за пределы заявленного диапазона, не соответствуют предъявляемым техническим требованиям. Состав №1 имеет неприемлемо низкие значения скорости горения и прочности прессованных зарядов при растяжении. Для состава №5 характерны недопустимо высокое содержание к-фазы и низкая прочность прессованных зарядов при растяжении.Gas generating compositions, the content of components in which is beyond the stated range, do not meet the technical requirements. Composition No. 1 has unacceptably low values of the burning rate and the strength of the pressed charges in tension. Composition No. 5 is characterized by an unacceptably high k-phase content and low tensile strength of pressed charges.

Газогенерирующие составы №2, 3, 4, содержащие используемые рецептурные компоненты при их оптимальном соотношении, обеспечили получение требуемого технического результата. Данные составы обладают высокой газопроизводительностью, низкой температурой горения, высокой скоростью горения, высокой прочностью прессованных зарядов при растяжении, низкой молярной массой газов и минимальным содержанием в продуктах сгорания к-фазы.Gas-generating compositions No. 2, 3, 4, containing the used prescription components at their optimal ratio, provided the required technical result. These compositions have high gas production, low combustion temperature, high burning rate, high tensile strength of pressed charges, low molar mass of gases and a minimum content of k-phase in the combustion products.

По этим характеристикам указанные составы существенно превосходят состав-прототип.According to these characteristics, these compositions significantly exceed the composition of the prototype.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для получения новизны качества, не присущего признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а эффектом суммы признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination in a stable relationship is sufficient to obtain a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical task posed is not solved by the sum of the effects, but by the sum of the attributes.

Термодинамические, баллистические и физико-механические характеристики данного газогенерирующего состава подтверждены с помощью типовых расчетных и экспериментальных методик. Результаты определения количественного содержания рецептурных компонентов и работоспособность зарядов из предложенного состава подтверждены при проведении огневых испытаний газогенераторов различного назначения. При этом использовался газогенерирующий состав №3.The thermodynamic, ballistic, and physicomechanical characteristics of this gas generating composition are confirmed using standard design and experimental techniques. The results of determining the quantitative content of prescription components and the performance of charges from the proposed composition were confirmed during the fire tests of gas generators for various purposes. In this case, gas generating composition No. 3 was used.

Проведенный сравнительный анализ предложенного технического решения и выявленных аналогов уровня техники, из которого изобретение не следует явным образом для специалиста по пиротехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом промышленного серийного изготовления пиротехнического низкотемпературного быстрогорящего газогенерирующего состава можно сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution and the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a pyrotechnic specialist, showed that it is unknown, and taking into account the industrial serial production of pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating composition, we can conclude that it meets the patentability criteria.

Claims (1)

Пиротехнический низкотемпературный быстрогорящий газогенерирующий состав, включающий нитрогуанидин, бихромат аммония, окислитель и газообразующую добавку, отличающийся тем, что он содержит в качестве окислителя перхлорат аммония, в качестве газообразующей добавки уротропин и дополнительно бутадиен-нитрильный каучук и фенолформальдегидную смолу в качестве комбинированного связующего, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Нитрогуанидин 58,0-68,0 Перхлорат аммония 15,0-25,0 Уротропин 5,0-11,0 Бихромат аммония 1,0-7,0 Бутадиен-нитрильный каучук 2,5-3,5 Фенолформальдегидная смола 1,5-2,5
Pyrotechnic low-temperature quick-burning gas-generating composition, including nitroguanidine, ammonium dichromate, an oxidizing agent and a gas-forming additive, characterized in that it contains ammonium perchlorate as an oxidizing agent, urotropine and additionally nitrile formaldehyde-bonded rubber and nitrile formaldehyde blended as the following the content of components, wt.%:
Nitroguanidine 58.0-68.0 Ammonium perchlorate 15.0-25.0 Urotropin 5.0-11.0 Ammonium Dichromate 1.0-7.0 Nitrile butadiene rubber 2.5-3.5 Phenol formaldehyde resin 1.5-2.5
RU2012124705/05A 2012-06-14 2012-06-14 Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition RU2513919C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124705/05A RU2513919C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124705/05A RU2513919C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124705A RU2012124705A (en) 2013-12-20
RU2513919C2 true RU2513919C2 (en) 2014-04-20

Family

ID=49784618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124705/05A RU2513919C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513919C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616654C1 (en) * 2016-03-09 2017-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм-Пакер" Non-detonable solid fuel composition
RU2634023C1 (en) * 2016-10-11 2017-10-23 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" Gas-generating pyrotechnical composition

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000169276A (en) * 1998-12-08 2000-06-20 Nippon Kayaku Co Ltd Gas generating agent composition
JP2001226189A (en) * 2000-12-22 2001-08-21 Daicel Chem Ind Ltd Gas generating agent composition
JP2006096614A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Snpe Materiaux Energetiques Pyrotechnic gas generating composition
RU2379274C1 (en) * 2008-07-08 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid pyrotechnical gas-generating element
RU2389714C1 (en) * 2009-03-31 2010-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) Low-temperature solid propellant
RU2394800C1 (en) * 2008-12-23 2010-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Thermoplastic gas-generating high-power pyrotechnic composition

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000169276A (en) * 1998-12-08 2000-06-20 Nippon Kayaku Co Ltd Gas generating agent composition
JP2001226189A (en) * 2000-12-22 2001-08-21 Daicel Chem Ind Ltd Gas generating agent composition
JP2006096614A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Snpe Materiaux Energetiques Pyrotechnic gas generating composition
RU2379274C1 (en) * 2008-07-08 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Solid pyrotechnical gas-generating element
RU2394800C1 (en) * 2008-12-23 2010-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Краснознаменец" Thermoplastic gas-generating high-power pyrotechnic composition
RU2389714C1 (en) * 2009-03-31 2010-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) Low-temperature solid propellant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616654C1 (en) * 2016-03-09 2017-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПерфоТерм-Пакер" Non-detonable solid fuel composition
RU2634023C1 (en) * 2016-10-11 2017-10-23 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" Gas-generating pyrotechnical composition

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124705A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018512359A (en) Solid rocket propellant
US3833432A (en) Sodium azide gas generating solid propellant with fluorocarbon binder
RU2513919C2 (en) Pyrotechnic low temperature rapidly burning gas-generating composition
US3467558A (en) Pyrotechnic disseminating composition containing an agent to be disseminated
US5474625A (en) Desensitized solid rocket propellant formulation
RU2429282C2 (en) Method of producing mixed solid fuel
KR101664236B1 (en) Propellant for ducted rocket
KR101811956B1 (en) Solid propellants for propulsion system including a yellow iron oxide
Tagliabue et al. Burning behavior of AN/ADN propellants
US20090044887A1 (en) Propellants and high energy materials compositions containing nano-scale oxidizer and other components
RU2394800C1 (en) Thermoplastic gas-generating high-power pyrotechnic composition
RU2540669C1 (en) Pyrotechnic composition for obtaining low-temperature mixed gas
Wingborg et al. Grail: green solid propellants for launchers
US20200325083A1 (en) Low-smoke pyrotechnic composition
RU2541332C1 (en) Metallised solid fuel composition
US3759765A (en) Gas producing compositions
RU2326923C2 (en) Gas-generating composition for oil producing wells activation and method of explosives production
SA519410871B1 (en) Composition for single-base propelling powder for ammunition and ammunition provided with such composition”
US1341207A (en) Explosive propellent powder
US2124568A (en) Priming composition
US5192379A (en) Densifying and stabilizing ingredient
RU2739778C1 (en) Solid-fuel gas generating composition
RU2496760C1 (en) Emulsion explosive composition for blasting work with blast-hole charges
RU2291141C1 (en) Retarding pyrotechnic compound (versions)
RU2554634C1 (en) Priming pyrotechnical composition