JPH075425B2 - ガス発生組成物 - Google Patents
ガス発生組成物Info
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- JPH075425B2 JPH075425B2 JP26175189A JP26175189A JPH075425B2 JP H075425 B2 JPH075425 B2 JP H075425B2 JP 26175189 A JP26175189 A JP 26175189A JP 26175189 A JP26175189 A JP 26175189A JP H075425 B2 JPH075425 B2 JP H075425B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
- C06B23/007—Ballistic modifiers, burning rate catalysts, burning rate depressing agents, e.g. for gas generating
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス発生組成物に関する。更に詳しくは、グリ
シジルアジドポリマー（以下GAPという）を主成分とす
るガス発生剤に於いて、燃焼速度の調整を容易に行うた
め、ビスアジドメチルオキセタンポリマー（以下BAMOポ
リマーという）を添加したガス発生組成物に関する。
シジルアジドポリマー（以下GAPという）を主成分とす
るガス発生剤に於いて、燃焼速度の調整を容易に行うた
め、ビスアジドメチルオキセタンポリマー（以下BAMOポ
リマーという）を添加したガス発生組成物に関する。
GAPは近年、火薬類の高エネルギー燃料結合剤として注
目を浴びているが、GAP自身もモノプロペラントとして
自然性を有し、しかも燃焼速度が非常に大きいため、ガ
ス発生組成物としての用途に使用されつつある。このガ
ス発生組成物は、常温では液体のGAPを、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（HMDI）、イソホロンジイソシアネ
ート（IPDI）などのジイソシアネート化合物でウレタン
結合させ、燃焼に適する任意の形状に硬化させて作る。
この際、必要に応じてトリメチロールプロパン（TMP）
などの架橋剤、可塑剤、カーボンブラック等の補強剤等
を加える。
目を浴びているが、GAP自身もモノプロペラントとして
自然性を有し、しかも燃焼速度が非常に大きいため、ガ
ス発生組成物としての用途に使用されつつある。このガ
ス発生組成物は、常温では液体のGAPを、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（HMDI）、イソホロンジイソシアネ
ート（IPDI）などのジイソシアネート化合物でウレタン
結合させ、燃焼に適する任意の形状に硬化させて作る。
この際、必要に応じてトリメチロールプロパン（TMP）
などの架橋剤、可塑剤、カーボンブラック等の補強剤等
を加える。
しかるに、かかるGAPモノプロペラントは、コンポジッ
ト火薬の場合と異なり、燃焼速度調整剤による燃焼速度
の調整は行われていなかった。
ト火薬の場合と異なり、燃焼速度調整剤による燃焼速度
の調整は行われていなかった。
これはGAPモノプロペラントの場合、酸化剤を用いてお
らず、又、適当な燃焼速度調整剤がなかったからであ
る。
らず、又、適当な燃焼速度調整剤がなかったからであ
る。
従来このゴム状のGAPモノプロペラントを、ガス発生組
成物として実用化するためには次の様な問題点があり、
その解決が強く求められていた。
成物として実用化するためには次の様な問題点があり、
その解決が強く求められていた。
つまり、酸化剤を用いないGAPモノプロペラントの場
合、単位時間当たりの必要ガス量を過不足なく確保する
ためには、ガス発生器の形状、寸法のみで調整が行われ
なければならず、これは、システム設計上その加減に限
界があった。
合、単位時間当たりの必要ガス量を過不足なく確保する
ためには、ガス発生器の形状、寸法のみで調整が行われ
なければならず、これは、システム設計上その加減に限
界があった。
更に公知の燃焼速度調整剤の添加によって、ある程度そ
の調整が可能であっても、生成ガス成分を汚染する恐れ
があった。
の調整が可能であっても、生成ガス成分を汚染する恐れ
があった。
本発明者らは、以上の問題点を解決する為、鋭意検討し
た結果、BAMOポリマーがGAPと似た化学構造を有し、し
かもGAPよりも大きな正の生成エネルギーを有する物質
であること、更に室温ではワックス状物質で分解によっ
て高いエネルギーを発生するが、低融点の影響で5MPa付
近では自然性でない点に注目し、本発明に至った。
た結果、BAMOポリマーがGAPと似た化学構造を有し、し
かもGAPよりも大きな正の生成エネルギーを有する物質
であること、更に室温ではワックス状物質で分解によっ
て高いエネルギーを発生するが、低融点の影響で5MPa付
近では自然性でない点に注目し、本発明に至った。
つまり本発明は、GAPを主成分とするガス発生組成物の
中に、GAPと似た化学構造をもち、生成エネルギーがGAP
の282Cal/gより大きい595Cal/gを有し、融点約85℃、分
解温度約260℃のワックス状アジドポリマーであるBAMO
ポリマーを含有させることにより、GAPガス発生組成物
の燃焼速度の調整を容易に行い得るガス発生組成物を得
ようとするものである。
中に、GAPと似た化学構造をもち、生成エネルギーがGAP
の282Cal/gより大きい595Cal/gを有し、融点約85℃、分
解温度約260℃のワックス状アジドポリマーであるBAMO
ポリマーを含有させることにより、GAPガス発生組成物
の燃焼速度の調整を容易に行い得るガス発生組成物を得
ようとするものである。
即ち本発明はグリシジルアジドポリマーを主成分とする
ガス発生組成物中に次の一般式（Ｉ） （但しｎは２以上の正数） で示されるビスアジドメチルオキセタンポリマーを燃焼
速度調整剤として含有せしめてなるガス発生組成物に係
るものである。
ガス発生組成物中に次の一般式（Ｉ） （但しｎは２以上の正数） で示されるビスアジドメチルオキセタンポリマーを燃焼
速度調整剤として含有せしめてなるガス発生組成物に係
るものである。
本発明に用いる上記一般式（Ｉ）で示されるポリエーテ
ルであるBANOポリマーは3,3-ビスクロルメチルオキセタ
ン（3,3-BCMO）をジ‐メチルホルムアミド（DMF）、ジ
‐メチルスルホオキシド（DMSO）等の溶媒下で、アジ化
ソーダ（NaN3）と反応することにより得られる3,3-ビス
アジドメチルオキセタン（BAMO）を、開環重合して合成
することができる。
ルであるBANOポリマーは3,3-ビスクロルメチルオキセタ
ン（3,3-BCMO）をジ‐メチルホルムアミド（DMF）、ジ
‐メチルスルホオキシド（DMSO）等の溶媒下で、アジ化
ソーダ（NaN3）と反応することにより得られる3,3-ビス
アジドメチルオキセタン（BAMO）を、開環重合して合成
することができる。
一般式（Ｉ）のｎは重合度を示すが、本発明では２以上
の任意のものを用いることができる。
の任意のものを用いることができる。
次に本発明のガス発生組成物に於いて、BAMOポリマーの
GAPへの混合率は、GAP,BAMOポリマーの性状（分子量、
粘度等）によって異なるが、混合したガス発生組成物の
燃焼の持続性が保持されれば、何ら限定されるものでは
ない。
GAPへの混合率は、GAP,BAMOポリマーの性状（分子量、
粘度等）によって異なるが、混合したガス発生組成物の
燃焼の持続性が保持されれば、何ら限定されるものでは
ない。
又、GAPガス発生組成物へのBAMOポリマーの混合は公知
の方法で行うことができる。即ち粉末状BAMOポリマーを
GAP液状物に直接混入する個−液混合法及び塩化メチレ
ン等の溶剤にBAMOポリマーを溶解し、GAP液に混合し、
その後溶剤を蒸発除去する液−液混合法をとることがで
きる。一般にBAMOポリマーのｎ値が小さい場合や混合比
率が小さい場合は前者の方法、ｎ値が大きい場合や混合
比率が大きい場合は後者の方法がそれぞれ望ましい。
の方法で行うことができる。即ち粉末状BAMOポリマーを
GAP液状物に直接混入する個−液混合法及び塩化メチレ
ン等の溶剤にBAMOポリマーを溶解し、GAP液に混合し、
その後溶剤を蒸発除去する液−液混合法をとることがで
きる。一般にBAMOポリマーのｎ値が小さい場合や混合比
率が小さい場合は前者の方法、ｎ値が大きい場合や混合
比率が大きい場合は後者の方法がそれぞれ望ましい。
かかるBAMOポリマー混合GAPは公知の方法で例えばトル
エンジイソシアネート（TDI）、ヘキサメチレンジイソ
シアネート（HMDI）、イソホロンジイソシアネート（IP
DI）等のジイソシアネート化合物を使って、末端水酸基
とウレタン結合させ、ゴム状のガス発生組成物をつくる
ことができる。この際、ウレタン化触媒としてはジブチ
ル錫ジラウレート（DBTDL）、ジブチル錫ジ（2-エチル
ヘキソエート）等の有機スズ化合物やトリフエニルビス
マス（TPB）等の有機ビスマス化合物等を使用する。中
でも触媒効果の高いDBTDLとポットライフが長く、且つ
硬化時間を短縮できるTPBの混合触媒が望ましい。更に
架橋剤としてトリメチロールプロパン（TMP）、可塑剤
としてジオクチルアジペート（DOA）等も必要に応じて
加えることができる。
エンジイソシアネート（TDI）、ヘキサメチレンジイソ
シアネート（HMDI）、イソホロンジイソシアネート（IP
DI）等のジイソシアネート化合物を使って、末端水酸基
とウレタン結合させ、ゴム状のガス発生組成物をつくる
ことができる。この際、ウレタン化触媒としてはジブチ
ル錫ジラウレート（DBTDL）、ジブチル錫ジ（2-エチル
ヘキソエート）等の有機スズ化合物やトリフエニルビス
マス（TPB）等の有機ビスマス化合物等を使用する。中
でも触媒効果の高いDBTDLとポットライフが長く、且つ
硬化時間を短縮できるTPBの混合触媒が望ましい。更に
架橋剤としてトリメチロールプロパン（TMP）、可塑剤
としてジオクチルアジペート（DOA）等も必要に応じて
加えることができる。
本発明のガス発生組成物の主成分であるGAPは、次の一
般式（II） （ｎは正の数） で示されるものであって、ポリエピクロルヒドリン（PE
CH）をNaN3でアジド置換して得られる。本発明に於いて
はこの化合物が常用の温度で液状のものであれば、特に
制限はない。通常ｎ＝10〜35の範囲のものが用いられ
る。
般式（II） （ｎは正の数） で示されるものであって、ポリエピクロルヒドリン（PE
CH）をNaN3でアジド置換して得られる。本発明に於いて
はこの化合物が常用の温度で液状のものであれば、特に
制限はない。通常ｎ＝10〜35の範囲のものが用いられ
る。
更に本発明に用いられるGAPは、物性改善のためエチレ
ンオキサイド（EO）、テトラヒドロフラン（THF）等と
の共重合体であってもよい。
ンオキサイド（EO）、テトラヒドロフラン（THF）等と
の共重合体であってもよい。
本発明のガス発生組成物によれば、GAPを主成分とする
ガス発生組成物の燃焼速度はBAMOポリマーの混合率によ
って任意に変えることが可能となる。即ちBAMOポリマー
の混合率を高くすることによりGAPのみのガス発生組成
物に比べほぼ一次直線的に燃焼速度を小さくすることが
できる。
ガス発生組成物の燃焼速度はBAMOポリマーの混合率によ
って任意に変えることが可能となる。即ちBAMOポリマー
の混合率を高くすることによりGAPのみのガス発生組成
物に比べほぼ一次直線的に燃焼速度を小さくすることが
できる。
又、BAMOポリマーの化学構造がGAPに非常に似ているこ
とにより、BAMOポリマーの添加による燃焼生成ガスの成
分の変動は極めて少なく、汚染もなく、かつゴムとして
の性質の変化も実用上問題がない。
とにより、BAMOポリマーの添加による燃焼生成ガスの成
分の変動は極めて少なく、汚染もなく、かつゴムとして
の性質の変化も実用上問題がない。
このように本発明は、従来の問題点を解決して極めて優
れたガス組成物を提供することができる。
れたガス組成物を提供することができる。
以下本発明を実施例により更に具体的に説明する。
実施例１〜４ 一般式（Ｉ）において、ｎ＝20、両末端水酸基のBAMOポ
リマーを分子量3500、両末端水酸基のGAPにそれぞれ2
0、40、60、80重量パーセントになるように塩化メチレ
ンに溶解して混合し、その後塩化メチレンを室温で3mmH
gの圧力で真空除去した。このうち20及び40重量パーセ
ントの割合でBAMOポリマーを混入したものは高粘度の不
透明液体であったが、60及び80重量パーセントの割合の
混合物は、ペースト状であった。次にこのものに架橋剤
としてTMPを一定量加え、約60℃に加熱し、TMPを溶解
し、更に混合した。
リマーを分子量3500、両末端水酸基のGAPにそれぞれ2
0、40、60、80重量パーセントになるように塩化メチレ
ンに溶解して混合し、その後塩化メチレンを室温で3mmH
gの圧力で真空除去した。このうち20及び40重量パーセ
ントの割合でBAMOポリマーを混入したものは高粘度の不
透明液体であったが、60及び80重量パーセントの割合の
混合物は、ペースト状であった。次にこのものに架橋剤
としてTMPを一定量加え、約60℃に加熱し、TMPを溶解
し、更に混合した。
その後室温まで冷却し、硬化剤としてHMDI、硬化触媒と
してDBTDLを加え、よく混合し、燃焼速度測定用試料枠
に流し込み、又は詰め込み、温度70℃の乾燥器中で１週
間硬化させ、GAPガス発生組成物を作った。
してDBTDLを加え、よく混合し、燃焼速度測定用試料枠
に流し込み、又は詰め込み、温度70℃の乾燥器中で１週
間硬化させ、GAPガス発生組成物を作った。
この組成物をチムニー型ストランド燃焼器で窒素雰囲気
で加圧し、その燃焼速度を測定し、表−１に示す結果を
得た。表−１中の各成分の数字は重量％をしめす。
で加圧し、その燃焼速度を測定し、表−１に示す結果を
得た。表−１中の各成分の数字は重量％をしめす。
比較例１ 実施例１で使ったと同様のGAPで、実施例１と同様に架
橋剤TMP、硬化触媒DBTDL、硬化剤HMDIを使ってBAMOポリ
マーを混入しないガス発生組成物を調製し、実施例１と
同様に燃焼速度を測定した。その結果を表−１に列記し
た。
橋剤TMP、硬化触媒DBTDL、硬化剤HMDIを使ってBAMOポリ
マーを混入しないガス発生組成物を調製し、実施例１と
同様に燃焼速度を測定した。その結果を表−１に列記し
た。
実施例５〜６ ｎ＝40の両末端水酸基のBAMOポリマーを、実施例１と同
様のGAPに、それぞれ20又は40重量パーセントになるよ
うに塩化メチレンに溶解混合し、その後室温で3mmHgの
圧力で塩化メチレンを減圧除去して、BAMOポリマーを混
入したGAP液を得た。
様のGAPに、それぞれ20又は40重量パーセントになるよ
うに塩化メチレンに溶解混合し、その後室温で3mmHgの
圧力で塩化メチレンを減圧除去して、BAMOポリマーを混
入したGAP液を得た。
このものを実施例１と同様に硬化させ、GAPガス発生組
成物を作った。
成物を作った。
更にこれらの組成物について実施例１と同様に燃焼速度
を測定した所、20重量パーセント混合物は圧力40kg/cm2
で10.3mm/秒、40重量パーセント混合物は9.4mm/秒であ
った。
を測定した所、20重量パーセント混合物は圧力40kg/cm2
で10.3mm/秒、40重量パーセント混合物は9.4mm/秒であ
った。
実施例１〜４と比較して混合するBAMOポリマーのｎ値に
よっては燃焼速度にほとんど差のないことが認められ
た。
よっては燃焼速度にほとんど差のないことが認められ
た。
Claims (1)
- 【請求項１】グリシジルアジドポリマーを主成分とする
ガス発生組成物中に次の一般式（Ｉ） （但しｎは２以上の正数） で示されるビスアジドメチルオキセタンポリマーを燃焼
速度調整剤として含有せしめてなるガス発生組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26175189A JPH075425B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ガス発生組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26175189A JPH075425B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | ガス発生組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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- 1989-10-06 JP JP26175189A patent/JPH075425B2/ja not_active Expired - Lifetime
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