стабилизатор химической стойкости нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив и способ их обработки

Формула изобретения

1. Стабилизатор химической стойкости нитроцеллюлозного пороха и твердого ракетного топлива, представляющий собой соединение 2,2,4-триметилзамещенного 1,2-дигидрохинолина общей формулы

где при R=H оно является 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином, при R=OH в положении 6 оно является 6-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином, при R=ОС₂Н₅ в положении 6 оно является 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином, при R=OH в положении 8 оно является 8-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином, при R=ОС₂Н₅ в положении 8 оно является 8-метокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином.

2. Способ обработки нитроцеллюлозного пороха и твердого ракетного топлива с использованием стабилизатора химической стойкости, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора химической стойкости используют стабилизатор химической стойкости по п.1 в количестве 0,1-10,0% от массы обрабатываемого нитроцеллюлозного пороха и твердого ракетного топлива.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив, находящих применение в ствольных и ракетных системах.

Известно, что в настоящее время для обработки нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив используют стабилизаторы N-нитрозодифениламин, алкилированные производные дифенилмочевины (центролиты), дифениламин в концентрациях 0,2-4 мас.% (RU 2093500 C1, 1997; RU 2026276 С1, 1995; RU 2198870 С2, 2003; US 391776, 1975).

В качестве наиболее близкого аналога настоящей группы изобретений могут быть приняты стабилизатор химической стойкости нитроцеллюлозных порохов - дифениламин и способ стабилизации химической стойкости нитроцеллюлозных порохов дифениламином [Краткий энциклопедический словарь. Энергетические конденсированные системы, М.: Янус-К, 2000, стр.407-408].

Недостатком известных стабилизаторов нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив является то, что используемые в настоящее время в качестве стабилизатора N-нитрозодифениламин, центролиты и дифениламин в процессе получения, хранения, использования, переработки и утилизации нитроцеллюлозных материалов, порохов образуют токсичные вещества, причем сами эти стабилизаторы относятся к веществам различных классов опасности (Вредные вещества в промышленности. Под редакцией Н.В.Лазарева, Л.: Химия, 1969 г.).

Кроме того, недостатком известных стабилизаторов нитроцеллюлозных материалов, порохов является ограниченность их ассортимента, что не позволяет получать разнообразные композиционные материалы, пороха, твердые топлива с заданными свойствами без ввода дополнительных компонентов.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества нитроцеллюлозных материалов, а также их свойств и экологии в процессе получения, хранения, использования, переработки и утилизации за счет универсальности свойств вводимых веществ, позволяющих упростить их композиционный состав, а также получения рецептур композиций, порохов и твердых ракетных топлив с заданными свойствами при одновременном увеличении ассортимента, применяемых веществ для стабилизации нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив.

Решение поставленной задачи достигается использованием в качестве стабилизатора химической стойкости нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив соединения 2,2,4-триметилзамещенного 1,2-дигидрохинолина общей формулы:

где при R=Н оно является 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином (ацетонанил);

при R=OH в положении 6 является 6-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином;

при R=ОС₂Н₅ в положении 6 является 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (сантохин);

R=ОН в положении 8 является 8-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином;

R=ОСН₃ в положении 8 является 8-метокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолином.

Поставленная задача решается также способом обработки нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив с использованием в качестве стабилизатора химической стойкости соединения 2,2,4-триметилзамещенного 1,2-дигидрохинолина вышеуказанной формулы в количестве 0,1-10,0% от массы обрабатываемого материала.

Известно использование соединений ряда 2,2,4-триметилзамещенных 1,2-дигидрохинолинов, в частности сантохина, в качестве стабилизатора для кормовых продуктов (RU 2035877 С1, 1995); использование 8-окси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в качестве ловушки для радикалов, для улучшения свойств нефтепродуктов, пластмасс, красок (RU 2209206 С1, 27.07.2003); 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в качестве антиозоната, стабилизатора резин (RU 2202566 С2, 20.04.2003; RU 2193579 C1, 2002).

Использование указанных соединений в качестве стабилизатора химической стойкости нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив, в том числе пироксилиновых порохов, является новым, не известным из уровня техники.

Новым и неочевидным является установление того, что введение указанных соединений в состав нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив в количестве 0,1-10% от массы обрабатываемого материала обеспечивает требуемую химическую стойкость, при этом токсичных продуктов превращения применяемых указанных соединений обнаружено не было.

Нижеследующие примеры поясняют, но не ограничивают настоящее изобретение. Во всех примерах образцы готовились по известной классической технологии.

Пример 1.

В 50 мл этилацетата (ЭА) растворяют навеску стабилизатора химической стойкости 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в количестве 0,1% от массы пироксилина, взятую с точностью 0,0001 г, затем засыпают 5 г пироксилина с содержанием азота не менее 212,0 мл NO/г (с учетом влажности = 57,3 мас.%). Полученную смесь периодически перемешивают в течение 24-28 часов до образования однородной массы. Массу разливают по поверхности формы до пленки и сушат. Полученную нитроцеллюлозную пленку разрезают на полоски и определяют их химическую стойкость по ОСТ В 84-2085-92 при температуре 110С.

Пример 2.

В 50 мл этилацетата (ЭА) растворяют навеску стабилизатора химической стойкости 8-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в количестве 0,6% от массы баллистита, взятую с точностью 0,0001 г, затем засыпают 5 г баллистита. Полученную смесь периодически перемешивают в течение 24-28 часов до образования однородной массы. Массу разливают по поверхности формы до пленки и сушат. Полученную нитроцеллюлозную пленку разрезают на полоски и определяют их химическую стойкость по ОСТ В 84-2085-92.

Пример 3.

В 50 мл этилацетата (ЭА) растворяют навеску стабилизатора химической стойкости 6-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в количестве 0,5% от массы кордита, взятую с точностью 0,0001 г, затем засыпают 5 г кордита. Полученную смесь периодически перемешивают в течение 24-28 часов до образования однородной массы. Массу разливают по поверхности формы до пленки и сушат. Полученную нитроцеллюлозную пленку разрезают на полоски и определяют их химическую стойкость по ОСТ В 84-2085-92.

Пример 4.

В 50 мл этилацетата (ЭА) растворяют навеску стабилизатора химической стойкости 8-гидрокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в количестве 1,5% от массы пироксилина, взятую с точностью 0,0001 г, затем засыпают 5 г пироксилина с содержанием азота не менее 212,0 мл NO/г (с учетом влажности = 57,3 мас.%). Полученную смесь периодически перемешивают в течение 24-28 часов до образования однородной массы. Массу разливают по поверхности формы до пленки и сушат. Полученную нитроцеллюлозную пленку разрезают на полоски и определяют их химическую стойкость по ОСТ В 84-2085-92.

В условиях примера 4 использовали также 6-этокси-2,2,4-триметил -1,2-дигидрохинолин в количестве 4,5% от массы пироксилина.

Пример 5.

В 50 мл этилацетата (ЭА) растворяют навеску стабилизатора химической стойкости 8-метокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина в количестве 0,1% от массы пироксилина, взятую с точностью 0,0001 г, затем засыпают 5 г пироксилина с содержанием азота не менее 212,0 мл NO/г (с учетом влажности = 57,3 мас.%). Полученную смесь периодически перемешивают в течение 24-28 часов до образования однородной массы. Массу разливают по поверхности формы до пленки и сушат. Полученную нитроцеллюлозную пленку разрезают на полоски и определяют их химическую стойкость по ОСТ В 84-2085-92.

Химическая стойкость полученных образцов определялась по ОСТ В 84-2085-92 (Монометрический метод определения стойкости всех видов порохов). В результате проведенных тестов была показана эффективность стабилизаторов химической стойкости при введении их в образцы в количестве 0,1-10% от массы, при этом достигалась требуемая стабильность композиции.

В результате проведенных тестов была показана эффективность стабилизаторов при введении их в образцы в количестве 0,1-10% от массы, при этом достигалась требуемая стабильность композиций при повышении показателя пламягашения и баллистических характеристик.

Кроме того, использование указанных соединений класса 2,2,4-замещенного триметил-замещенного-1,2-дигидрохинолина при обработке нитроцеллюлозных порохов и твердых ракетных топлив обеспечивает их повышенную свето- и термостойкость, а также способствует ингибированию радикальных процессов при улучшении экологии.