Brevet FR2552494A1 — publié le 19850329

Procédé de préparation de corps de propulseurs fusées Dans la demande de brevet francais 75 08315 déposée le 12 mars 1975 et publiée sous le numéro 2 303 843 on a décrit un procédé de collage à froid d'un matériau synthétique ou naturel (caoutchouc) sur un support consistant à déposer sur le matériau à coller une couche mince d'un agent adhésif (ou primaire) , à cuire le composant constitué par ledit matériau revêtu dudit primaire, puis à coller l'ensemble obtenu sur ledit support au moyen d'une colle appropriée. Il a été trouvé et c'est là l'objet de la présente invention que la technique de collage à froid décrite dans ladite demande de brevet était spécialement utilisable pour la préparation de corps de propul15 seur fusée constitué d'une enceinte, contenant le mélange solide combustiblecomburant (propergol), en caoutchouc vulcanisé autour de laquelle on dispose d'une paroi extérieure en une résine renforcée. Le procédé selon l'invention est caractérisé 20 en ce que la surface extérieure du caoutchouc formant l'enceinte est munied'une couche d'un agent adhésif (ou primaire), que ledit agent adhésif est cuit, que l'on introduit le propergol, que l'on dépose autour de l'enceinte ainsi préparée ladite résine renforcée, et que 25 l'on cuit l'ensemble à une température suffisante pour polymériser ladite résine mais qui serait insuffisante pour réaliser la cuisson dudit agent adhésif. Par caoutchouc utilisable pour réaliser l'enceinte selon la présente invention, on entend n'importe 30 quel caoutchouc naturel ou synthétique dont lespropriétés, à l'état vulcanisé, sont compatibles avec la fonction jouée par ladite enceinte Mais bien évidemment, l'invention s'applique essentiellement aux enceintes réalisées avec des caoutchoucs qui sont difficiles à coller tels que les copolymères éthylène-propylène les copolymères éthylène-propylène-diène (EPDM), les caout- choucs butyls (IIR) et les polyéthylene ehloro sulfones (CSM). Le caoutchouc est donc muni sur sa face extérieure d'un agent adhésif connu par les spécialistes sous la dénomination de primaire Un tel primaire est constitué par des résines spéciales ou des mélanges de résines contenant des charges et éventuellement d'autres additifs Un tel primaire se présente généralement sous la forme d'une solution ou dispersion des ingrédients, 10 dans un solvant (plus généralement dans un milieu) liquide Le caoutchouc doit être -vulcanisé et le primaire doit être cuit pour former une "enceinte revêtue" utilisable Ces deux opérations peuvent être réalisées si15 multaménent ou successivement On notera que le primaire doit être cuit à une température supérieure à environ C (le plus souvent entre 120 et 130 C). L'enceinte revêtue de primaire ainsi obtenue est alors refroidie, puis on y coule le propergol; l'en20 ceinte est ensuite revêtue de la résine renforcée. On appelle "résine renforcée" une résine polymère comportant des éléments de renforcement; ces éléments sont le plus souvent des fibres (fibres de verre, fibres de polyamides aromatiques ou non, fibres de carbone) Le plus souvent on utilisera des fibres préimprégnées Mais en outre, les résines utilisables doivent être choisies parmi les prépolymères qui sont aptes, généralement grâce à l'utilisation d'un catalyseur ou "durcisseur" convenable, à se polymériser à une 30 température inférieure à environ 100 C, cette température étant choisie pour tenir compte du fait que le propergol, présent lors de ce chauffage, ne supporterait das, sans danger, une température supérieure De plu>, la résine doit être utilisée sur l'agent adhésif cuit Cette température de polymérisation peut être la température ambiante On notera que cette température 255 '2494 de polymérisation de la résine est nettement inférieure à celle qui est nécessaire pour vulcaniser le caoutchouc et à celle qui est nécessaire pour cuire le primaire et c'est pourquoi il convient que ces deux opérations (vul5 _canisation et cuisson) soient effectuées avant la pose de la résine renforcée. L'exemple limitatif ci Taprès illustre l'invention: on utilise une enceinte en EPDM (caoutchouc ethylène10 propylêne-diène) vulcanisé; on dépose sur la face exterieure de cette enceinte une couche d'environ 20 microns d'un primaire commercialisé sous le nom de CHEMOSIL X 6070; l'ensemble est cuit à 120 C pendant environ l h' eure. sur cette enceinte revétue de pri-maire cuit (et dans laquelle on a introduit un proparg 5 lon bobine des fibres de Kevlar imprégnées de res nes R; puis l'ensemble est cuit a une tediperature T. On donne dans le tableau ci-après les divers 20 essais rîalisés (avec succes) Resine Température et durée de cuisson CIBA:(B 3052 A (époxy 23 ' C 7 jours uovolaque) I De ties f 60 psrties\i en poids XB 3052 B 40 parties (durcisseur en poids amine) DO Mel DER 351 -époxy) 100 parties en poids JEFFERSON Jeffamine 40 C 4 heures D 230 37 parties en poids accé 16 rateur A 398 2 parties en poids CDI Lo Tpox 200 (époxy) 100 parties en poids 60 'C 24 heures I durcisseur D 302 27 parties en poids CIBA Résine LY 556 époxy 100 en poids) ( 80 OC 24 heures durcisseur HY 906 90 accélérateur DY 070 1,5 " - Dans tous les cas, on a obtenu une très bonne adhérence de la couche extérieure (résine renforcée) sur l'enceinte L'absence de primaire ou l'utilisation d'un primaire non cuit à l'avance, donnerait une adhé10 rence faible et insuffisante. R E V E N D I C A T I O N S I Procédé de préparation d'un corps de propulseur fusée comportant une paroi en caoutchouc formant une enceinte qui contient un propergol et une paroi extérieure formant renforcement caractérisé en ce que 5 r Calise successivement les opérations suivantes: enduction de l'enceinte en caoutchouc par un agent adhésif cuisson de l'ensemble à une température supérieure à environ 100 C mise en place du propergol dans l'enceinte réalisation de la paroi extérieure par bobinage autour de l'enceinte de fibres imprégnées et polymérisation à une température inférieure à environ l 00 C 2 Procédé selon la revendication l caractérisé en ce 15 que l'agent adhésif est choisi pour sa compatibilité avec le caoutchouc utilisé et que la résine de bobinage est choisie pour sa propriété de coller à l'agent adhésif cuit.