Brevet FR2734837A1 — publié le 19961206

La présente invention concerne des apprêts pour le revê- tement de blocs de propergol pour moteurs-fusées. Les blocs de propergol pour fusées comportent générale- ment sur leurs surfaces extérieures des inhibiteurs de combustion destinés à contrôler la vitesse et la géométrie de la combustion lorsque le bloc de propergol est mis à feu. Ces inhibiteurs de combustion doivent être en contact intime avec le bloc de proper- gol pour un fonctionnement efficace. Dans certaines circonstances, l'inhibiteur de combustion est lui-même auto-adhésif sur le bloc de propergol mais, du fait des limitations dans la combinaison du propergol et de l'inhibi- teur de combustion, les inhibiteurs auto-adhésifs ne sont pas toujours utilisables. En outre, certains inhibiteurs de combus- tion peuvent absorber des constituants du bloc de propergol et ces constituants peuvent avoir un effet nuisible sur l'inhibi- tion de la combustion par l'inhibiteur de combustion. La présente invention fournit une composition utilisable comme revêtement d'apprêt pour un bloc de propergol, revêtement qui résiste à la pénétration des ingrédients du propergol et sur lequel peut être appliqué un inhibiteur de combustion, cette composition étant un mélange de 25 à 75 % en poids d'une résine à base d'alcool aromatique et de 75 à 25 % en poids d'une résine acétal. De façon préférée, le mélange comprend également un agent de réticulation présent en une quantité de 2 à 10 parties en poids pour 100 parties de la teneur en résine. De façon préférée encore, la résine à base d'alcool aro- matique est une résine phénolique, par exemple une résine du type phénolformaldéhyde. Suivant une variante, la résine à base d'alcool aromatique peut être une résine résorcinol. De préférence encore, la résine acétal est une résine polyvinyl-formaldéhyde ou une résine butyral. De façon préférée enfin, le mélange comprend également une poudre métallique telle que la poudre d'aluminium ou de fer. Le mélange peut être sous la forme d'une émulsion. La résine phénolique peut être dissoute dans un alcool, par exemple l'alcool éthylique. La résine acétal peut être dissoute dans un solvant chloré, par exemple le dichlorure d'éthylène. Afin de favoriser la réticulation de la résine phénol-for- maldiéhyde et de la résine polyvinyl-formaldéhyde, on utilise un agent de réticulation, par exemple le méthyl-méthoxy uron ou le triisocyanate de triphênylméthylène ou autres isocyanates ou l'acétylacétonate de titane. On agite l'émulsion pour maintenir la poudre métallique en suspension et on peut l'appliquer sur le propergol au pin- ceau, au trempé, par pulvérisation ou par tout autre moyen ap- proprié. On élimine les solvants, en particulier par chauf- fage du bloc de propergol revêtu à 60-65oC pendant 24 heures après l'application sur le bloc de propergol. Ce stade de chauffage aide également à l'amorçage de la réaction de réti- culation. La présente invention trouve une application particulière dans les propergols à double base, c'est-à-dire de la nitro- cellulose avec soit de la nitroglycérine, soit un autre ester nitrique liquide avec ou sans autres additifs, par exemple le perchlorate d'ammonium, des liants organiques et des combus- tibles tels que la poudre d'aluminium. L'exemple suivant est donné à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Exemple Dans cet exemple, on dissout 50 parties de résine phénol- formaldéhyde dans un solvant méthylé (alcool éthylique) et l'on dissout séparément 50 parties de résine polyvinyl-formaldéhyde dans du dichlorure d'éthylène. On mélange alors les deux solu- tions et on les agite pour former une émulsion. On ajoute en- suite 5 parties de méthyl-méthoxy uron à l'émulsion pour amorcer la réticulation, ainsi que O à 30 parties de poudre d'aluminium afin de renforcer les propriétés adhésives de l'ap- prêt. On agite alors l'apprêt en émulsion avec ses additifs afin de maintenir tous les constituants en suspension, et l'on applique l'apprêt au pinceau sur un bloc de propergol. Le bloc est chauffé à l'air pendant 24 heures à 60-65 C pour éliminer les solvants. Suivant une variante, l'apprêt peut être appliqué par pulvérisation ou versé sur le bloc de propergol, ou bien celui- ci peut être trempé dans l'apprêt. L'agent de réticulation, à savoir le méthyl-méthoxy uron, est remplacé, dans une variante de réalisation de l'ap- prêt destiné à des inhibiteurs de combustion renfermant des uréthannes, par un isocyanate et notamment le triisocyanate de triphénylméthylène. Le revêtement d'apprêt, lorsqu'il est utilisé avec un propergol à double base et un inhibiteur de combustion du type polyuréthanne polyéther de glycol, présente deux propriétés très utiles. En premier lieu, le revêtement d'apprêt est auto- adhésif sur le bloc de propergol et ce revêtement d'apprêt est également adhésif sur l'inhibiteur de combustion, ce qui permet d'obtenir une bonne jonction entre le bloc et l'inhibiteur. En second lieu, le revêtement d'apprêt agit de façon à réduire la quantité de nitroglycérine et autres constituants du proper- gol migrant du bloc de propergol vers l'inhibiteur de com- bustion, et de ce fait réduit les effets nuisibles que cette migration tend à produire. Il y a lieu de noter que la résine polyvinyl-formaldéhyde donne une bonne liaison sur la surface du propergol, en parti- culier dans le cas d'un propergol coulé à double base, mais qu'elle présente l'inconvénient d'absorber graduellement de la nitroglycérine provenant d'un tel propergol. La résine phénolique réticulée avec le polyvinyl-formaldéhyde donne la résistance nécessaire à l'absorption de nitroglycérine ou autres constituants du bloc de propergol. Lorsque le mélange comprend également une poudre métallique, cette dernière donne l'effet supplémentaire de former un revêtement à surface active permettant une liaison directe par adhésifs sur un inhibiteur de combustion; il y a lieu de noter que de nombreux adhésifs ont été formulés dans le but de réaliser une liaison sur une surface métallique, et il en est tenu compte avantageusement dans ce cas. La force de liaison est illustrée au moyen d'un essai dans lequel un revêtement inhibiteur lié sur un bloc de proper- gol coulé à double base par le revêtement d'apprêt de l'exem- ple ci-dessus est arraché dans un essai de traction à un taux de contrainte de 6 mm pour 24 mm/mn à 200C. Dans différents essais de ce type, la liaison supporte des charges comprises entre 7 et 10 kg/cm avant rupture, cette rupture se produisant soit dans l'inhibiteur, soit dans le bloc de propergol, mais en aucun cas dans le joint lui-même. Dans un essai comparatif, dans lequel le revêtement d'ap- prêt est supprimé mais o l'on applique les mêmes conditions par ailleurs, la rupture intervient à 4 kg/cm2 sur l'interface de liaison entre l'inhibiteur et le bloc de propergol. La résistance au passage de la nitroglycérine manifestée par le revêtement d'apprêt est révélée par des essais compara- tifs dans lesquels, après un stockage de six semaines à 17 C, l'échantillon essayé avec le revêtement d'apprêt présente une teneur de 5 % en nitroglycérine dans son inhibiteur, tandis que l'échantillon essayé sans le revêtement d'apprêt présente une teneur de 18 % en nitroglycérine. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute équivalence technique sans sortir de son cadre qui est défini dans les revendications annexées. 2734837 REVENDICATIONS 1. Composition applicable comme revêtement d'apprêt pour un bloc de propergol,résistant à la pénétration des constituants du propergol et sur laquelle un inhibiteur de combustion doit être appliqué, composition caractérisée par le fait qu'elle comprend de 25 à 75 % en poids d'une résine à base d'alcool aromatique et de 75 à 25 % en poids d'une résine acétal. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend également un agent de réticulation en une quantité de 2 à 10 parties en poids pour 100 parties en poids de la teneur en résine. 3. Composition selon la revendication 1 ou la revendica- tion 2, caractérisée par le fait que la résine à base d'alcool aromatique est une résine phénolique. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la résine à base d'alcool aromatique est une résine résorcinol. 5. Composition selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la résine phénolique est une résine phénol- formaldéhyde. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la résine acétal est une résine polyvinyl-formaldéhyde. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la résine acétal est une résine butyral. 8. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une poudre métallique. 9. Composition selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la poudre métallique est constituée par de la poudre d'aluminium ou de la poudre de fer. 10. Composition selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'agent de réticulation est choisi dans le groupe des isocyanates. 11. Composition selon la revendication 2, caractérisée 6 2734837 par le fait que l'agent de réticulation est choisi dans le groupe comprenant le méthyl-méthoxy uron, le triisocya- nate de triphénylméthylène et l'acétylacétonate de titane. 12. Bloc de propergol muni d'un revêtement d'apprêt résistant à la pénétration des constituants du propergol et auquel doit être appliqué un inhibiteur de combustion, carac- térisé par le fait que le revêtement d'apprêt est constitué par une composition comprenant de 25 à 75 % en poids d'une résine à base d'alcool aromatique et de 75 à 25 % en poids d'une résine acétal. 13. Bloc de propergol muni d'un revêtement d'apprêt résistant à la pénétration des constituants du propergol et auquel doit être appliqué un inhibiteur de combustion, carac- térisé par le fait que le revêtement d'apprêt est constitué par une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.