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Österreichische PATENTSCHRIFT ? 18747.
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der bisher bekannten chlorathaltigen Sprengstoffe im Gefolge hat, bozweckt dlo vorliogende Erfindung, dieselben zu beseitigen und einen beständigen chlorathaltigen Sprengstoff herzustellen, dessen Bestandteile ohne jede Gefahr mit dem Chlorat innig gemischt werden können.
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Bestandteil während der ganzen Dauer der herstellung flüssig zu machen. Der Erfindung nach wird zu diesem Zwecke die Eigenschaft gewisser Öle benutzt, die Nitro-und Azoderivate unter Wärmeanwendung aufzulösen, welch letztere allen anderen brennbaren Körpern vorzuziehen sind.
Im Falle einzelne dieser Nitro-oder Azoderivate in diesen Ölen nur schwach löslich wären, bediene man sich neuer, leichter löslicher Doppelvcrbindungen, welche durch die Vereinigung zweier nitrierter oder zweier Azoderivate oder eines nitrierten und eines Azo- dorivates entstehen. Es wird nun die gerade zum Lösen des gewählten brennbaren Körpers nötige Menge Öl genommen, wobei das 01 selbst die Rolle eines Brennstoffes spielt ; das- selbe muss aber in genügender Menge vorhanden sein, nm die Mischung während der ganzen Dauer der Herstellung und dies bei der zur Herstellung erforderlichen Temperatur flüssig zu e@halten.
Die ölige brennbare Mischung umgibt jedes Chloratteilchen (das Zündelement)
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Explosion die Wirkung infolge der gewählten brennbaren Körper eine sehr mächtige.
Diese Vorteile werden vermindert, wenn man sich damit begntigt, das-Chlorat mit dem Nitro-oder Azoderivat dadurch zu mischen, dass man die Mischung mit Öl nur befeuchtet nd nicht in diesem Öle löst, wie dies bei Pikrinsäurd auf kaltem Woge geschah.
Denn durch einfaches Mischen erhält man weniger dichte Produkte, als durch Lösen bei höherer Temperatur, wobei das Lösungsmittel teilweise verdunstet.
Im nachstehenden sollen die als brennbare Bestandteile dienenden Körper näher beschrieben werden.
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Durch Anführung einiger Beispiele sei das Gesagte erläutert : Das rohe Mononitronaphthalin schmilzt bei etwa 520 ; gereinigt und sublimiert erreicht sein Schmelzpunkt 610. Bei gewöhnlicher Temperatur, etwa 15-200, löst Rizinusöl ungefähr 250/0 seines Gewichtes Mononitronaphthalin. Von 650 an ist dieses Derivat in jedem Verhältnisse mit Rizinusöl mischbar. Die Löslichkeit in Olivenöl und Leinöl ist wesentlich dieselbe wie in Rizinusöl. Eine Lösung von gleichen Teilen Öl und Mononitronaphthalin wird beim Abkühlen fest.
Das rohe Dinitronapbtha1in, welches eine Mischung von m-und ss-Dinitronaphthalin ist, deren Schmelzpunkt 2400 bezw. 1700 betragen, ist in Rizinusöl wenig löslich. Bei gewöhnlicher Temperatur löst sich kaum lO/o ; bei 1000 erhöht sich die Löslichkeit und erreicht etwa 4-50/0 ; gegen 1250 erreicht sie etwa 600/0 und bei der Schmelztemperatur des Nitroproduktes (170-1800) sind die zwei Flüssigkeiten in jedem Verhältnisse mischbar.
Die Lösung erstarrt beim Abkühlen.
Das rohe Dinitrobenzol schmilzt bei 700, wenn es rein ist bei 900. Bei gewöhnlicher Temperatur ist seine Löslichkeit in Rizinusöl etwa 4"/0, in Olivenöl etwa 30/0, in Leinöl etwa 50/0. Bei einer Temperatur von 900, wenn das Dinitrobenzol vollständig geschmolzen ist, mischen sich gleiche Teile Rizinusöl und Dinitrobenzol vollkommen und ergebon eine klare Flüssigkeit, welche beim Abkühlen erstarrt.
Pikrinsäure oder Trinitrophenol schmilzt bei 125 . Bei gewöhnlicher Temperatur löst
Leinöl ungefähr 5% Pikrinsäure, Rizinusöl 40/0 und Olivenöl etwa 1%. Bei 1000 löst
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Amidoazobenzol, Diamidoazobenzol etc.) sich ebenso verhalten wie die Nitroderivate, indem sie in der Wärme in animilischen und vegetabilischen Ölen viel löslicher sind, als in der Kälte. Die meisten der Azoderivate sind in mineralischen Ölen selbst beim Erwärmen wenig oder gar nicht löslich (jedoch sind Azobenzol und Oxyazobenzol warm in Stein-
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und Azoderivate kann man feststellen, dass einige dieser Körper für sich in den selbst auf hohe Temperatur erwärmten Ölen verhältnismässig wenig löslich sind. Beispielsweise lösen sich von Pikrinsäure bei 125-1300 in Rizinusöl, wie oben angeführt, nicht über 500/0- So hohe Temperaturen können bei der Sprengmittelfabrikation industriell nicht angewendet werden, da sie in gewissen Fällen Gefahren mit sich bringen könnten.
Ausserdem würde man selbst bei einer solch hohen Erwärmung, von Pikrinsäure z. B., nicht eine genügende Quantität derselben in Öl auflösen können.
Um diese Übelstände zu vermeiden, wurde der Erfindung nach eine ganze Gruppe von je zwei untereinander vermischten Körpern der Nitro-oder Azoderivate in Betracht gezogen, um sie als Ersatz für die in Ölen warm wenig löslichen Nitro-oder Azodcrivato zu verwenden. Diese Doppelverbindungen schmelzen und lösen sich in namhafter Menge in Ölen bei einer viel niedrigeren Temperatur als deren Bestandteile. Das Einverleiben dieser Körper in Öl geschieht daher ohne Gefahr. Ausserdem erlangt man durch Anwendung dieser Doppelverbindl1ngen kräftigere Sprengstoffe, als mit deren Komponenten (Nitro-oder Azoderivate) für sich.
Die Herstellung dieser Doppelverbindungen kann auf die in der Chemie allgemein übliche Weise bewerkstelligt werden, indem man die Bestandteile, im Verhältnis der Molekulargewichte gemengt, zusammenschmilzt. Zunächst wird der Körper, dessen Schmelzpunkt der niedrigere ist, geschmolzen und dann der zweite Körper in die geschmolzene Masse eingetragen. Durch die Verbindung eines verhältnismässig leicht schmelzbaren Körpers, wie Mononitronaphthalin, mit einem schwer schmelzbaren, wie Pikrinsäure, entsteht ein
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640 9 Mononitronapbthalin und 860 9 Pikrinsäure auflösen.
Ebensoleicht kann man diese Verbindungen von Nitro-oder Azoderivaton dadurch erhalten, dass man die Komponenten in einem beliebigen Lösungsmittel (Äther, Alkohol, Azeton, Chloroform, Benzol etc.) löst, das Lösungsmittel durch Verdunstung vertreibt und die zurückbleibende Doppelverbindung in Öl löst. Nachstehend einige Einzelheiten über die Herstellung und den Schmelz-und Lösungspunkt dieser Doppelverbindungen, welche aller Voraussicht nach berufen sind, eine Hauptrolle in der Herstellung der Chloratsprengstoffe zu spielen.
Zur Herstellung von Pikrinsäure-Nitronaphtha1in wird in einem mittelst Wasserbad oder Dampf auf 90 oder 1000 erwärmten Behälter 1 kg Mononitronaphthalin eingebracht, dann, wenn dieses Produkt geschmolzen ist, nach und nach 1320 kg Pikrinsäure hinzugefügt. Wenn die Lösung vollzogen ist, wird sie in Platten gegossen und die Verbindung ist gebrauchsfertig ; sie schmilzt bei 740. Im kalten Zustande löst das Rizinusöl ungefähr 50/0 dieser Nitrodoppelverbindung. Bei 1000 nimmt die Löslichkeit stark zu und das Rizinusöl kann 800/0 dieser Verbindung lösen, welche beim Abkühlen der Lösung kristallisiert, wobei die ganze Masse fest wird.
Wird Rizinusöl auf 105-1100 erwärmt, so lösen 20 y des- selben 20, 25 und sogar 30 g der Pikrinsäure-Nitronaphthalin-Verbindung, wobei sich beide Körper gleichmässig mischen lassen. Die anderen Öle verhalten sich ähnlich wie das Rizinusöl ;
Leinöl wird durch die Wärme etwas angegriffen. Die Pikrinsäure-Dinitrobenzol-Verbindung wird wie die Doppelverbindung Pikrinsäure-Nitronalphthalin bereitet, indem man 1 k, Dinitro- benzol und 1'360 kg Pikrinsäure verwendet ; die Lösung schmilzt bei 880. Von dieser Ver- bindung löst Rizinusöl kalt ss-7%.
Gegen 1000 erhöht sich die Löslichkeit ; das Öl kann 500/0 der Nitrodoppeherbindung lösen ; bei einer Temperatur von über 1000 können
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bindungen, hergestellt aus einerseits Pikrinsäure, andererseits aus Amidoazohonzol oder Azobonzol, Azoxybenzol oder Nitrodiphenytamin, besitzen dieselbe Löslichkeit in Öl wie das betreffende, zur herstellung verwendete Azoderivat; die Verbindungen von Pikrinsäure mit diamidoazobenzol ist weniger löslich als Diamidoazobenzol allein.
Diese Pikrinsäure-Azoderivat-Verbindungen werden in der Art hergestellt, dass zuerst bei 80-100O die Azoderivate im Ot ge) öst werden und dann Pikrinsäure in kleinen Mengen eingetragen wird. Diese Produkte können nach ihrer Herstellung weit über jene Temperaturen erwärmt werden, bei welchen die Azoderivate, wenn sie allein erhitzt würden, sich zersetzen. So wurde beim Erhitzen dieser Verbindungen auf 2000 weder eine plötzliche Zersetzung noch eine Explosion beobachtet. Die Pikrinsäure kann in diesen Verbindungen durch Pikraminsäure substituiert sein.
Zur Herstellung dieser Gattung Sprengstoffe löst man in einem geeigneten Öle das Nitro-oder Azoderivat, wobei-wenn nötig-bis zum Schmelzpunkte des Nitroderivates erhitzt wird ; vorausgesetzt, dass bei einer derartigen Temperaturerhöhung keine Zersetzung des Nitroderivates oder eine Explosion zu befürchten ist. Das Nitro-oder Axoderivat muss in solcher Menge in Lösung vorhanden sein, dass es bei der höchsten Sommertemperatur kristallisiert, wobei die ganze obige Masse fest oder teigartig wird.
Ist das Nitro-oder Azoderivat nicht genügend im Öle löslich oder wäre ein zu hohes Erhitzen bis nahe an die Zorsetxn'. gstempcratur der betreffenden Verbindung erforderlich, so kann wie oben beschrieben eine Doppehorbindung eines Nitro- oder Azoderivates hergestellt und dieselbe dann im Öl gelöst werden.
Nachdem die ölige Lösung so hergestellt ist, giesst man sie in einen Mischhehitlter, der auf ungefähr 100"erwärmt wird, unterhalt sie während der ganzen Dauer der Operation flüssig. Dann wird Stärke oder Kohle beigemischt, bis dieselbe gut mit der öligen Lösung durchtränkt ist. Endlich wird fein pulverisiertes Chlorat oder Perchlorat unter beständigem Umrühren der Masse beigemischt.
Die ganze Arbeit des Mischens-die sehr schnell ausgeführt ist, wenn eine derartige Brennstofflösung genommen wird-soll so lange fortgesetzt werden, bis eine innige Mischung erreicht ist. Zum Schlusse wird der so hergestellte Sprengstoff in ilblicher Weise, am besten lurch geeignete Füllmasciinon, in Patronen eingefüllt.
Ein guter Sprengstoff soll ungefähr enthalten : 10-20% der in beschriebener Wei ; se erlangten öligen Lösung. 80-65% Alkalichlorat, 10-15% Stärke oder Kohle. Letzteres
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Nachstehend oinige Beispiele :
Kaliumchlorat . . . . . . . . . . . . . . . 3 kg Ölige Lösung von Nitronaphthtdin (zu gleichen Teilen) 400 g Stärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 #
Natriumchlorat 800 # Ölige Lösung von Pikrinsäure-Nitronaphthalin im mole- kularcn Verhältnis (gleiche Teile) 200 " Natriumchlorat . . . . . . . . . . . . . . . 750 # Ölige Lösung von Pikrinsäure-Nitronaphthalin im mole- kularen Verhältnisse (gleiche Teile) 200 # Starke................. 50 n
Natriumchlorat.,.. 300 #
Azobenzol . . . . . . . . . . . . . . . . 70 " Rizinusöl 30 " Kaliumclitorat.........
400
Pikrinsäure-Azobenzol im molekularen Verhältnisse... 60 # Rizinusöl . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 #
Den zwei letzteren Mischungen können 20 bis 40 g Stärke zugemischt werden.
Was die allgemeine Bezeichnung der Nitro- und Azoderivate betrifft, welche bedenklich erscheinen könnte, weil sich unter derselben viele Körper begreifen würden, die dem Sprengstoffe sicherheitsbedenkliche Eigenschaften verleihen würden, wird diesbezüglich darauf verwiesen, dass diese Derivate nicht im trockenen Zustande (und nur in diesem sind sie leicht explosiv) zur Verwendung gelangen, sondern in öliger Lösung und darin liegt eben der Wert der vorliegenden Erfindung, dass sie einen Weg zeigt, wie sonst unbrauchbare
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Verwendung ihrer öligen Lösung, für die Herstellung von Sprengstoffen nutzbar gemacht werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE : !. Verfahren zur Herstellung chlorathältiger oder perchlorathältiger Sprengstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass fein pulverisiertes Chlorat oder Perrchlorat mit der Lösung eines oder mehrerer aromatischer Nitroderivate oder eines oder mehrerer aromatischer Azo-
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oder von Kohlehydraten derart vermischt werden, dass der Gehalt an Chlorat oder perchlorat nicht unter 70% herabgeht und der Gehalt an Ölen nicht ì00/o übersteigt.