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Verfahren zur Herstellung eines neuen Doppelsalzes von
Bleinitroaminotetrazol und Bleistyphnat
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Verbindung mit verbesserten Explosionseigenschaften kombiniert mit einer aussergewöhnlichen thermischen Stabilität.
Obgleich bereits vielfach Vorschläge zur Erzeugung besserer Initialsprengverbindungen zum Zünden von Munitionsladungen und Zündern gemacht wurden, waren die bisher erhaltenen Zusammensetzungen in bezug auf gewisse Eigenschaften unbefriedigend. Insbesondere war ihr Ausmass an thermischer Stabilität unzulänglich und waren Versuche zur Erhöhung der Zündempfindlichkeit durch Schlag von einer Verminderung der thermischen Stabilität begleitet. Weiters wurden jahrzehntelang umfangreiche Forschungen nach einer Zündverbindung mit einer verbesserten Kombination von Lagerstabilität und guten Explosionseigenschaften unternommen.
Diese angestrebten Eigenschaften umfassen den raschen Einsatz des explosiven Zerfalles, wenn die Verbindung dem gewünschten Mindestausmass an mechanischer oder thermischer Energie ausgesetzt wird, sowie ein Ausmass an explosivem Zerfall, welches sich durch hohe Kraft und Brisanz kennzeichnet. Solche Bedingungen sind zur Herbeiführung einer besseren Zündung von Treibpul- vem durch Munitionszünder und für die Zündung von Sekundärsprengladungen durch Zündprimärladungen wesentlich.
Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Verbindung mit der Stabilität und Wirksamkeit eines stark verbesserten Initialzündsprengstoffes, welche Verbindung erfindungsgemäss in kristalliner Form vorliegt. Die Erfindung ermöglicht weiters die Herstellung von Zündzusammensetzungen mit besserer thermischer Stabilität und höherer Brisanz als die bisher bekannten Zusammensetzungen, wodurch eine bessere Zündung von Treibpulverladungen erzielt werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines verbesserten Initialsprengstoffes.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen.
Die vorerwähnten Gegenstände werden erfindungsgemäss durch die Schaffung eines neuen kristallinen Doppelsalzes von Bleitrinitroresorcinat (Styphnat) und Bleinitroaminotetrazol verwirklicht.
Es wurde gefunden, dass die Kristalle des oben erwähnten Doppelsalzes durch Umsetzung einer Lösung eines löslichen Bleisalzes, vorzugsweise im Überschuss, mit einer Lösung eines Alkali- oder Erdalkalisalzes der Styphninsäure und von Nitroaminotetrazol gebildet werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in welchen einige vorzugsweise Ausführungsformen der Herstellung des neuen kristallinen Doppelsalzes beschrieben sind, näher erläutert.
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resultierende Lösung auf ein Gesamtvolumen von 50 ml verdünnt wird. Erforderlichenfalls wird das PH der Lösung auf einen Wert von 6, 3 : ! : 0, 3 durch Zusatz von Magnesiumoxyd oder Styphninsäure eingestellt. Die Lösung wird in einem Wasserbad auf eine Temperatur von 75 bis 800 C erhitzt. Während die Lösung bei dieser Temperatur gut gerührt wird, werden 15 ml einer 1-molaren Bleinitratlösung, welche mit Wasser auf ein Volumen von 50 ml verdünnt worden war, tropfenweise innerhalb 15 - 25 min zugegeben, wodurch das kristalline Doppelsalz ausgefällt wird.
Nach dem Zusatz der Bleinitratlösung wird
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weitere 5 -10 min gerührt. Das kristalline Produkt setzt sich rasch zu einer relativ kleinen Masse ab. Die überstehende Flüssigkeit wird dekantiert und das Produkt vier-bis sechsmal durch Verrühren mit Wasser und anschliessendes Dekantieren gewaschen. Das feuchte Produkt, welches einer Ausbeute von 90 bis 95% der Theorie entspricht, kann sodann zur Lagerung bis zur Verwendung in feuchtgemischten Zusammensetzungen in geeignete Behälter eingebracht werden. Soll ein Trockenprodukt erhalten werden, so kann die Feuchtigkeit durch Trocknen in Luft oder unter Vakuum bei einer Temperatur von 25 bis 800 C entfernt werden.
Das oben beschriebene Verfahren ist vorzuziehen, wenn ein Produkt mit einer scheinbaren Dichte von 0, 80 bis 0, 85 g/ml erhalten werden soll. Ein Produkt mit einem etwas höheren Schüttgewicht von beispielsweise etwa 1 g/ml kann erhalten werden, wenn man die Fällung bei einer höheren Temperatur von 850 C bis zur Siedetemperatur der Lösung und Verlängerung der Fällungsdauer auf etwa 1 h vornimmt.
Soll das neue Doppelsalz mit einer scheinbaren Dichte im Bereich von 1 bis 1, 85 g/ml erhalten werden, so wird die Fällung vorzugsweise in der im folgenden Beispiel angegebenen Weise vorgenommen.
Beispiel 2 : Die Fällung wird in einem Gefäss aus rostfreiem Stahl oder einem andern Kessel, der mit einem mechanischen Rührer versehen ist und in einem Wasserbad oder mittels anderer Heizorgane auf einer Temperatur von etwa 600 C gehalten wird, vorgenommen. In dem Gefäss wird eine Bleinitratlösung durch Vermischen von 2500 ml einer 1-molaren Bleinitratlösung mit 11 Wasser vorbereitet. Während die Lösung etwa bei maximaler Geschwindigkeit, ohne zu Verspritzen, gerührt wird, wird eine Ätznatronlösung enthaltend 1 Mol Natriumhydroxyd in einem schwachen Strom zugesetzt, beispielsweise indem man eine Lösung mit einem Gehalt von480mleiner2, 084n-Natriumhydroxydlösung, welche weiter mit Wasser auf ein Volumen von 1500 ml verdünnt wurde, zugibt.
Dadurch wird eine feindisperse weisse Fällung von basischem Bleinitrat oder Bleihydroxyd oder von beiden erhalten.
Bei weiterem kräftigem Rühren des Inhaltes des auf einer Temperatur von 55 bis 570 C gehaltenen
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lösung mit einem pH im Bereich von 5, 4 bis 5, 8 begonnen und während etwa 20 min fortgesetzt, wobei das Reaktionsgemisch auf 53-570 C gehalten wird. Nach Beendigung dieses Zusatzes wird weitere 10 min lang gerührt. Das dichte kristalline Produkt setzt sich nach dem Abbrechen des Rührens rasch ab und die Mutterlauge wird durch Dekantieren entfernt. Nach wenigstens fünfmaligem Waschen, wobei die Waschflüssigkeit durch Dekantieren abgetrennt wird, kann das in einer theoretischen Ausbeute von 90 bis 95% erhaltene Produkt verwendet, getrocknet oder nass- oder trockengelagert werden.
Die Raumausbeute beträgt bei dem wie oben durchgeführten Verfahren annähernd 120 g Produkt pro Liter Ansatzvolumen. Die Raumausbeute kann, wenn dies gewünscht wird, weiter gesteigert werden, wenn man das zur Verdünnung der Bleinitratlösung und Natriumhydroxydlösung (Gesamtvolumen 2 l) verwendete Wasser teilweise oder zur Gänze eliminiert. Durch diese Massnahme kann die Raumausbeute auf etwa 180 g pro Liter Ansatzvolumen, bei Vornahme keiner Verdünnung, gesteigert werden. Obgleich eine weitere Erhöhung der Raumausbeute durch Anwendung konzentrierterer Lösungen technisch möglich ist, hat jedoch eine solche Verfahrensweise zur Folge, dass die Verfahrenskontrolle und die Beibehaltung der Produktqualität schwieriger einzuhalten sind.
Vom Standpunkt der Raumausbeute betrachtet ist jedoch das vorstehend beschriebene Verfahren für die Herstellung eines Produktes mit besonders guten Eigenschaften sehr wirksam und wirtschaftlich durchführbar. Es ist auch möglich, bei der Durchführung des Verfahrens grössere Verdünnungen anzuwenden. Wenn die Verdünnung zu gross ist, beispielsweise bei der Herstellung von 0, 1 Mol in einem Gesamtansatzvolumen von 4 I, erfolgt die Produktbildung zu langsam und ist für eine vollständige Umwandlung der Rohmaterialien zum Fertigprodukt eine Reaktionszeit von 1 h und mehr erforderlich. Um die Verdünnung auszugleichen, kann jedoch die Reaktionstemperatur auf 90 - 1000 C erhöht und die Produktbildung beschleunigt werden, so dass ein zufriedenstellendes Produkt erhalten wird.
Bei einer solchen Verdünnung geht die Ausbeute auf Grund der Löslichkeit des Produktes im zugesetzten Wasservolumen etwas zurück.
Bei dem in diesem Beispiel beschriebenen Herstellungsverfahren setzt sich das kristalline Produkt nach dem Abbrechen des Rührens rasch auf ein solches Volumen ab, dass die scheinbare Dichte, bezogen auf die Trockenbasis, etwa 1,65 g/ml beträgt. Die scheinbare Dichte kann jedoch bei jedem Wert zwischen etwa 0, 7 und 1, 85 g/ml durch entsprechende Modifizierungen gesteuert werden.
Beispielsweise zeigt sich bei Erhöhung der Fällungstemperatur und Verlangsamung der Zusatzgeschwindigkeit eine Erhöhung der scheinbaren Dichte, wogegen eine Senkung der Fällungstemperatur und Verkürzung der Fällungszeit eine Verminderung der scheinbaren Dichte mit sich bringt.
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In der folgenden Tabelle I sind die Eigenschaften von normalem Bleistyphnat (Pb TNR), welches bisher verbreitet als Zündsprengstoff angewendet wurde, und die des neuen Doppelsalzes (Pb NATNR) angegeben.
Tabelle l
EMI4.1
<tb>
<tb> PbTNR <SEP> PbNATNR <SEP>
<tb> Spez. <SEP> Gew. <SEP> 3, <SEP> 03 <SEP> 3, <SEP> 60 <SEP>
<tb> Farbe <SEP> bernsteinfarben <SEP> zitronengelb
<tb> bis <SEP> braun
<tb> Löslichkeit <SEP> in <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> g/L <SEP> (250 <SEP> C) <SEP> 0. <SEP> 32 <SEP> g/L <SEP> (25 <SEP> C)
<tb> Wasser <SEP> 1, <SEP> 71 <SEP> g/L <SEP> (70 <SEP> C) <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP> g/L <SEP> (70 <SEP> C)
<tb> Explosionswärme
<tb> cal/g <SEP> 410 <SEP> 425
<tb> Zündtemperatur
<tb> (Momentflammpunkt) <SEP> 320 <SEP> C <SEP> : <SEP> t <SEP> : <SEP> 100 <SEP> C <SEP> 3400 <SEP> C <SEP> : <SEP> ! <SEP> :
<SEP> 100 <SEP> C <SEP>
<tb> Schlagempfindlichkeit
<tb> - <SEP> 100 <SEP> g <SEP> - <SEP> Gewicht <SEP> 16 <SEP> cm <SEP> 14 <SEP> cm
<tb> Gewichtsverlust <SEP> nach
<tb> 24 <SEP> h <SEP> bei <SEP> 2100 <SEP> C <SEP> 24, <SEP> 3% <SEP> 0, <SEP> 5% <SEP>
<tb>
Im Vergleich zum Bleisalz von Nitroaminotetrazol besitzt das neue Doppelsalz eine viel grössere und bessere Schlagempfindlichkeit und explodiert mit viel grösserer Kraft und Heftigkeit.
Wie die obige Tabelle zeigt, besitzt das neue Doppelsalz in jeder Hinsicht gute Eigenschaften und zeichnet sich insbesondere hinsichtlich der thermischen Stabilität aus. Nach einer 24 h langen Lagerung bei 210 C zerfielen die Kristalle von gewöhnlichem Bleistyphnat und war das verbleibende Material nicht mehr explosiv. Im Gegensatz hiezu sind die Kristalle des Doppelsalzes nur schwach dunkel geworden und waren deren Explosionseigenschaften nicht merklich beeinträchtigt. Weiters widerstanden die Kristalle des Doppelsalzes dem Kochen mit Wasser oder der Lagerung unter Wasser von 650 C mehrere Monate ohne Zerfallserscheinungen zu zeigen.
Das neue Doppelsalz kristallisiert gewöhnlich in Form von röhrchenförmigen prismatischen Kristallen. Die Kristalle sind bei niederer scheinbarer Dichte länger oder nadelartig und mehr büschelig. Bei grösserer scheinbarer Dichte neigen die Kristalle dazu, mit Bezug auf ihre Länge breiter zu werden. So können bei einer scheinbaren Dichte von 1, 85 g/ml die Kristallängen von 0, 035 bis 0, 050 mm und die Breiten von 0, 015 bis 0, 030 mm schwanken.
Die Untersuchung des Doppelsalzes durch Röntgenbeugung führte zu folgenden Ergebnissen :
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<tb>
<tb> Zwischenschichtabstand <SEP> Relative <SEP> Intensität
<tb> (Interplanar <SEP> Spacing)
<tb> 11, <SEP> 1 <SEP> <SEP> 6
<tb> 7, <SEP> 50 <SEP> <SEP> 10
<tb> 5, <SEP> 50 <SEP> <SEP> 9 <SEP>
<tb> 3, <SEP> 45 <SEP> <SEP> 7
<tb>
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weiters, dass das neue kristalline Produkt nicht aus einem physikalischen Gemisch einzelner Bleisalze besteht.
Vergleichsweise Brisanzmessungen im Sandversuch wurden nach der Methode "Standard Laboratora Procedures for Sensivity, Brisance and Stability of Explosives" von A. J. Clear, Jänner [1961] (O. T. S.. 171326 U. S. Dept. of Commerce), S. 15-21 und 24, durchgeführt.
In übereinstimmenden 5 Schuss-Reihen
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wurden durch 0, 4 g-Ladungen die folgenden Durchschnittsgewichte von 20/30-Maschen Ottawa-Sand auf eine Teilchengrösse von weniger als 30 Maschen gebrochen :
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<tb>
<tb> Bleiazid <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb> Quecksilberfulminat <SEP> 18, <SEP> 9 <SEP> g <SEP>
<tb> Bleistyphnat <SEP> 16, <SEP> 1 <SEP> g <SEP>
<tb> Neues <SEP> Doppelsalz <SEP> 24,0 <SEP> g
<tb>
Demnach ist das neue erfindungsgemäss herstellbareDoppelsalz hinsichtlich der Brisanz beim Pulverbruch den andern Produkten, welche bisher die am meisten für Zündsprengstoffe verwendeten Sprengstoffe waren, bedeutend überlegen.
Die verbesserte Empfindlichkeit, Brisanz und die besseren übrigen Sprengeigenschaften des neuen Doppelsalzes ermöglichten die Herstellung von Zündzusammensetzungen mit bedeutend besserer Stabilität und besseren Betriebseigenschaften.
Die besseren Betriebseigenschaften wurden qualitativ durch Schiessversuche mit Randschussexerzierpatronen in einer Pistole nachgewiesen. Es wurden Patronen verwendet, die (a) mit einem standardisierten handelsüblichen Zündgemisch auf der Basis von Bleistyphnat und (b) einem Zündgemisch derselben Zusammensetzung, wobei jedoch das Bleistyphnat durch das erfindungsgemässe Doppelsalz ersetzt worden war, gezündet wurden. Beim Schuss erzeugten die Kartuschen der Serie (b) nicht nur einen viel schärferen und lauteren Knall als die der Serie (a), sondern zeigten auch einen Flammstrahl, der sich mehrere Zentimeter über die Mündung hinaus erstreckte, im Gegensatz zur Serie (a), bei der keine Flamme sichtbar war.
Vergleichsversuche hinsichtlich Zündempfindlichkeit und Zündeigenschaften bewiesen die besseren Betriebseigenschaften des neuen Doppelsalzes im Vergleich zu den Eigenschaften der einzelnen Bleisalzkomponenten oder anderer bekannter Zündsätze. Tatsächlich sind Empfindlichkeit und Fortpflanzung bei Zündern, die das Doppelsalz enthalten, so gut, dass Reibungszusätze, wie zermahlenes Glas, welche bisher bei Randschusszündem erforderlich waren, vollkommen weggelassen werden können.
Randschusspatronen vom Kaliber 0, 22 wurden mit folgenden Zusammensetzungen gezündet, wobei in allen Fällen die Verarbeitung und Handhabung gleich waren.
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<tb>
<tb>
Zündgemisch
<tb> Vergleich <SEP> Nr. <SEP> 45 <SEP> Nr. <SEP> 40 <SEP> Nr. <SEP> 30
<tb> Bleistyphnat <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP> Gel.-%--Doppelsalz <SEP> - <SEP> 45,0Gew. <SEP> -% <SEP> 40,0Gew.-% <SEP> 30,0Gew.-%
<tb> Tetrazen <SEP> 5, <SEP> 0Gew.-% <SEP> 5,0Gew.-% <SEP> 5,0Gew.-% <SEP> 5,0Gew.-%
<tb> Bariumnitrat <SEP> 19, <SEP> 7Gew.-% <SEP> 48,7Gew.-% <SEP> 53,7Gew.-% <SEP> 63,7Gew.-%
<tb> Bleiperoxyd <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> Gew.-%--- <SEP>
<tb> Zermahlenes <SEP> Glas <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> Gew.-'%)- <SEP>
<tb> Gummiarabikum <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP> l, <SEP> OGew.-'%' <SEP> l, <SEP> OGew.-'% <SEP> l.
<SEP> OGew.- <SEP>
<tb> Berliner <SEP> Blau <SEP> 0, <SEP> 3Gew.-% <SEP> 0,3Gew.-% <SEP> 0,3Gew.-% <SEP> 0,3Gew.-%
<tb>
Empfindlichkeitsversuche, bei denen ein 56, 9 g-Gewicht verwendet wurde und 50 Patronen in jeder Höhe getestet wurden, führten zu folgenden Ergebnissen :
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<tb>
<tb> Vergleich <SEP> Nr. <SEP> 45 <SEP> Nr. <SEP> 40 <SEP> Nr.
<SEP> 30
<tb> Alle <SEP> geschossen <SEP> bei <SEP> 25, <SEP> 4 <SEP> cm <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> cm <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP> cm <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> cm <SEP>
<tb> Fehlschüsse <SEP> bei <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> cm <SEP> 7, <SEP> 6 <SEP> cm <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> cm <SEP> 7, <SEP> 6cm
<tb>
Die besseren Fortpflanzungseigenschaften des neuen Doppelsalzes wurden durch die Betriebseigenschaften von Randschusspatronen, die mit Gemischen enthaltend einen verminderten prozentuellen Anteil an Sprengstoff gezündet wurden, demonstriert. Bei Randschusspatronen ist der Zündsatz in einer Schicht von relativ dünnem Querschnitt aufgetragen, welcher gegen die Fortpflanzung der Flamme oder der Ex-
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plosion von dem Punkt in der Masse, bei welchem die Zündung durch Schlag eingeleitet wird, entgegenwirkt.
Der Trägheitseffekt der andern Komponenten eines Zündgemisches, wie z. B. Oxydationsmittel, Reibmittel usw., kann zu einer weiteren Hemmung der Fortpflanzung führen. Auf Grund dieser Faktoren und um eine angemessene Fortpflanzungsgeschwindigkeit zu gewährleisten war es bisher üblich, einen höheren Prozentsatz an Sprengstoff in Randschusspatronenzündern zu verwenden, als bei Zentralschusspatronen. Die übliche Praxis lag in der Verwendung von etwa 50% Sprengstoff (umfassend Tetrazen und Bleistyphnat). Das obige Gemisch Nr. 30 enthält insgesamt 35% Sprengstoff, es kennzeichnet sich jedoch durch einen ausreichenden Fortpflanzungswert und eine zufriedenstellende Empfindlichkeit.
Eine Mischung mit einem Gehalt von 3CPlo Bleistyphnat an Stelle des Doppelsalzes, ansonsten jedoch mit dem Gemisch Nr. 30 identisch, wurde hergestellt und in Randschusspatronen bewertet. Im Empfindlichkeits-Stufentest nahm mit zunehmender Fallhöhe des Schlaggewichtes die Anzahl der Fehlschüsse ab, jedoch wurde eine Höhe, bei welcher überhaupt keine Fehlschüsse auftraten, nicht erreicht. Wenn hingegen die Höhe, bei welcher gewöhnlich keine Fehlschüsse auftreten, erreicht und überschritten wurde, zeigten die Fehlschusspatronen eine Schwärzung des Gemisches an der Aufschlagstelle, was ein Anzeichen einer Fehlzündung darstellt. Nachstehend sind die bei diesem Versuch erzielten Ergebnisse zusammengefasst.
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<tb>
<tb>
Empfindlichkeitsversuch, <SEP> durchgeführt <SEP> mit <SEP> einem
<tb> 56, <SEP> 7 <SEP> g-Gewicht, <SEP> 50 <SEP> Patronenhülsen <SEP> bei <SEP> jeder <SEP> Höhe <SEP> getestet.
<tb>
Nr. <SEP> 30 <SEP> (Bleistyphnat) <SEP> Nr. <SEP> 30
<tb> 50 <SEP> bei <SEP> 27,9 <SEP> cm-3 <SEP> Fehlschüsse* <SEP>
<tb> 25, <SEP> 4cm-3 <SEP> Fehlschüsse* <SEP>
<tb> 22,9 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 4 <SEP> Fehlschüsse. <SEP> 0 <SEP> Fehlschüsse
<tb> 20, <SEP> 3 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 3 <SEP> Fehlschüsse <SEP> 1 <SEP> Fehlschuss
<tb> 17, <SEP> 8 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 6 <SEP> Fehlschüsse <SEP> 3 <SEP> Fehlschüsse
<tb> 15, <SEP> 2 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 35 <SEP> Fehlschüsse <SEP> 8 <SEP> Fehlschüsse
<tb> 12, <SEP> 7 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 48 <SEP> FehlschUsse <SEP> 30 <SEP> Fehlschüsse
<tb> 10, <SEP> 2 <SEP> cm <SEP> - <SEP> 50 <SEP> Fehlschüsse <SEP> 43 <SEP> Fehlschüsse
<tb> 7, <SEP> 6 <SEP> cm <SEP> - <SEP> - <SEP> Fehlschüsse <SEP> 50 <SEP> Fehlschüsse
<tb>
geschwärztes Gemisch an der Aufschlagstelle der Fehlschusshülsen.
Das neue Doppelsalz eignet sich aus diesen Gründen sehr gut für die Bildung von Zündmischungen mit grösserer Empfindlichkeit, indem man das Bleistyphnat und andere bisher verwendete Zündsprengstoffe zur Gänze oder teilweise durch das Doppelsalz ersetzt. Wie bereits erwähnt wurde, kann eine Randschusszündmischung bei Verwendung des Doppelsalzes ohne zermahlenes Glas hergestellt werden und besitzt eine solche Mischung eine grössere Empfindlichkeit als die herkömmlichen, ein solches Reibmaterial enthaltenden Mischungen. Weiters verbessert das Doppelsalz die Fortpflanzung der Explosion, ohne dass hiebei Änderungen der bei der Handhabung des Zündsprengstoffes der der Zilndmischung erforderlichen Methoden und Vorsichtsmassnahmen notwendig wären.
Weiters ermöglichen die besseren Betriebsbedingungen eine Reduktion des Anteiles des Zündsprengstoffes in den Zündmischungen und es ist dadurch ein grösserer Spielraum in der Formulierung, beispielsweise eine Erhöhung des Anteiles an Oxydationsmittel, um eine vollkommenere Verbrennung zu erzielen, gegeben.
Zündzusammensetzungen, welche das neue Doppelsalz enthalten, entwickeln weiters eine bessere Zündwirkung für Treibpulver, wie Vergleichstests mit Schiesspatronen zeigen. Bei einer solchen Munition treten hinsichtlich der geeigneten Zündung der Treibladung schwierige Probleme auf, insbesondere bei Munition, welche mit einer schweren Schrotladung geladen sind, wie z. B. eine Schrotpatrone Nr. 12 mit einer Ladung von 42, 5 g Schrot. Um den Erfordernissen zu entsprechen, war es notwendig, Zentralschusszünder mit einer Zündladung von 51, 7 bis 58, 3 mg einer Zündzusammensetzung mit hohem Zündspreng- stoffgehalt anzuwenden.
Bei den im Handel für Schrotpatronen verwendeten Bleistyphnatzündem betrug
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hingegen gezeigt, dass die Schiessbedingungen und die Stabilität bei Zentralschusszündem für Schrotpatronen wesentlich verbessert werden.
Die folgenden Ergebnisse wurden im Zuge ballistischer Vergleichsversuche mit Schrotpatronen Nr. 12
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von einer Lieferung, welche mit 42, 5 g Schrot Nr. 4 über identischen Ladepfropfen geladen waren, erzielt. Die gleichartige Zündanordnung wurde bei allen Hülsen verwendet, wobei eine Serie mit einer Zündzusammensetzung mit 20% Doppelsalz und eine andere Serie mit einer Zündzusammensetzung mit 4CP/o handelsüblichem Bleistyphnat geladen wurde. Alle Patronen enthielten einen Treibsatz derselben Pulverlieferung, wobei in den mit der 40% Bleistyphnat enthaltenden Zusammensetzungen gezündeten Patronen 2,5 g Ladung und in den mit der 20% Doppelsalz enthaltenden Zusammensetzungen gezündeten Patronen eine geringere Ladung von 2, 44 g verwendet wurde.
Messungen des Druckes und der Geschwindigkeit der Schiessladung wurden 0, 914 m nach der Gewehrmündung an 40 Schüssen einer jeden Serie bei
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<tb>
<tb>
C40% <SEP> 2calo
<tb> Temperatur <SEP> Bleistyphnat-Zünder <SEP> Doppelsalz-Zünder <SEP>
<tb> 210 <SEP> C <SEP> Geschwindigkeit, <SEP> Durchschnitt <SEP> 391, <SEP> 97 <SEP> m/sec <SEP> 391, <SEP> 66m/sec <SEP>
<tb> äusserste <SEP> Schwankung <SEP> 14, <SEP> 94 <SEP> m/sec <SEP> 4,88 <SEP> m/sec
<tb> Druck, <SEP> Durchschnitt <SEP> 728 <SEP> kg/cm* <SEP> 749 <SEP> kg/cm2
<tb> Maximum <SEP> 784 <SEP> kg/cm* <SEP> 798 <SEP> kg/cm*
<tb> Minimum <SEP> 665 <SEP> kg/cm* <SEP> 721 <SEP> kg/cm*
<tb> 490 <SEP> C <SEP> Geschwindigkeit, <SEP> Durchschnitt <SEP> 412, <SEP> 7 <SEP> m/sec <SEP> 402, <SEP> 644 <SEP> m/sec <SEP>
<tb> äusserste <SEP> Schwankung <SEP> 11, <SEP> 3 <SEP> m/sec <SEP> 12, <SEP> 19 <SEP> m/sec <SEP>
<tb> Druck,
<SEP> Durchschnitt <SEP> 903 <SEP> kg/cm2 <SEP> 861 <SEP> kg/cm*
<tb> Maximum <SEP> 973 <SEP> kg/cm2 <SEP> 938 <SEP> kg/cm2
<tb> Minimum <SEP> 874 <SEP> kg/cm2 <SEP> 812 <SEP> kg/cm*
<tb> 400 <SEP> C <SEP> Geschwindigkeit, <SEP> Durchschnitt <SEP> 359, <SEP> 05 <SEP> m/sec <SEP> 366, <SEP> 37 <SEP> m/sec <SEP>
<tb> äusserste <SEP> Schwankung <SEP> 28,04 <SEP> m/sec <SEP> 14,63 <SEP> m/sec
<tb> Druck, <SEP> Durchschnitt <SEP> 532 <SEP> kg/cm* <SEP> 651 <SEP> kg/cm*
<tb> Maximum <SEP> 623 <SEP> kg/cm* <SEP> 700 <SEP> kg/cm2
<tb> Minimum <SEP> 413 <SEP> kg/cm2 <SEP> 560 <SEP> kg/cm2
<tb>
Die Munition mit dem erfindungsgemässen Doppelsalz-Zünder weist demnach bei gewöhnlicher Temperatur konsistentere ballistische Eigenschaften auf und die Abweichungen von diesen Werten beim Abschiessen bei höheren oder geringeren Temperaturen sind bedeutend geringer.
Die obige Doppelsalz-Zentralschuss-Zündzusammensetzung hatte folgende vorzugsweise Zusammensetzung in Gewichtsprozenten, wobei die wirkungsvollen Ergebnisse innerhalb der angegebenen Bereiche erzielt werden.
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<tb>
<tb>
Vorzugsweise <SEP> Bereich
<tb> Doppelsalz <SEP> 20 <SEP> 15-35
<tb> Tetrazen <SEP> 5 <SEP> 2-6
<tb> Bariumnitrat <SEP> 50 <SEP> 15-60
<tb> Aluminium <SEP> 10 <SEP> 0-20
<tb> Antimonsulfid <SEP> 15 <SEP> 5-30
<tb>
Das neue Doppelsalz besteht mit Erfolg die Sicherheitstests für seine Handhabung. Beispielsweise wurde das feuchte Material, nachdem es mittels Fliesspapier von anhaftendem Wasser befreit worden war, mit Schwarzpulver bedeckt und letzteres angezündet. Nach Erlöschen der Flamme war das Doppelsalz etwas geschwärzt, es war aber nicht angebrannt oder angefressen.
Die Stabilität des neuen Produktes ist im Hinblick auf seine Sprengkraft und Zündempfindlichkeit durch Schlag oder Wärmeeinwirkung überraschend ausgezeichnet. Das neue Doppelsalz eignet sich daher besonders gut auf Grund seiner Stabilität und seiner Handhabungs- und Sprengeigenschaften sowie physikalischen Eigenschaften zur Verwendung in explosiven Zusammensetzungen, wie z. B. Munitionszünd-
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massen und Initialsätzen in Zündern. Für solche Zwecke ist es zweckmässig, das Doppelsalz als einzigen Zündsprengstoff, gewöhnlich im Gemisch mit einem geringen Anteil an Sensibilisierungsmittel, wie z. B.
Tetrazen, anzuwenden. Gleicherweise kann es in Kombination mit andern bekannten explosiven Metallsalzen, wie z. B. Quecksilberfulminat, normales oder basisches Bleiazid, normales oder basisches Bleistyphnat, oder andern explosiven Nitroverbindungen oder organischen Nitraten verwendet werden. Obgleich Bariumnitrat ein vorzugsweises Oxydationsmittel darstellt, können andere oxydierende Metallverbindungen, vorzugsweise wasserunlösliche Verbindungen, wie z. B. Nitrate, Peroxyde, Chromate oder Permanganate, verwendet werden. Die üblichen Brennzusätze, wie z. B. Antimonsulfid, Bleithiocyanat, Calciumsilizid, Fertosilizium oder Aluminium" können gegebenenfalls ebenfalls verwendet werden.
Es ist demzufolge offensichtlich, dass das neue erfindungsgemässe Doppelsalz vorteilhaft in den ver- schiedenartigsten Zusammensetzungen zur Erzielung ausgezeichneter Leistungen auf Grund der einzigartigen Kombination von Eigenschaften anwendbar ist. Es können selbstverständlich Abänderungen vorgenommen werden, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines neuen Doppelsalzes von Bleinitroaminotetrazol und Bleistyphnat der Formel
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und der Styphninsäure, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässerige Lösung eines Bleisalzes mit wasserlöslichen Metallsalzen von Nitroaminotetrazol und der Styphninsäure in im wesentlichen äquimolaren Mengen der letzteren beiden Komponenten in wässeriger Lösung bei einem PH von etwa 3 bis 7 umgesetzt wird.