CH643523A5

CH643523A5 - Emulsionssprengstoff.

Info

Publication number: CH643523A5
Application number: CH41280A
Authority: CH
Inventors: Walter B Sudweeks; Harvey A Jessop
Original assignee: Ireco Chemicals
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1984-06-15
Also published as: NO150797C; DE2948465C2; FR2446804A1; BE881116A; NO794200L; JPS55167198A; IE49354B1; IN153261B; IE800037L; PL135024B1; ATA787579A; CA1103033A; IT8047604A0; FR2446804B1; NZ192316A; ZA796591B; SE458202B; NO150797B; JPS5938182B2; PH16816A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sprengstoff in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion, enthaltend mindestens einen mit Wasser nichtmischbaren flüssigen, organischen Brennstoff als kontinuierliche Phase, eine emulgierte wässrige, anorganische Oxydationssalzlösung als diskontinuierliche Phase und einen Emulgator.

Vorzugsweise enthält der Sprengstoff ein fein und gleich-mässig verteiltes, die Dichte verminderndes Mittel, wie kleine Kügelchen aus Glas oder Kunststoff, oder Ballons von Mikrogrösse, das die Empfindlichkeit des Sprengstoffs unter verhältnismässig hohem Druck erhöht.

Der Emulgator im erfindungsgemässen Sprengstoff ist eine organische kationische Verbindung mit einem hydrophilen und einem lipophilen Anteil, wobei der lipophile Anteil eine ungesättigte Kohlenwasserstoffkette ist. Die Kombination dieses Emulgators mit besonderen Brennstoffen ergibt überraschenderweise eine synergistische Wirkung.

Es wurde gefunden, dass kationische Emulgatoren, die ungesättigte Kohlenwasserstoffketten in ihrem lipophilen Teil aufweisen, überlegen sind gegenüber solchen, die in diesem Teil gesättigte Kohlenwasserstoffketten aufweisen. Wie aus den weiter unten mitgeteilten Beispielen hervorgeht, haben sich Sprengstoffe, die ungesättigte kationische Emulgatoren enthalten, als beständiger erwiesen, wobei sie gleichzeitig eine höhere Empfindlichkeit aufweisen als solche, die gesättigte Verbindungen enthalten.

Es wurde weiterhin gefunden, dass gewisse Kombinationen von ungesättigten kationischen Emulgatoren mit besonderen, flüssigen organischen Brennstoffen für die Schaffung der Beständigkeit und Empfindlichkeit der Sprengstoffmassen besonders wirksam sind.

Geeignete Oxydationssalze sind beispielsweise Ammonium* und Alkalinitrate und -Perchlorate, Ammonium-und Erdalkalinitrate und -Perchlorate. Vorzugsweise ist das Oxydationssalz Ammoniumnitrat (AN) allein oder in Kombination mit Calciumnitrat oder Natriumnitrat (SN), kann jedoch auch Kaliumnitrat oder ein Perchlorat sein. Die Menge des Oxydationssalzes beträgt im allgemeinen 45-94 Gew.-% der Gesamtmischung, vorzugsweise 60-86 Gew.-%.

Der erfindungsgemässe Sprengstoff wird im Nachstehenden der Einfachheit halber auch als «Masse» bezeichnet.

Vorzugsweise ist das gesamte Oxydationssalz in der wässrigen Salzlösung gelöst. Indessen kann nach der Herstellung und Kühlung der Masse auf Zimmertemperatur ein Teil des Oxydationssalzes aus der Lösung ausfallen. Da die Lösung bei der Masse gemäss der Erfindung in kleinen getrennten dispergierten Tröpfchen vorliegt, wird ein Kristallwachstum des etwa ausgefallenen Salzes physikalisch verhindert. Dies ist von Vorteil, da es für eine innigere Mischung des Oxydationsmittels und des Brennstoffes sorgt, was einen der Hauptvorteile eines Sprengstoffs nach Art einer Wasser-in-Öl-Emulsion darstellt. Tatsächlich hat sich ergeben, dass der ungesättigte Emulgator jedes merkliche Kristallwachstum verhindert und in dieser Hinsicht bei weitem den entsprechenden gesättigten Verbindungen überlegen ist. Abgesehen davon, dass sie auf physikalischem Wege ein Kristallwachstum verhindern, wirken Fettsäureaminemulgatoren auch als Mittel zur Veränderung der Kristallform, um so die Grösse der Kristalle zu regeln und zu begrenzen. Auf diese Weise wird das Kristallwachstum sowohl durch die Emulsionsnatur der Masse als auch durch die Gegenwart eines Mittels zur Modifikation der Kristallform verhindert.

Der Wassergehalt des erfindungsgemässen Sprengstoffs beträgt im allgemeinen 2-30 Gew.-%, berechnet auf die Gesamtmasse, vorzugsweise 5-20 Gew.-%, und am besten 8-16 Gew.-%. Mit Wasser mischbare organische Flüssigkeiten können zum Teil das Wasser als Lösungsmittel für die Salze ersetzen, wobei derartige Flüssigkeiten gleichzeitig als

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Brennstoff innerhalb der Masse wirken. Überdies bewirken bestimmte organische Flüssigkeiten auch eine Herabsetzung des Gefrierpunktes und setzen den Erstarrungspunkt der Oxydationssalze in der Lösung herab. Dies kann die Empfindlichkeit und Geschmeidigkeit bei niederen Temperaturen begünstigen. Derartige, mit Wasser mischbare flüssige Brennstoffe, können aus Alkoholen, wie Methylalkohol, Glykolen, wie Äthylenglykol, Amiden, wie Formamid oder entsprechenden stickstoffhaltigen Flüssigkeiten bestehen. Wie in der einschlägigen Technik bekannt, kann die Menge der gesamten verwendeten Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem Erstarrungspunkt der Salzlösung und den gewünschten physikalischen Eigenschaften schwanken.

Der mit Wasser nicht mischbare flüssige organische Brennstoff, der die kontinuierliche Phase der Masse bildet, ist z.B. in Mengen von 1-10 Gew.-%, vorzugsweise 3-7 Gew.-%, anwesend. Die tatsächlich verwendete Menge kann schwanken in Abhängigkeit von dem betreffenden, wasserunlöslichen Brennstoff, oder gegebenenfalls zusätzlichen Brennstoffen. Wenn Heizöl oder Mineralöl als einziger Brennstoff benutzt werden, wendet man sie vorzugsweise in Mengen von 4-6 Gew.-% an. Die mit Wasser nicht mischbaren organischen Brennstoffe können aliphatischer, alizyklischer und/oder aromatischer Natur sein, es kann sich um gesättigte und/oder ungesättigte Verbindungen handeln, sofern sie nur bei der Herstellungstemperatur flüssig sind. Bevorzugte Brennstoffe sind Mineralöl, Wachse, Paraffinöle, Benzol, Toluol, Xylole und Mischungen flüssiger Kohlenwasserstoffe, wie sie im allgemeinen als Erdöldestillate bezeichnet werden, z.B. Benzin, Leuchtpetroleum und Dieselöl. Besonders bevorzugte flüssige Brennstoffe sind Mineralöl und Heizöl Nr. 2, man kann auch Tallöl, Fettsäuren und deren Derivate, sowie aliphatische und aromatische Stickstoffverbindungen, verwenden, dabei kann es sich auch um Mischungen der vorgenannten Brennstoffe handeln. Es ist besonders vorteilhaft, spezielle Brennstoffe mit speziellen Emulgatoren zu kombinieren, wie dies weiter unten näher beschrieben wird.

Gegebenenfalls können zusätzlich zu dem mit Wasser nicht mischbaren, flüssigen organischen Brennstoff auch feste oder andere flüssige Brennstoffe, gegebenenfalls auch gemeinsam, in ausgewählten Mengen angewendet werden. Beispiele fester Brennstoffe, die verwendet werden können, sind fein verteiltes Aluminium, fein verteiltes kohlehaltiges Material, wie Gilsonit oder Kohle, fein verteiltes pflanzliches Korn, zum Beispiel Weizen und "Schwefel. Mit Wasser mischbare flüssige Brennstoffe, die auch als flüssige Streckmittel dienen, sind oben bereits angegeben. Diese zusätzlichen festen und/oder flüssigen Brennstoffe können im allgemeinen in Mengen bis zu 15 Gew.-% zugesetzt werden. Ge-wünschtenfalls kann auch ungelöstes Oxydationssalz, gemeinsam mit irgendwelchen festen oder flüssigen Brennstoffen, der Lösung zugesetzt werden.

Der Emulgator im Sprengstoff gemäss der Erfindung ist kationisch und besitzt sowohl hydrophile wie lipophile Teile. Der lipophile Anteil besteht aus einer ungesättigten Kohlenwasserstoffkette. Der Emulgator kann ein Fettsäureamin oder ein Ammoniumsalz sein, das eine Kettenlänge von 14 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, aufweist. Die Fettsäureaminemulgatoren leiten sich vorzugsweise von Tallöl mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen ab. Zusätzlich zur Wirkung eines Wasser-in-Öl-Emulgators bewirkt das Fettsäureamin auch eine Beeinflussung der Kristallform des in der Lösung befindlichen Oxydationssalzes. Ein weiteres Beispiel für einen Emulgator ist das substituierte Oxazolin folgender Formel:

In dieser bedeutet R eine ungesättigte Kohlenwasserstoffkette, die z.B. von einer ungesättigten Fettsäure, vorzugsweise Ölsäure, herrührt. Der Emulgator wird z.B. in Mengen von 0,2-5 Gew.-% angewendet, vorzugsweise benutzt man Mengen von 1-3 Gew.-%.

Ein Synergismus ergibt sich, wenn besondere Emulgatoren mit besonderen flüssigen, organischen Brennstoffen kombiniert werden. So stellt beispielsweise 2-(8-heptadece-nyl)-4,4'-bis-hydroxymethyl-2-oxazolin in Kombination mit raffiniertem Mineralöl einen sehr wirksamen Emulgator und ein vorzügliches flüssiges, organisches Brennstoffsystem dar. Wie in den folgenden Beispielen gezeigt wird, liefert diese Kombination Sprengstoffmischungen, die mit einer Zündkapsel Nr. 2 zur Explosion gebracht werden können, wobei der kritische Durchmesser gleich oder unter 13 mm liegt. Dabei ist die Empfindlichkeit der Masse auch bei niederer Temperatur vorhanden, nämlich eine Zündwilligkeit mit einer Sprengkapsel Nr. 4 bei -40 °C, dabei wurde eine Beständigkeit von mehreren Monaten gemessen. Es werden hierfür nur verhältnismässig geringe Mengen an Emulgator benötigt. Dieser spezielle Emulgator und dieser spezielle Brennstoff haben sich in anderen Kombinationen als weniger wirksam gezeigt.

Die natürliche Dichte von Sprengstoff gemäss der Erfindung von etwa 1,5 g/cm3 oder mehr kann auf einen Bereich von 0,9-1,4 g/cm3 erniedrigt werden. Wie in der Technik bekannt, erhöht die Verminderung der Dichte in erheblichem Masse die Empfindlichkeit, besonders wenn eine solche Verminderung mit einer Dispersion feiner Gasblasen innerhalb der Masse verbunden ist. Eine solche Dispersion lässt sich in verschiedener Weise erreichen, so können beim mechanischen Mischen der verschiedenen Bestandteile Gasblasen von der Masse mitgerissen werden, ferner kann ein die Dichte auf chemischem Wege verminderndes Mittel zugesetzt werden. Eine geringe Menge von 0,01-0,2 Gew.-% oder mehr eines gasentwickelnden Mittels wie Natriumnitrit, das sich unter Bildung von Gasblasen in der Masse chemisch zersetzt, kann zur Verminderung der Dichte verwendet werden. Kleine hohle Teilchen, wie Glas- oder Kunststoffkügel-chen, lassen sich ebenfalls als die Dichte vermindernde Mittel anwenden, und dies sind die bevorzugten Dichteverminderungsmittel. Die Verwendung hohler Teilchen ist besonders vorteilhaft, wenn die Masse verhältnismässig hohem Druck von beispielsweise 1,4 bar oder mehr ausgesetzt ist. Da die Teilchen vor der Detonation nicht zusammendrückbar sind, halten sie die geringe Dichte der Masse aufrecht, was für eine zweckmässige Empfindlichkeit, und damit De-tonierbarkeit unter hohem Druck notwendig ist. Zwei oder mehr der oben beschriebenen gasbildenden Mittel können dabei gleichzeitig angewendet werden.

Obwohl Verdickungs- und Vernetzungsmittel für die Haltbarkeit und Wasserbeständigkeit der Wasser-in-Öl-Emulsion nicht erforderlich sind, können solche Mittel ge-wünschtenfalls zugesetzt werden. Die wässrige Lösung der Masse kann durch Zusatz von einem oder mehreren Ver-dickungsmitteln von der Art und in der Menge, wie sie ge5

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wohnlich in der einschlägigen Technik verwendet werden, viskos gemacht werden.

Der beschriebene Sprengstoff kann hergestellt werden, indem man zunächst vorzugsweise das oder die Oxydationssalze in Wasser oder einer wässrigen Lösung mit mischbarem flüssigen Brennstoff bei erhöhter Temperatur zwischen 25 und 110 °C löst, was von dem Erstarrungspunkt der Salzlösung abhängt. Der Emulgator und der nicht mischbare flüssige, organische Brennstoff können dann der wässrigen Lösung, vorzugsweise bei der gleichen erhöhten Temperatur wie die Salzlösung, zugesetzt und die erhaltene Mischung mit genügender Energie gerührt werden, um die Phasen umzukehren und eine Emulsion der wässrigen Lösung in der kontinuierlichen flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoff-phase zu erzielen. Für gewöhnlich kann dies im wesentlichen augenblicklich durch rasches Rühren erreicht werden. Die Masse kann auch durch Zusatz der wässrigen Lösung zu der organischen Flüssigkeit hergestellt werden. Die Stärke des Rührens, die zur Phasenumkehr notwendig ist, kann durch routinemässige Versuche bei einer gegebenen Masse festgestellt werden. Das Rühren soll so lange fortgesetzt werden, bis die Masse gleichmässig ist, dann können feste Verbindungen, wie Mikroballons oder gegebenenfalls fester Brennstoff, zugesetzt und mit dem Vorhandenen verrührt werden. Die folgenden Beispiele geben spezielle Erläuterungen hinsichtlich der Stärke des Rührens.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Emulgator vor dem Zusatz des organischen Brennstoffs zur wässrigen Lösung in dem flüssigen organischen Brennstoff zu lösen. Vorzugsweise können der Brennstoff und der darin gelöste Emulgator der wässrigen Lösung etwa bei der Temperatur der Lösung zugesetzt werden. Dieses Verfahren gestattet eine schnelle Herstellung der Emulsion mit sehr geringem Rühraufwand.

Die Empfindlichkeit und Beständigkeit der Masse lässt sich dadurch verbessern, dass man sie durch ein stark wirkendes Schersystem hindurch schickt, um die disperse Phase in noch kleinere Tröpfchen zu zerteilen. Dieser zusätzliche Schritt unter Anwendung einer Kolloidmühle bedeutet eine Verbesserung der Fliesseigenschaften und der Wirkungsweise. Die Detonationsergebnisse vor und nach dem Hindurchschicken durch eine Kolloidmühle sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Mühle besass einen Elektromotor von 11 kW, der mit einer Tourenzahl von 3450/min umlief und einen veränderlichen radialen Zwischenraum von 0,25 bis 6 mm aufwies. Die gläsernen Mikroballons wurden erst nach dieser Raffination zugemischt.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung zeigen die Beispiele A, B und C der Tabelle 2 Zusammensetzungen und Detonationsergebnisse bevorzugter Massen gemäss vorliegender Erfindung. Die drei beispielsweisen Zusammensetzungen wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren einschliesslich der Verwendung einer Kolloidmühle hergestellt. Sie erläutern die Wirksamkeit einer Kombination von Mineralöl und substituiertem Oxazolin, wie oben beschrieben. Vergleichsversuch D entspricht Beispiel C, mit dem Unterschied, dass der Emulgator bei D gesättigt ist. Die Detonationsergebnisse zeigen, dass der ungesättigte Emulgator erheblich überlegen ist

Die Beispiele A, B und L in Tabelle 3 wurden nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt, mit dem Unterschied, dass der Emulgator in der organischen Flüssigkeit nicht gelöst war. Bei den Beispielen C, E und F-K und im Vergleichsversuch D war dagegen der Emulgator in der organischen Flüssigkeit gelöst. Diese Beispiele erläutern die Verwendung eines Emulgators aus einem Fettsäureamin in Massen, die mit Zündkapseln nicht zur Detonation zu bringen sind. Im allgemeinen wurden 10 kg Mischungen (etwa

101) in einem Behälter von etwa 201 Fassungsvermögen gemischt und mit einem Propellerrührer von 5,1 bis 6,4 cm Durchmesser verrührt, der mit einem Luftdruckmotor von 1,5 kW mit einem Druck von 6,3 bis 7 bar angetrieben wurde. Einige Massen wurden jedoch in einem offenen Kessel von 951 Fassungsvermögen hergestellt und mit einem Propellerrührer von 7,6 bis 10,2 cm Durchmesser verrührt, der durch den gleichen Luftdruckmotor angetrieben wurde. Diese Massen wurden nicht durch eine Kolloidmühle hindurchgeschickt. Die Detonationsergebnisse wurden durch Zündung der Massen bei den angegebenen Ladungsdurchmessern mit Pentolitzündern im Gewicht von 5 bis 40 g oder mehr erzielt. Die Ergebnisse zeigen augenscheinlich eine hohe Empfindlichkeit bei geringen Durchmessern und niedrigen Temperaturen, ohne Notwendigkeit, teure metallische oder selbstexplosive Sensibilisatoren verwenden zu müssen.

Die Tabelle 4 gibt einen Vergleich der Detonationsergebnisse bei 5 °C zwischen Massen, die einen Fettsäureamin-emulgator mit gesättigtem lipophilen Anteil aufweisen und im wesentlichen identischen Vergleichsmassen, die einen Emulgator in ungesättigter Form enthalten; obgleich die Differenz nicht dramatisch zu bezeichnen ist, weisen die Massen A bis D unter Verwendung des gesättigten Emulgators grössere kritische Durchmesser auf und waren somit weniger empfindlich als die Vergleichsmassen E bis G, die den ungesättigten Emulgator gemäss vorliegender Erfindung enthielten. All diese Massen waren durch eine Zündkapsel Nr. 8 nicht zur Entzündung zu bringen.

Die in den Massen der Tabelle 4 verwendeten Mengen an Emulgator wurden zur Einstellung der gewünschten Viskosität optimal bemessen. 2 Gew.-% des gesättigten Emulgators sorgen für etwa die gleiche Viskosität wie 3 Gew.-% des ungesättigten Emulgators.

Von grösserer Bedeutung als die Detonationsergebnisse war der Unterschied in den physikalischen Eigenschaften der Massen nach Tabelle 4. Beim Kühlen lieferten die Vergleichsmassen mit gesättigtem Emulgator eine erheblich stärkere Auskristallisation des Salzes als die Massen mit ungesättigtem Emulgator. Eine solche Kristallisation wirkt in der Richtung einer verminderten Sensibilität und Beständigkeit der Masse. Bei 5 °C oder darunter kristallisieren die Vergleichsmassen mit gesättigtem Emulgator rasch, wenn man sie rührt oder knetet, und bilden dann eine feste Masse. Die Massen mit ungesättigtem Emulgator ertragen ein bedeutend intensiveres Rühren, bevor eine Kristallisation erfolgt, und selbst dann haften die Kristalle nicht aneinander. Die Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 4 bei den Lagerungsresultaten angegeben, die zeigen, dass die Massen mit ungesättigtem Emulgator bedeutend beständiger sind.

Der erfindungsgemässe Sprengstoff kann in üblicher Weise verwendet werden, beispielsweise in Form zylindrischer Würste oder unmittelbar zum Laden der Bohrlöcher. Je nach dem Verhältnis der wässrigen und der Öl-Phase ist die Masse mit den üblichen Vorrichtungen auspressbar und/ oder pumpbar. Das Verhalten bei niedriger Temperatur, die Empfindlichkeit bei kleinen Durchmessern und die ihnen innewohnende Wasserunempfindlichkeit machen die Masse vielfaltig anwendbar und wirtschaftlich vorteilhaft bei den meisten Verwendungen.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte erläuternde Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen beschrieben ist, können, wie für Fachleute offensichtlich, verschiedene Veränderungen vorgenommen werden, und solche Ausführungsformen liegen innerhalb des Bereichs der Erfindung, wie sie durch die Patentansprüche definiert ist.

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Tabelle 1

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Zusammensetzung in Gewichtsteilen

Ammonitrat 67,6

Natriumnitrat 13,5

Wasser 11,4

Emulgator" 1,0

Mineralöl 4,4

gläserne Mikroballons 2,1

Dichte in g/cm3 1,24

Raffination:

Detonationsergebnisse bei 5 °Cb vor

13 mm F

19 mm 3,9 25 mm -

32 mm 5,1

38 mm 5,1 Kleinste Zündladung (Kapsel)

(detoniert oder versagt) 5/4 4/3 Detonationsergebnisse bei —20 °C nach zwei

Wochen, Durchmesser 32 mm F D Kleinste Zündladung (Kapsel)

(detoniert oder versagt) -/8 5/4

nach

3,3

4,5

4,9

4,7

Erklärung:

a 2-(8-Heptadecenyl)-4,4'-bis Hydroxymethyl -2-oxazolin b Die Dezimalzahl bedeutet die Detonationsgeschwindigkeit in km/s, F = versagt, D = Detonation

Tabelle 2

Zusammensetzung in Gewichtsteilen

B

D

Ammonitrat Natrumnitrat Wasser Emulgator

65,8 65,0 67,7 66,7

13,2 13,0 13,5 13,2

11,1 11,0 11,5 11,3

2,5a la l,0a l,0b

35

Zusammensetzung in Gewichtsteilcn

D

Mineralöl gläserne Mikroballons gaserzeugendes MitteP 10 Dichte (g/cm3)

Detonationsergebnisse0 5°C 13 mm 19 mm 25 mm i5 28 mm

32 mm 50 mm 64 mm —20°C 13 mm 20 19 mm

25 mm 32 mm —40°C 32 mm Kleinste Zündladung (Kapsel) 25 (detoniert / versagt)

5°C -20 °C —40°C

Kritischer Durchmesser in mm

4,2 4,3 4,7 4,6

3,0 4,0 1,5 3,1

0,2 - - -

1,05 1,04 1,25 1,05

3,8 -

4.1 -

4.2 -

4,5 4,5

4,0 4,0 4,4 4,3 4,2

3/2 21-3/2 3/2

4,2 4,9

F F

3/2 -

4/3 -

13 -

30

Erläuterung:

" gleiche Bedeutung wie bei Tabelle 1 b 2-Heptadecyl-4.4'-bis Hydroxvmethyl-2-oxazolin c Toluolsulfonylhydrazid d Die Dezimalzahl ist die Detonationsgeschwindigkeit in km/s. F bedeutet versagt, die 50 mm Ladung versagte mit einer 170 g starken Pentolitzündladung und die Ladung mit 64 mm Durchmesser versagte sogar mit einer Zündladung von 370 g.

Tabelle 3

Zusammensetzung in Gewichtsteilen (Erläuterung siehe folgende Seite)

A

B

C

D

E

F

Ci

H

I

J

K

L

Ammonitrat

60,0

51,5

40,0

30,0

35,2

38,0

40,0

38,0

Caslciumnitrat"

30,0

20,0

40,0

50,0

37,0

40,0

—

Natriumnitrat

—

-

—

5,0

SPb

-

54,8

Wasser

10,0

2.0

5,0

0,3

10,0

! 0.0

10.0

9,0

18,2

Emulgator

2,0'"

2,0d

2,0d l,5d l,7d

3,0d

5,9d

2,5d l,0d

Organische Flüssigkeit

3,0e

2,5e

3,0d

2,5e

2,8e

2,0e

5,5f

5,5g

5,5h

4,0e

3,0e

Dichte verminderndes Mittel

1,5'

4,0j

4,0J

0,5'

4,0j

0,3*

4,0'

4,0J

2,0'

3,03

flüssiges Streckmittel

101

-

10,0m

-

—

15,0"

anderer Brennstoff

-

10,0°

10,0P

2,5«

-

—

5,0r

—

Herstellungstemperatur °C

101

90

80

40

70

60

70

50

Dichte in g/cm3 bei 5 °C

1,21

1,26

1,28

1,41

1,27

1,10

1,29

1,26

1,19

1,22

1,30

Detonationsergebnisse bei 5 °C:

Ladungsdurchmesser 76 mm

-

63,5 mm

-

D

4,6

D

—

51 mm

-

5,0

4,9

-

4.2

4,6

5,0

4,7

—

38 mm

5,1

4,4

4,6

F

3,8

5,0

F

4,5

D

25,4 mm

-

F

4,3

-

F

-

F

4,2

F

19 mm

-

F

-

—

F

-

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6

Erläuterungen:

a Düngerqualität bestehend aus 81 Teilen Calciumnitrat, 14 Teilen Wasser und 5 Teilen Ammonitrat b Natriumperchlorat c Die Dezimalzahl ist die Detonationsgeschwindigkeit in km/s, F bedeutet versagt, D bedeutet detoniert d Alkylammoniumacetat, ungesättigte Moleküle mit einer Kettenlänge von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, Warenzeichen «Armak» und

«Armak T». Der grössere Teil der Verbindung ist ungesättigt.

e Heizöl Nr. 2

r Benzol

E Toluol h Xylol

' Kunststoff-Mikroballons der Firma Dow, Warenzeichen «Saran»

' Glas-Mikroballons der Firma 3-M, Warenzeichen «E22X»

k Chemisches, schaumbildendes Mittel

1 Formamid m Methanol

" Äthylenglykol

0 Zucker p Aluminiumteilchen

" Paraffin

' Schwefel

Tabelle 4

Zusammensetzung in Gewichtsteilen

A

B

C

D

E

F

G

Ammonitrat

38

37,8

37,5

38,2

Calciumnitrat

40

39,8

39,4

40,2

Wasser

10

9,9

9,8

10,1

Emulgator

2b

3C

3°

3e

Heizöl

6

5,5

Mikroballons

4

5

3

Dichte in g/cm3

1,21

1,23

1,22

1,17

1,28

Kritischer Durchmesser in mm

(detoniert/versagt)

25/18

32/25

18/12

32/25

18/12

32/25

Detonationsgeschwindigkeit in m/s

bei gegebenem Durchmesser:

18 mm

—

4180

—

25 mm

4100

-

4700

4300

-

—

28 mm

—

_

32 mm

4850

4790

—

4770

38 mm

4900

—

4740

—

50 mm

-

5040

-

Lagerungsresultate:

Zahl der Lagertage/Detonationsergebnisse

18 mm

-

36; 4300

-

25 mm

—

32 mm

—

_

38 mm

-

63 4030 45/vers.

-

300/4380

50 mm

74/vers.

56/vers.

-

65 mm

74/det.

—

_

Erläuterung:

" Düngemittelqualität b Das gleiche wie die folgende Erläuterung «c» mit Ausschluss von gesättigtem (Warenzeichen «Armak» und «Armak HT») c Das gleiche wie «d» in Tabelle 3

Claims

643 523 PATENTANSPRÜCHE

1. Sprengstoff in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion, enthaltend mindestens einen mit Wasser nicht mischbaren flüssigen, organischen Brennstoff als kontinuierliche Phase, eine emulgierte wässrige, anorganische Oxydationssalzlösung als diskontinuierliche Phase und einen Emulgator, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulgator eine organische kationische Verbindung mit einem hydrophilen und einem lipophilen Anteil darstellt, wobei der lipophile Anteil eine ungesättigte Kohlenwasserstoffkette ist.

2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulgator ein substituiertes Oxazolin der Formel worin R eine ungesättigte Kohlenwasserstoffkette bedeutet,

enthält.

3. Sprengstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass R in der Formel einen Ölsäurerest darstellt.

4. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige organische Brennstoff ein Mineralöl, Benzol, Toluol, Xylol, ein Erdöldestillat, wie Benzin, Leuchtpetroleum oder Dieselöl, oder ein Gemisch solcher Substanzen, ist.

5. Sprengstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige organische Brennstoff ein Mineralöl ist.

6. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem ein die Dichte verminderndes Mittel in genügender Menge enthält, um die Dichte des Sprengstoffs auf 0,9-1,4 g/cm3 zu vermindern.

7. Sprengstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dichte vermindernde Mittel aus kleinen,

fein verteilten Glas- oder Kunststoffkügelchen oder einem chemischen, schäumenden oder gasentwickelnden Mittel oder aus einer Kombination dieser Stoffe besteht.

8. Sprengstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er, alle Mengenangaben bezogen auf das Gesamtgewicht des Sprengstoffs, die kontinuierliche Phase in einem Mengenanteil von 1-10 Gew.-% und in der emulgier-ten wässrigen, diskontinuierlichen Phase Wasser in einem Mengenanteil von 5-20 Gew.-% und mindestens ein anorganisches Oxydationssalz in einem Mengenanteil von 60-93,8 Gew.-% enthält, und dass der Mengenanteil des Emulgators 0,2-5,0 Gew.-% beträgt und der lipophile Anteil im Emulgator eine von einer ungesättigten Fettsäure abgeleitete ungesättigte Kohlenwasserstoffkette ist.

9. Sprengstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationssalzlösung zusätzlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Sprengstoffs, 1-10 Gew.-% von mit Wasser mischbarem organischem, flüssigem Brennstoff enthält.