DE102016120539A1 - An ignition material, in particular for use in an optical detonator and ignition means with such an ignition material - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zündstoff, insbesondere einen photosensitiven Anzündstoff, wobei erfindungsgemäß der photosensitive Anzündstoff wenigstens einen Übergangsmetallkomplex mit wenigstens einem alkylverbrückten Ditetrazol-Liganden aufweist.The invention relates to an ignition material, in particular a photosensitive igniter substance, wherein according to the invention the photosensitive igniter substance has at least one transition metal complex with at least one alkyl-bridged ditetrazole ligand.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zündstoff, insbesondere zur Verwendung in einem optischen Detonator und ein Zündmittel mit einem derartigen Zündstoff und findet insbesondere für nicht unterbrochene Zündketten Anwendung.The invention relates to an ignition material, in particular for use in an optical detonator and an ignition means with such an ignition material and is used in particular for uninterrupted ignition chains application.

Optische Detonatoren basieren auf einer zweistufigen Wirkungsweise. In einer ersten Stufe wird durch eine Lasereinwirkung eine Verbrennung thermisch ausgelöst, wodurch eine Metallmembran wie ein Kolben in einen zweiten Bereich gedrückt wird und dort eine Verbrennung einleitet, die wiederum eine Schlagwirkung auslöst.Optical detonators are based on a two-stage mode of action. In a first stage, combustion is thermally triggered by a laser action, whereby a metal membrane such as a piston is pressed into a second region and there initiates combustion, which in turn triggers a striking effect.

Ein solcher zweistufiger optischer Detonator wird beispielsweise in der EP 1 067 357 B1 beschrieben.Such a two-stage optical detonator, for example, in the EP 1 067 357 B1 described.

Bisher werden als Zünd- bzw. Anzündstoff für optische Detonatoren, welche Funktionszeiten im Mikrosekundenbereich aufweisen, schlag- sowie reibeempfindliche Initialsprengstoffe bzw. entsprechende Mischungen derer verwendet, z.B BNCP. Aufgrund ihrer mechanischen Empfindlichkeiten sind derartige Initialsprengstoffe nicht für die Verwendung in nicht unterbrochenen Zündketten (In-Line-Zünder) geeignet.So far, as ignition or ignition material for optical detonators, which have operating times in the microsecond range, impact and friction-sensitive initial explosives or corresponding mixtures thereof used, for example BNCP. Due to their mechanical sensitivities, such initial explosives are not suitable for use in uninterrupted ignition chains (in-line detonators).

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Zündstoff, insbesondere zur Verwendung in einem optischen Detonator, und ein Zündmittel insbesondere zur Verwendung als optischer Detonator zur Verfügung zu stellen, bei welchem die genannten Probleme nicht auftauchen. Insbesondere soll der Zündstoff die mechanischen Empfindlichkeiten eines Zündverstärkers besitzen, mittels Laserbestrahlung durch einen Diodenlaser zünd- bzw. anzündbar sein und Funktionszeiten im Mikrosekundbereich besitzen. Des Weiteren muss der zu entwickelnde Zündstoff eine genügend starke Ausgangsleistung besitzen, um einen wenig empfindlichen, gängigen Sekundärsprengstoff, welcher als Hauptladung eingesetzt wird, zu initiieren.The object of the invention is therefore to provide an ignition material, in particular for use in an optical detonator, and an ignition device, in particular for use as an optical detonator, in which the said problems do not arise. In particular, the ignition material should have the mechanical sensitivities of a firing amplifier, be capable of being ignited or ignited by means of laser irradiation by means of a diode laser and have operating times in the microsecond range. Furthermore, the ignition material to be developed must have a sufficiently high output power to initiate a low-sensitivity, common secondary explosive, which is used as the main charge.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten, des fünften, des elften und des zwölften Patentanspruchs gelöst.This object is achieved with the characterizing features of the first, fifth, eleventh and twelfth patent claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß ist ein Zündstoff, insbesondere ein photosensitiver Anzündstoff, wobei erfindungsgemäß der photosensitive Anzündstoff wenigstens einenÜbergangsmetallkomplex mit wenigstens einem alkylverbrückten Ditetrazol-Liganden aufweist.According to the invention, an ignition material, in particular a photosensitive igniter substance, according to the invention, the photosensitive igniter substance has at least one transition metal complex with at least one alkyl-bonded ditetrazole ligand.

Der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex weist als Zentralmetall bevorzugt Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer oder Zink auf. Des Weiteren weist der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex vorzugsweise einen alkylverbrückten (z.B. ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl) Ditetrazol-Liganden auf. Der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex weist ebenfalls ein Gegenion, bevorzugt ausgewählt aus einem der folgenden auf: Perchlorat, Chlorat, Chlorid, Nitrat, Nitrit, Dinitramid, Nitrocyanamid, Trinitromethanid oder Cyanodinitromethanid.The at least one transition metal complex preferably has scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper or zinc as the central metal. Further, the at least one transition metal complex preferably comprises an alkyl bridged (e.g., ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl) ditetrazole ligand. The at least one transition metal complex also has a counterion, preferably selected from one of the following: perchlorate, chlorate, chloride, nitrate, nitrite, dinitramide, nitrocyanamide, trinitromethanide or cyanodinitromethanide.

Ebenfalls erfindungsgemäß ist ein Zündmittel, in welchem wenigstens ein erfindungsgemäßer Zündstoff enthalten ist.Also according to the invention is an ignition means in which at least one inventive explosive is contained.

Insbesondere ist zusätzlich zum Zündstoff wenigstens ein DDT-Explosivstoff enthalten.In particular, at least one DDT explosive is included in addition to the primer.

Als DDT-Explosivstoff wird vorzugsweise ein Salpetersäureester von aliphatischen Polyolen verwendet. Dieses ist beispielsweise Erythrittetranitrat, Pentaerythrittetranitrat oder Mannitolhexanitrat.As the DDT explosive, a nitric acid ester of aliphatic polyols is preferably used. This is, for example, erythritol tetranitrate, pentaerythritol tetranitrate or mannitol hexanitrate.

Die Schlagempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Zündmittels beträgt wenigstens 3J, während die Reibempfindlichkeit bevorzugt über 80N liegt. Das erfindungsgemäße Zündmittel kann somit als Zündverstärker klassifiziert werden und BNCP als optischen Zündstoff ersetzen.The impact sensitivity of the inventive ignition means is at least 3J, while the friction sensitivity is preferably above 80N. The ignition means according to the invention can thus be classified as an ignition amplifier and replace BNCP as optical ignition material.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Zündmittel wenigstens ein Bindemittel und ein farbabsorbierendes Additiv auf.The ignition composition according to the invention preferably has at least one binder and one color-absorbing additive.

Als Bindemittel wird dabei bevorzugt Polyethylen und/oder Polytetrafluorethylen verwendet.The binder used is preferably polyethylene and / or polytetrafluoroethylene.

Das farbabsorbierende Additiv ist insbesondere Ruß, Graphit und/oder Miloriblau.The color-absorbing additive is in particular carbon black, graphite and / or milori blue.

Ebenfalls erfindungsgemäß ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zündstoffes in einem optischen Detonator.Also according to the invention is the use of a primer according to the invention in an optical detonator.

Weiterhin erfindungsgemäß ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zündmittels als optischer Detonator.Furthermore, according to the invention, the use of an inventive ignition means as an optical detonator.

Vorteilhafterweise weisen der Zündstoff und der DDT-Explosivstoff mechanische Empfindlichkeiten im Bereich von Zündverstärkern/Verstärkungsladungen auf und können somit in einer nicht unterbrochenen Zündkette verwendet werden. Dennoch besitzen die entsprechenden optischen Detonatoren Zündverzögerungszeiten/Funktionszeiten im Mikrosekundenbereich und können deshalb für die Initiierung der Hauptladung (einem sekundären Explosivstoff) in Systemen, welche kurze und präzise Funktionszeiten benötigen, verwendet werden. Derart kurze Zündverzögerungszeiten werden vor Allem durch die Verwendung von Übergangsmetallkomplexen mit alkylverbrückten Ditetrazol-1-yl-Liganden als optische (An-)Zündstoffe erreicht.Advantageously, the primer and the DDT explosive have mechanical sensitivities in the range of firing amplifiers / boost charges and thus can be used in an uninterrupted firing chain. Nevertheless, the corresponding optical detonators have ignition delay times / microsecond operating times and can therefore be used to initiate the main charge (a secondary explosive) in systems which are short and precise Function times need to be used. Such short ignition delay times are achieved, above all, by the use of transition-metal complexes with alkyl-bridged ditetrazol-1-yl ligands as optical (starting) igniters.

Der erfindungsgemäße Detonator enthält keinen klassischen Primärsprengstoff/Initialsprengstoff und besitzt dennoch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Laserbestrahlung mittels Diodenlaser und ist in der Lage einen sekundären Explosivstoff zu initiieren.The detonator according to the invention contains no classical primary explosive / initial explosive and nevertheless has a high sensitivity to laser irradiation by means of diode laser and is able to initiate a secondary explosive.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, ohne dabei auf diese beschränkt zu sein.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and an associated drawings, without being limited to these.

Dabei zeigt:

  • 1: einen alkylverbrückten Ditetrazol-1-yl-Liganden.
Showing:
  • 1 : an alkyl-bridged ditetrazol-1-yl ligand.

In 1 ist ein alkylverbrückter Ditetrazol-1-yl-Ligand dargestellt, wie er im Übergangsmetallkomplex des erfindungsgemäßen Zündstoffes verwendet werden kann. Es handelt sich dabei um 1,2-Di(tetrazol-1-yl)ethan.In 1 An alkyl bridged ditetrazol-1-yl ligand is shown as it can be used in the transition metal complex of the primer according to the invention. It is 1,2-di (tetrazol-1-yl) ethane.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1067357 B1 [0003]EP 1067357 B1 [0003]

Claims (12)

Zündstoff, insbesondere photosensitiver Anzündstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der photosensitive Anzündstoff wenigstens einen Übergangsmetallkomplex mit wenigstens einem alkylverbrückten Ditetrazol-Liganden aufweist.An ignition material, in particular a photosensitive igniter substance, characterized in that the photosensitive igniter substance has at least one transition metal complex with at least one alkyl-bridged ditetrazole ligand. Zündstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex als Zentralmetall bevorzugt Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer oder Zink aufweist.After ignition Claim 1 , characterized in that the at least one transition metal complex as the central metal preferably scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper or zinc. Zündstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex einen alkylverbrückten Ditetrazol-1-yl-Liganden aufweist.After ignition Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one transition metal complex comprises an alkyl-bridged ditetrazol-1-yl ligand. Zündstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Übergangsmetallkomplex ein Gegenion, bevorzugt Perchlorat, Chlorat, Chlorid, Nitrat, Nitrit, Dinitramid, Nitrocyanamid, Trinitromethanid oder Cyanodinitromethanid aufweist.Ignition substance according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the at least one transition metal complex has a counterion, preferably perchlorate, chlorate, chloride, nitrate, nitrite, dinitramide, nitrocyanamide, trinitromethanide or cyanodinitromethanide. Zündmittel, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zündstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 enthalten ist.Ignition means, characterized in that at least one ignition material according to one of Claims 1 to 4 is included. Zündmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Zündstoff wenigstens ein DDT-Explosivstoff enthalten ist.Ignition means after Claim 5 , characterized in that in addition to the primer at least one DDT explosive is included. Zündmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als DDT-Explosivstoff Salpetersäureester von aliphatischen Polyolen verwendet wird.Ignition means after Claim 6 , characterized in that is used as the DDT explosive nitric acid esters of aliphatic polyols. Zündmittel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wenigstens aufweisend ein Bindemittel und ein farbabsorbierendes Additiv.Ignition means according to one of Claims 5 to 7 at least comprising a binder and a color-absorbing additive. Zündmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel bevorzugt Polyethylen und/oder Polytetrafluorethylen verwendet wird.Ignition means after Claim 8 , characterized in that preferably polyethylene and / or polytetrafluoroethylene is used as a binder. Zündmittel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als farbabsorbierendes Additiv bevorzugt Ruß, Graphit und/oder Miloriblau verwendet wird.Ignition means after Claim 8 or 9 , characterized in that as a color-absorbing additive preferably carbon black, graphite and / or Milori blue is used. Verwendung eines Zündstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem optischen Detonator.Use of an ignition material according to one of Claims 1 to 4 in an optical detonator. Verwendung eines Zündmittels nach einem der Ansprüche 5 bis 10 als optischer Detonator.Use of an ignition means according to one of Claims 5 to 10 as an optical detonator.
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JOAS M. B.. Investigations Concerning the Laser Ignition of Energetic Coordination Compounds. DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES DOKTORGRADES DER FAKULTÄT FÜR CHEMIE UND PHARMAZIE DER LUDWIG-MAXIMILIANS-UNIVERSITÄT MÜNCHEN. 2014. *

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