DE1123963B

DE1123963B - Detonationsfaehiges, wasserhaltiges Sprenggemisch

Info

Publication number: DE1123963B
Application number: DED35646A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Berthmann; Dr Clemens Franze; Dr Paul Lingens
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1961-03-14
Filing date: 1961-03-14
Publication date: 1962-02-15
Also published as: CH438124A; BE613665A; GB984636A; US3231437A

Description

Detonationsfähiges, wasserhaltiges Sprenggemisch Man hat schon zu gelatinösen Sprengstoffen Wasser gegeben, wobei Leim, Dextrin und Stärke zugesetzt wurden, um das beigefügte Wasser zu binden. Man hat auch schon gesättigte Salzlösungen zu Nitroglycerin zugesetzt und hierdurch wasserhaltige Sprengstoffe erhalten. Späterhin sind Emulsionen aus flüssigen Salpetersäureestern und Wasser nur im Hinblick auf Transportprobleme von Interesse gewesen. Bekanntlich besteht eine Möglichkeit des gefahrlosen Transportes von Sprengöl - allgemein von flüssigen Saipetersäureestern - in Rohrleitungen darin, daß man eine Emulsion mit Wasser erzeugt, die, wie ausgedehnte Versuche ergeben haben, nicht mehr imstande ist, eine Detonation fortzupflanzen. Da diese Emulsionen nur unter ganz bestimmten Strömungsverhältnissen stabil zu halten sind, wie sie beispielsweise bei einer Strömung in einer Rohrleitung mit Gefälle vorliegen, wurde auch schon vorgeschlagen, die Stabilität derartiger Emulsionen durch Emulgatoren und gegebenenfalls durch weitere Emulsionshilfsmittel zu erhöhen. Unabhängig von der Art der Herstellung ist aber ein für die Möglichkeit des gefahrlosen Transportes entscheidendes Kennzeichen der Sprengöl-Wasser-Emulsion, daß sie keinen Sprengstoffcharakter mehr hat, d. h., sie ist nicht mehr fähig, eine an einer Stelle initiierte detonative Umsetzung fortzupflanzen. Bei den bekannten Emulsionen gibt es die Öl-in-Wasser-Emulsion und die Wasser-in-Öl-Emulsion.
Gegenstand der Erfindung ist eine detonationsfähige wäßrige Emulsion, bei der die wäßrige Phase in Form feiner Tröpfchen in der Sprengstoffkomponente emulgiert ist. Diese Wasser-in-Öl-Emulsion wird mit Hilfe von Emulgatoren aus Wasser und flüssiger oder fester Sprengstoffkomponente hergestellt. Die Sprengstoffkomponente kann flüssig oder fest sein, sie muß aber auf jeden Fall schmelzbar sein. Solche Emulsionen werden in an sich bekannter Weise durch die Verwendung von Emulgatoren hergestellt, wie sie zu Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen eingesetzt werden.
Als ionogen aufgebaute Emulgatoren können die Erdalkali-, Magnesium-, Aluminium- und Zinksalze der Paraffinfettsäuren, der Ölsäure und der langkettigen Oxysäuren Verwendung finden (Lithium, Calcium, Magnesium, Aluminium und Zinksalze der Stearinsäure, Palmitinsäure, Oxystearinsäure, Ölsäure und andere langkettige Säuren).
Als nicht ionogene Emulgatoren können Verwendung finden: Glycerinstearate, Abietinsäure und Abietinsäurederivate, Polyglykoläther aus Äthylenoxyd, Abdukte aus höheren Fettaminen und Äthylenoxyd, Polyvinylalkohole und Ester langkettiger Fettsäuren mit höheren Alkoholen (Lanolin). Derartige Wasser-in-Öl-Emulsionen können bis zu 720/0 Wasser enthalten, wobei die Konzentration des Emulgators im Bereich von 0,05 bis 5 °/o, vorzugsweise bei 10/, liegt, bezogen auf die Emulsion. Hierdurch ist es möglich, die Menge des in der Emulsion enthaltenen Wassers im weiten Bereich zu variieren. Die Haltbarkeit der Wasser-in-Öl-Emulsionen wird durch den Zusatz von Stabilisatoren, wie beispielsweise Collodiumwolle, verbessert.
Der Unterschied bezüglich der Sprengstoffeigenschaften der Emulsion (Typ W/0) gegenüber der bekannten Emulsion Sprengöl/Wasser (Typ 0/W) wird sehr eindringlich durch die folgenden Versuche belegt Beispiel 1 Es wird eine Wasser-in-Öl-Emulsion aus 50 cm3 Sprengöl, 50 cm3 Wasser und 0,5 g Zink-Oxystearat hergestellt. Als Stabilisator werden 0,5 g Collodiumwolle zugesetzt. Diese detonationsfähige wäßrige Emulsion zeigte im Bleiblock nach Trauzl mit 10 g eine Ausbauchung von 225 cm3 und war mit der Kapsel Nr. 8 zur Detonation zu bringen; sie hat also durchaus den Charakter eines Sprengstoffes.
Dagegen war eine analog zusammengesetzte Emulsion, der an Stelle von Zink-Oxystearat und Collodiumwolle die entsprechenden Mengen Na-Cetylsulfat und Methylcellulose als Emulgierhilfsmittel zugesetzt war und die dem Emulsionstyp Öl-in-Wasser entsprach, nicht mehr mit Kapsel Nr.8 zur Detonation zu bringen und zeigte auch keine Bleiblockausbauchung, ist also in Übereinstimmung mit den bekannten Erfahrungen nicht mehr als Sprengstoff anzusprechen.
Beispiel 2 Die Wasser-in-Öl-Emulsion _aus 75 cm' Sprengöl, 25 em3 Wasser, 0,5 g Polyvinylalkohol (Mowilith) und 1 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 410 em3..
Beispiel 3 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 50 cm3 Sprengöl, 50 cm3 Wasser, 0,5 g Magnesiumoleat und 0,3 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 220 cm3. Beispiel 4 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 75 cm3 Sprengöl, 25 cm3 Wasser, 0,5 g Ca-Stearat und 2 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 415 cm3. Beispiel 5 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 45 cm3 Sprengöl, 55 cm3 Wasser, 0,5 g Zn-Stearat und 2 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 215 cm3. Beispiel 6 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 40 cm' Sprengöl, 60 cm3 Wasser, 0,5 g Polyglykoläther (Peregal O) und 2 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 110 cm3. Beispiel 7 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 35 cm3 Sprengöl, 65 cm3 Wasser, 0,5 g langkettiger Fettsäureester (Lanolin) und 1 g Collodiumwolle zeigte eine Bleiblockausbauchung von 75 cm3.

Beispiel 8 Die Wasser-in-Öl-Emulsion aus 30 cm3 Sprengöl, 70 em3 Wasser, 0,6 g Zn-12-Oxystearat und 1 g Collodiumwollezeigte eine Bleiblockausbauchungvon 25 Cm3. Beispiel 9 Bei 90°C wurden verschiedene TNT-H20-Emulsionen unter Zugabe von 0,5 °/o Collodiumwolle und 10/, Ca-Stearat hergestellt und in Papprohre (30 mm lichte Weite) gegossen. Nach der Abkühlung wurden die stabilen festen Emulsionen auf Bleiplatten von 6 mm Dicke gestellt und durch Zündung mit Tetrylkörpern (25 g) auf ihre Detonationsfähigkeit geprüft.

TNT H,0 Bemerkungen zur Detonationsfähigkeit

°/a °/o bzw. Brisanz

I

77,5 21 Bleiplatte durchschlagen

63,5 35 Bleiplatte noch eben durchschlagen

46,5 52 Bleiplatte stark eingedrückt

30,5 68 Bleiplatte noch eben eingedrückt

Der große Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten detonationsfähigen Emulsionen liegt in der beinahe beliebig zu variierenden Konsistenz der Mischungen. Durch die Wahl der beiden zu emulgierenden Flüssigkeiten und der Menge des Stabilisators lassen sich gießfähige, sahne- oder cremeartige, schaumartige, Sirupöse, breiartige, gelatineartige, pastenförmige, fett- oder wachsähnliche, bröcklige und massiv feste Massen herstellen. Daher sind die detonationsfähigen Emulsionen im weitesten Rahmen in der Sprengpraxis anwendbar. Ihre Schlag- und Reibempfindlichkeit kann durch Wasserzusatz in weiten Grenzen variiert werden. Dies war nicht unbedingt zu erwarten, da das Sprengöl in der Emulsion ja als unverteilte Phase vorliegt. So wird eine Gelatine aus 100 cm3 Sprengöl (60: 40), 1 g Collodiumwolle und 0,5 g Zink-12-Oxystearat unter dem Fallhammer nach K a s t bei 2 kg Gewicht und 60 cm Fallhöhe zur Detonation gebracht. Wird die Hälfte des Sprengölvolumens dieser Gelatine aber auf Öl-in-Wasser-Emulsion durch Wasser ersetzt, so ergibt sich selbst bei 10 kg Gewicht und 60 cm Fallhöhe keine Reaktion.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Detonationsfähiges, wasserhaltiges Sprenggemisch, gekennzeichnet durch eine mittels bekannter Emulgatoren erstellte Wasser-in-Öl-Emulsion von Wasser und flüssigen oder festen, unter 100°C unzersetzt schmelzenden Sprengstoffen.
2. Sprenggemisch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-in-Öl-Emulsion bis zu 72 °/o Wasser enthält.
3. Sprenggemisch gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des zugesetzten Emulgators 0,05 bis 5 °/o, vorzugsweise 1 °/u, bezogen auf die Gesamtemulsion, beträgt.
4. Sprenggemisch gemäß Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Wasser-in-Öl-Emulsionen Stabilisatoren zugesetzt sind.