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Pulverförmige Sprengstoffe mit verringerter Stoßempfindlichkeit Die
Erfindung bezieht sich auf pulverförmige Sprengstoffe, insbesondere gewerbliche
Sprengmittel auf der Basis von Ammonsalpeter, mit verringerter Stoßempfindlichkeit.
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Obwohl die gebräuchlichen Sprengstoffe dieser Art, wie die Donarite
und Ammonite, eine relativ gute Stabilität gegen mechanische Einflüsse haben, geht
das Bestreben der Fachleute dahin, die Handhabungssicherheit dieser gewerblichen
Sprengstoffe, für die vor allem die Stoß- bzw. Schlagempfindlichkeit des Sprengstoffes
maßgebend ist, nach Möglichkeit noch zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, pulverförmige Sprengstoffe
zu entwickeln, die gegen mechanische Einflüsse unempfindlicher sind und die insbesondere
verbesserte Stoß- bzw. Schlagempfindlichkeit besitzen.
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Es wurde überraschend gefunden, daß sich diese Aufgabe in der Weise
lösen läßt, daß man üblichen Sprengstoffmischungen auf der Basis von Ammonnitrat,
Phenyl- und/oder Diphenylaminosulfonsäuren zusetzt. Es genügt bereits ein Gehalt
dieser Stoffe von 0,05 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Sprengstoffmischung, um eine erheblich verbesserte Schlag- bzw. Stoßempfindlichkeit,
die sich in verbesserten Fallhammerwerten kennzeichnet, zu erreichen. Besonders
vorteilhaft ist ein Zusatz an Diphenylaminosulfonsäure-Verbindungen, wie beispielsweise
4 - Aminodiphenylamin - sulfonsäure-(2) und 4,4-Diaminophenylamin-sulfonsäure-(2).
Die sprengtechnischen Daten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Sprengstoffe sind ebenso gut wie die der bekannten pulvrigen Sprengstoffe. Nach
4 Wochen Lagerung geht die Übertragung sogar bei weitem nicht so stark zurück wie
bei den bisher verwendeten pulvrigen Sprengstoffen.
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Als Zusatzstoffe können beim Verfahren der Erfindung die verschiedensten
Verbindungen dieser Art verwendet werden. Dabei nimmt die Wirksamkeit in der Reihenfolge
para-, meta-, ortho-Verbindungen zu; beispielsweise sind 4-Aminodiphenylamin-sulfonsäure
- (2) und 4,4' - Diaminodiphenylamin - sulfonsäure-(2) am wirksamsten; dann folgen
4,4'-Diaminostilben-disulfonsäure-(2,2'), 4-Aminotoluol-sulfonsäure-(2) und 1-Aminonaphthol-(2)-sulfonsäure-(4),
und etwas geringer in der Wirkung ist z. B. Anilinsulfonsäure-(4). Es läßt sich
beispielsweise auch Anilinsulfonsäure-(3) verwenden. Außerdem nimmt die Wirksamkeit
zu, wenn die mit der Sulfogruppe korrespondierende Aminogruppe leicht oxydiert werden
kann.
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Die Stoßempfindlichkeit der Sprengstoffmischungen wurde unter dem
Fallhammer nach der Methode von Koenen (H. Koenen, K. H. Ide, W. Haupt, Explosivstoffe,
6, S. 178 bis 189, 202 bis 214 und 223 bis 235 [1958]) geprüft. Die Versuche wurden
in der Weise ausgeführt, daß jeweils mit einer 2,5-kg-Mischung gearbeitet wurde
und jeder Versuchsmischung eine Standardmischung (gebräuchliche Ammonsalpeter-Sprengstoffmischung
ohne Zusatz) gegenübergestellt wurde, die am selben Tag aus den gleichen Rohstoffen
hergestellt worden war. Dies erwies sich als notwendig, weil die Fallhammerwerte
eines gebräuchlichen Ammonsalpeter-Sprengstoffes je nach Korngröße und Feuchtigkeit
des Salpeters von 0,75 bis 1,5 mkg schwanken können. Um diese Einflüsse auszuschalten,
wurde bei Prüfung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sprengstoffe
der Quotient (Q) aus dem Fallhammerwert der Versuchsmischung, die einen jeweils
festgelegten Gehalt einer Phenyl- und/ oder einer Diphenylaminosulfonsäure-Verbindung
hatte, und dem Fallhammerwert der Standardmischung, die ohne den erfindungsgemäßen
Zusatz hergestellt war, in mkg angegeben. Die Werte sind im einzelnen aus der nachstehenden
Tabelle ersichtlich. Die in der Tabelle geprüfte Mischung war wie folgt zusammengesetzt:
82 % Ammonsalpeter, 15 % Trinitrotoluol, 10/0 Dinitrotoluol,
20/, Holzmehl. Ammonsalpeter wurde in üblicher Körnung, d. h. in einer Mahlung eingesetzt,
bei der der Anteil der gröber als 0,3 mm Körnung etwa 11 °/o beträgt.
Ein
so zusammengesetzter Ammonsalpeter-Sprengstoff ergab unter dem Fallhammer einen
Wert von 0,75 mkg. Die Übertragung betrug 6 bis 7 cm. Wird dagegen ein Ammonsalpeter
mit wesentlich höherem Gehalt an Grobanteilen eingesetzt, so erhöhen sich die Fallhammerwerte,
jedoch geht gleichzeitig die Übertragung sehr stark zurück, wie ein Versuch mit
einem sonst gleichen Ammonsalpeter-Sprengstoff zeigte, dessen Ammonsalpeteranteil
eine Mahlung hatte, bei der der Anteil der gröber als 0,3 mm Körnung etwa 28 °/o
betrug.
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Der Fallhammerwert dieses letzteren Ammonsalpeter-Sprengstoffes betrug
2,0 mkg und die Übertragung 2 bis 3 cm.
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Eine Stabilitätsprüfung der erfindungsgemäß hergestellten Sprengstoffe
nach dem Abel-Test zeigte keine Verringerung der Stabilität, auch nicht nach einer
längeren Lagerzeit, wie 4 bis 6 Wochen. Die Daten für die Stauchprobe nach Kast
und nach Heß, für die Bleiblockausbauchung und die Detonationsgeschwindigkeit werden
durch die erfindungsgemäßen Zusätze nicht beeinflußt.
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Die mit dem oben angegebenen Sprengstoffgemisch erhaltenen Ergebnisse
lassen sich auch mit anderen bekannten Gemischen nach erfindungsgemäßem Zusatz von
Phenyl- und/oder Diphenylaminosulfonsäuren erhalten. So zeigte beispielsweise ein
wie folgt zusammengesetztes Gemisch 80 % Ammonsalpeter, 6 °/a Nitroglycerin,
12 °/o Trinitrotoluol, 2 °/a Holzmehl, das ohne Zusatz einen Fallhammerwert von
1,0 mkg aufwies, nach Zugabe von 0,10/, 4-Aminodiphenylamin-sulfonsäure-(2) eine
Erhöhung des Fallhammerwertes auf 2,5 mkg. Die Übertragungswerte waren gleich. Selbst
ein aluminiumhaltiges Sprengstoffgemisch, das etwa folgende Zusammensetzung hatte:
820/, Ammonsalpeter, 11 % Trinitrotoluol, 40/, Aluminium, 3 % Holzmehl,
und das ohne erfindungsgemäßen Zusatz ebenfalls einen Fallhammerwert von 1 mkg aufwies,
ergab nach Zusatz von 0,1 °/0 4-Aminodiphenylamin-sulfonsäure-(2) einen Fallhammerwert
von 1,5 mkg. Die Übertragung lag ohne Zusatz bei 10 cm, mit dem angegebenen Zusatz
bei 11 cm.
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Es ist zwar bekannt, anorganischen Nitrat-Sprengstoffen oberflächenaktive
Stoffe ohne eigene Sprengeigenschaften zuzusetzen, jedoch gehören die gemäß der
vorliegenden Erfindung zugesetzten Verbindungen nicht zu dieser Klasse der oberflächenaktiven
Stoffe und zeigen keine dementsprechenden Eigenschaften. Zwar weisen eine Anzahl
von Arylsulfonsäuren oberflächenaktive Eigenschaften auf, jedoch erst dann, wenn
sie am Phenylring eine längere aliphatische Kette besitzen. Dies ist bei den hier
beschriebenen Verbindungen nicht der Fall. Andererseits sind die oberflächenaktiven
Stoffe auch nicht in der Lage, die Schlagempfindlichkeit der Sprengstoffe herabzusetzen.
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Weiterhin wurde schon der Zusatz organischer Farbstoffe, die Amino-
sowie Sulfonsäuregruppen in Verbindung mit aromatischen Ringsystemen enthalten,
als Zusatz zu anorganischen Nitrat-Sprengstoffen vorgeschlagen, jedoch unterscheiden
sich auch diese Verbindungen konstitutionell wesentlich von denen der vorliegenden
Erfindung, die nicht zur Klasse der Farbstoffe gehören.
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Im übrigen wird das hier vorliegende Problem, d. h. die Verringerung
der Stoßempfindlichkeit, in diesen vorbekannten Schutzrechten nicht berührt.
| Tabelle |
| Ver- Fallhammerwerte Zusatz- Übertragung- in cm Zusatz- |
| suchs- in mkg menge Q menge Zusatzstoff |
| num- ohne mit ohne mit |
| mer Zusatz f Zusatz (01o) Zusatz I Zusatz (°/o) |
| 30 1,0 3,0 0,1 3,0 4 bis 5 5 0,1 4-Aminodiphenylamin- |
| sulfonsäure-(2) |
| 32 0,75 2,0 0,05 2,6 8 7 bis 8 0,05 4-Aminodiphenylamin- |
| sulfonsäure-(2) |
| 32*) 0,75 1,5 0,05 2,0 2 bis 3 4 bis 5 0,05 4-Aminodiphenylamin- |
| sulf onsäure-(2) |
| 41 1,0 2,5 0,1 2,5 4 4 0,1 4,4'-Diaminodiphenylamin- |
| sulfonsäure-(2) |
| 48 2,0 3,5 0,1 1,75 4 4 0,1 4,4'-Diaminostilben- |
| disulfonsäure-(2,2') |
| 54 1,0 f 1,5 0,1 1,5 6 bis 7 5 bis 6 0,1 4-Aminotoluol-sulfon- |
| säure-(2) |
| 58 1,0 1,5 0,1 1,5 6 bis 7 6 0,1 Anilinsulfonsäure-(3) |
| 61 1,5 2,0 0,1 1,3 5 5 0,1 Anilinsulfonsäure-(4) |
| 69 1,0 1,5 0,1 1,5 3 bis 4 3 bis 4 0,1 1-Aminonaphthol-(2)- |
| . sulfonsäure-(4) |
| *) Nach 4 Wochen Lagerung geprüft |