DE1446880A1 - Sprengstoff - Google Patents

Description

DR.-ING. H-FJNCKE 1//ΓΟΟΠ DIPL-IMO. ft LOHR I44OÖÖÜ DlPl.-lNG. S. STAEGER

¹^-K'"⁰ München, 10. Februar 1964

CI Cas« N J.658S

Beschreibung

zum Patentgesuch

der Firma Imperial Chemical Industries Limited, London/England

betreffend * Sprengstoff "

Prioritlti 11, Pe&ruar 1963 - England

Die Erfindung bezieht sich auf neue explosive Massen vom Typus des durch ein kohlenstoffhaltiges Material sensiblllslerten Aneoniuenitrats. Die Erfindung uafasst auch ein Verfahren zur Herstellung solcher exploeiver Massen.

Hs 1st allgsflMla bekannt, dass sich detonatioaisfähige Sprengstoffe durch Mischen von Amonltnmltrat mit brennbaren stoffen, wie s.B. Kohlenwasserstoffölen cd«? Hachsen herstellen lassen, wobei letzt«»-? das nonralervsis« dchtezplc'ji\'>· iteoalumnitrat aensibilislersn* .10 dass das OeMiseis mxr DetonatSoii gebracht worden kai»· Venn der brennbare Stoff seinerseits nicht explosiv Let, so muss der ge«ischt# Sprengstoff durch eim v@rhEltnlsm§ssii grosse Menge von eapfindlicheiE Züodsprengstoff initiiert werden«

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um zur Detonation gebracht werden zu ktSssnep. W@nn insbesondere für das Gemisch dl© normalen handelsüblichen itanoniuianitratsor'-ten verwendet. werden, kann der Sprengstoff nicht zuverlässig durch ©in© hande-löttbliohe ZUndkaps®!*, b@i d©r eine klein© Hiesig® Initial» uiid.ZUiidefaängetqff in. ®a.nea Mefeßilrote⁹ ^eingeschlossen ist, zur~ Detonation-initiiert werd-en. . -. .; . _t

Gemäes dew vorliegenden Erfindung umfasst--«in® - explosive

©to© senslbilisierende Meug@ ©ine® Aldehydhar.ses·.'Ee- -ist unwiefötig* dass stoff ©iß@ äld@hydSsarsm®Kg® enthält* die de

das Assffloaiijassaitrat- am

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Der aus nichtexplosiven Bestandteilen hergestellte erfindungsgeaiässe Sprengstoff hat den weiteren Vorteil, dass, wenn er unter feuchten Bedingungen gelagert und folglich Ammoniumnitrat herausgelaugt wird, die übrigbleibende Mischung nicht empfindlicher wird, wie es bei Aninoniumnitratsprengstoffen vorkamst, «reiche durch einen praktisch wasserunlöslichen selbstexplosionsf&higen Sensibilisator sensibillslert sind.

Ale Aldehydharz wird aweckmässigerweiae ein solches verwendet, das durch Kondensation von Formaldehydharz mit Harnstoff, Melamin oder einem Phenol* wie z.B. Phenol, Resorcin oder Xr©sol, erhalten wird. Es 1st möglich, derartige Harze enthaltende Sprengstoffe herzustellen, die durch handelsübliche Ztindkapseln initiiert werden können und welche gegenüber Schlag und Reibung weniger empfindlich sind, als Amraceiiucsni trat Sprengstoffe, die durch selbstexploslonafähige Stoffe, wie z«B. Nitroglycerin und Hltrotoluol senslbilisiert sind.

Die erfindungsgemässen Massen können gegebenenfalls andere niohtexplosionsf&iige Bestandteile solcher Art, wie sie bei Sprengstoffen la allgemeinen verwendet werden, enthalten, beispielsweise oxydierende Salze, wie z.B. Kaliumnitrat, und brennbare Stoffe, wie z.B. Anthrazit, Aluminium oder Holzmehl. Bei

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einigen Hassen rcaoht die Beimischung einer kleineren Menge Kaliumnitrat oder Natriumnitrat die Zusammensetzung gegenüber der Initiierung durch eine Zündkapsel empfindHoher.

Gemäes den Verfahren der Erfindung werden Sprengstoffe zweokraässigerweis® dadurch hergestellt» dass man Anmoniumnitratgranalien alt einer Lösung behandelt« die aus einer zur Sensibillsierusig der Amoixluimitr&tgran&llen eussreie&enieii Meoge Aidehydhars besteht, welche in einer Lusungsmltteliaenge gelöst ist, die zur Auflösung der AiBBonliJiinltr&tgr&nalien unzureichend 1st, und dass man weiterhin das Lösungsmittel abdampft. Das Verfahren ergibt ein granuliertes Produkt bei dem die Granalien eine tfussere Schicht mit einem hohen Aldehydharze gehalt besitsea«

- i

Phenol/?oraalä«lipih@r2e sind In alkalischen lösungen iuslicher, und üo auareietHod k<mBentrl@rte Lösungen dieses Harzes su erzielen, let es vorteilhaft, dieses in einer alkalleohen Lösung aufzulösen, wie z.B. in wässrigem Katrlumhydx'oxyd. Es wird vorgezogen, ein® LösungsmittelsjengQ zu verwenden, welche weniger als 10 Q^w. -jß des Ananoniumnitrats ausmacht.

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Das Lösungsmittel wird zweokmSssigerweise durch DarUbarleiten eines heissen Luftstrom über die Granalien entfernt. Nach der Entfernung des Lösungsmittel ist es vorteilhaft, die Granalien auf oberhalb ?0°C am erhitzen« um eine Polymerisation und Vernetzung des Aldehydharze« zu bewirken und um die freifllessenden Eigenschaften zu verbessern. Dies hat die vorteilhafte Wirkung, dass die wasserbestSndigkeit des Sprengstoffe verbessert wird und dass er zur Verwendung und unter feuchten Bedingungen geeignete]* geaacht wird.

Sprengstoffe, die durch das erfIndungsgeatltsse Verfahren aus frei-

fitessendem granulierten Ammoniumnitrat hergestellt sind, sind ihrerseits fralfliessend* vorausgesetzt» dass das LösungsMittel ausreichend abgedampft wurde. Io allgeaelnen sind die frdflies-3enden Elgensohafte» der Sprengstoffe, welche zum Zweck weiterer Polymerisation des Harzes erhitzt wurden, besser als Jene des ursprünglichen Amnjoniumnitrats.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Alle ¹TeIIe und Prozentangaben sind in Gewicht ausgedrückt.

Beispiel :.

7*5 Teile Phenol-Formaldehydharz (mit einem Molverhältnis von 1 Teil Phenol zu 1,4 Teilen Formaldehyd),, welche in

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5-Teilen einer ?$-igen wässrigen Lösung vob Natriunhydroaqfd golösfc waren, wurden mit 92*5 Teilen granulierte» ASBiaoluanltrat gemischt. Das Gemisch ward© g^fcroekissfei, tod@Hi 8 Stai&an lang ein luftstrom von 7Q°C über das Oenieoh. ©©führt wind·« wtthrend es in einer Mischvorrichtung bewegt wurst®* Der Feuoh-, tigkeltsgehalt des Produktes betrug 0«g^_a Di@ KorngrSss® Ammoniumnitrats war so* dass -

100^ dureh eist Sieb der Masols®iaw®it@. 2_β©β «ι 70$- " '« ss η; ».■

Dör Sprengstoff wurde durch "«iss Sieb der. ferolteisweifce ί

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von

durch ©iß-Sieb der Masohesmeit© 2,06

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Bine of fen.® patronenförmig® teämsig aias üm_ frsäitt alt

von 0^15 g "Pettt&eryfchrlttetpenitpafc.

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Deto-Fortpflanzungsgeschwlndigkeit der Detonation betrug bei diesem Durchmesser 1700 ta/seo. Die Exploalonskraft des Spreng-Stoffes, gemessen mit Hilfe eines ballistischen Mörsers» betrug 792» von Sprenggelatinen. Bei dncm Topedoreibungsversuch konnte keine Detonation beobachtet werden, wenn man einen Stahltorpedo von 1 kg Gewicht frei über eine 80 ca lange und mit der horizontalen einen Winkel von 70° bildende Oberfläche auf eine dünne Schicht des auf einer Stahlunterlage befindlichen Sprengstoffs herabgleiten Hess. In ähnlicher Weise konnten keine Detonationen beobachtet werden, wenn eine dünne Schicht des Sprengstoffs, welche sich zwischen 2 Stahlflächen befand, den Schlag eines aus einer Höhe von 160 cm herabfallenden 1/3 kg schweren Hammers ausgesetzt wurde«

Die Eigenschaften des in diesem Beispiel hergestellten Sprengstoffs zeigten, dass er für die Verwendung als Sprengmittel geeignet war» und «war sowohl in einer Patrone als auch In losem Haufen«

Beispiel 2.

7,5 Teile dee in Beispiel 1 verwendeten Phenol-FormaJldehydharzes, welche in 7.2 Teilen einer 2£-lgon wässrigen Lösung von Natriumhydroxyd gelöst waren, wurden mit 92,5 Teilen Ammonium -nlfcrat von feinerer Sorte als in Beispiel 1 gemischt. Das

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G«nlsch wurce getrocknet, Indem 80 Stunden lang ein Luftstrom von 50° Über das Gemisch geführt wurde« welches in einer 12,7 nun dicken Schicht ausgebreitet war. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produktes betrug 0,2$.

Die KcrngrSsse des verwendeten Ammoniumnitrate war so, dass 103$ durch ein Sieb der Maschenweite 0,500 on hindurchgingen, T555 " " * ^{n n} 0,252 ma ^w , " " " ⁿ 1,152 ma " , " " " ⁿ 0,089 ram ⁿ

Der Sprengstoff wurde gebrochen, indem er durch ein Sieb der n-vcchenweite 1,003 jam getrieben wurde. Das resultierende Pulver hotte eine Schüttdichte von 0,6 g/car, und die Korngrösse war so, dass 10C£ durch ein Sieb der Haschenweite 1,003 nm hindurchgingen, 5755 " " " " 0,500 mm " " "* ^{n n} " " " 0,525 mm *

Es war fllessfShlg, aber Koniger freifllessend als das Produkt von Beispiel 1.

Eine Ladung von 63,3 nm Durchmesser konnte mit Hilfe einer Zündkapsel initiiert vro^den, welche 0j8g£lner 80/20-Quecksilberfulininat--K2.1iuirch.\(>j!'atr_iIcchung enthielt. Die Fortpflanzungsge5chi*diT2i3iis;.t -ei· .?c«cnr.tion betrug 2200 ni/aec. Die 3preng-

SOO SO 9/0.1 2 6 ..... .·,*£ -

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kraft und die Empfindlichkeit gegenüber Initiierung durch Reibung und 8ohlag waren den entsprechenden Eigenschaften des Produktes von Beispiel 1 Ähnlich.

Beispiel 3

10 Teil· des In Beispiel 1 verwendeten Phenol-Formaldenydharsea, welche in 9,5 Teilen einer 2Jt-igen wässrigen Lösung von NatrliMbjdraxyd gelöst waren, wurden alt 90 Teilen Ammoniumnitrat von gröberer Sorte als in Beispiel 1 geaieoht und 80 Std. lans in einen Luftstrom von 50⁰C getrocknet, «Le es lsi Beispiel 2 beschrieben ist. Das Produkt wurde durch ein Sieb dar Nasohenwelte 2,82 Bn getrieben. Seine Dichte betrug 0,6 g/osi?· Dar Feuchtigkeitsgehalt, dia KorngrSsse, dia BBpfindllohkelt gegenüber Reibung und Schlag, die sur Initiierung nötige Hange Initialsprengstoff sowie die Fortpflansungagaaabjwlndlgkelt der Datonation waren denjenigen das Produktaa vco Belaplel l Mhnllch. Dia Sprangkraft betrug 8ΐ3ί τοη

Die frelfUeasenden Blgensohaften dieses Produktes waren etwas sohlechtar als diejenigen des Produktes von Beispiel 1, aber das Produkt wurde in dieser Hinelht verbessert, wenn es 3 Std. lang auf 100°C erhitzt wurde. Es wurde angenonraen, dass dies von einer weiteren Foliaerlsatlon dea Harzes herrührte.

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Beispiel h

13 Teile Harnstoff-Formaldehydharz (mit einen MolverhKltnis von 1 Teil Harnstoff zu 1,9 Teilen Formaldehyd), welche in 5 Teilen Wasser gelust waren, wurden mit 85 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granulierten Ammoniumnitrate gemischt. Das Gemisch wurde getrocknet, indem es 100 Std. lang in Luft von £2°C erwärmt wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produktes betrug 0,5$.

Da« Produkt wurde durch ein Sieb der Nasohenwelte 2,82 on getrieben und hatte eine ähnliche Korngrösse wie das Produkt von Beispiel 1 und eine Schüttdichte von 0,7 g/cnr.

Bin· iAttung aus diesem Produkt von 63,5 Durohmesser konnte mit Hilfe einer ZUndkapsel Initiiert werden, welche eine Orundladung von 0,8 g Pentaerythrittetranitrat enthielt. Die Sprengkraft betrug 77Ji von Sprenggelatine. Die Empfindlichkeit Initiierung durch Reibung und Schlag war der von

Beispiel 1 Ihrtlich. Beispiel

9 Teile Resorein-Formaldehydharz (mit einem Molverhältnia von 1 Teil Resorcin zu 1,1 Teilen Formaldehyd), welche in 5 Teilen einer 0,25£-lgen wässrigen Lösung von Natriumhydroxyd gelöst waren, wurden mit 9I Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granulierten Ammoniumnitrate gemischt und 72 Std. long In einer

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Dicke von 6,35 nun auf einen Tablett In einen Raum von ungefähr 20⁰C ausgebreitet. Der Kuchen wurde gebrochen« Indem er durch ein Sieb der Maschenweite 2,82 no getrieben wurde, und 2 1/2 Ctd. lang In einem Strom helsser Luft von 100°C getrocknet, wie es In Beispiel 1 beschrieben 1st« Das Produkt wird· durch ein Sieb der Maschenweite 2,82 am getrieben. Die Dicht· betrug bei 1,75 at. 0,95 g/onP. Die Korngröese war so, dass 90% durch ein Sieb der Maeohenweite 2,06 am hindurchgingen, 47* " .. " " " ⁿ 1,003 n» " 20% ·»»« « 0,500 ran "

Der Feuchtigkeitsgehalt, die Empfindlichkeit gegenüber Reibung und Schlag, die zur Initiierung In einer offenen patronenförmigen Ladung von 63,5 ran Durchmesser benötigte Meng· Initialsprengstoff und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation waren denen des Produktes von Beispiel 1 Mmlich. Die Sprengkraft betrug 80% von Sprenggelatine.

Beispiel 6

7#7 Teile eines ammoniakkondensierten Kresol-Fonoaldehydharzes (mit einem Molverhältnis von 1 Teil Kresol zu 1,32 Teilen Formaldehyd), welche in 9*1 Teilen technischem Alkohol gelöst uaren, wurden mit 92,3 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granuliertcn Ar-snoniuznnltrats gemischt, und das Gemisch wurde

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2 3/b Std. lang in einem luftstrom von 1OO°C getrocknet· Das Produkt wurde durch ein Sieb der Maschenweite 2,82 mn getrieben. Die Dichte bei 1,75 at. betrug 0,9 g/cnr. Die Korn grösse war so, daso

$ durch ein Sieb der Haschenweite 2,06 am hindurchgingen, " η η « « 1,005 mm " « « « η μ 0,500 cm "

Oer Feuchtigkeitsgehalt, die Empfindlichkeit gegenüber Reibung und Schlag und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation vraren denen der Produkte von Beispiel 1 Shnlich. Sine offene patronenfttnaige Ladung mit eine» Durchmesser von 63,5 ram konnte durch eine Zündkapsel mit einer Grund ladung von 0,24 g Pentaerythrlttotranitrat oder durch eine JKlndkapsel, welche 2,00 g eines eo^O-Cuecksilberfulminat-Kaliuacnloratgenilschee enthielt, initiiert werden.

Beispiel 7

3,5 Teile des in Beispiel 6 verwendeten Harzes, welche In 10 feilen technischem Alkohol gelöst waren, wurden mit 83 Teilen Ammoniumnitrat und 9,25 Teilen eines feinkörnigen Kaliumnitrats gemischt und wie in Beispiel 6 getrocknet. Das Produkt wurde durch ein Sieb der R-schenweite 2,82 im getrieben. Die Dichte bei 1,75 at. betr-As 0,83 g/enr*. Der Feuchtigkeitsgehalt, die

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tSmpfindlichkeit .;?senUbar Reibung und Schlag, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation und die Siebenalyse waren denen des Produktes von Beispiel 6 ähnlich. Eine offene patrolenförmige Ladung alt einem Durchmesser von 6j$,5 ram konnte mit iiner Zündkapsel initiiert werden, welche 0,40 g eines 90/10-QuecksllberjHilmlnat-Kalluachloratgemisches enthielt. Die Sprengkraft betrug 77% von Sprenggelatine.

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3 Teile dee in Beispiel 6 verwendeten Harzes, welche in 9,5 Teilen technische» Alkohol gelöst waren, wurden mit 87,7 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granulierten Aamoniumnitrats und U, 6 Teilen eines feinkörnigen Matriunmiträte gemischt. Das Gemisch wurde wie in Beispiel 6 getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt, die Siebanalyse, die Empfindlichkeit gegenüber Reibung und Schlag und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation weron denen des Produktes von Beispiel 6 ähnlich. Die Spreng-

kraft betrug 7B% von Sprenggelatine und eine offene Ladung von 63,5 na Durchmesser konnte mit einer Zündkapsel zur Detonation initiiert worden, welche 1,5 g eines 80/20-Quecksilberfulminat-Kaliumchlorafcgeeisches enthielten.

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Beispiel 9

Ij5,4 Teile eines Meiamin/Fornaldehydharzes (mit einem Mol verhältnis von 1 Teil Melamin i.u 4,5 Formaldehyd), welche in Teilen eines SO^igen wässrigen Alkohols gelöst waren, wurden mit 86,6 feilen öes in Beispiel 1 verwendeten granulierten Ammoniumnitrate gemischt. Das Qealsch wurde 4 Std. lang bei 9O°C getrocknet.« nie es in Beispiel 1 beschrieben 1st. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produktes betrug 1,2£. Das Produkt wurde durch ein Sieb der ftasehenweite 2,82 mm getrieben und hatte bei 1,75 eine Scbnifctdiohte von Ο,79Α^η<3 eine Korngrösse, so dass

durch ein Sieb der K&ochenweite 2,06 mm hindurchgingen, " " " " - ■ · l,00> mm " , " " " " " 0,500 mm "

Eine offene patr>onenfurBico Ladung des Produktes mit einem Durcnottssnr von 63,5 as kotinte durch eine Zündkapsel initiiert werden, welche eine OrundluSung von 0,80 g Pentaerythrit^- tranitrat enthielt. Die Foin-.pflanxungsgcschwindigkelt der Detonation* die Sprengkraft*, und die Empfindlichkeit gegenüber Schlag und Reibung: waren denen dee Produktes von Beispiel 1 ähnlich.

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Beispiel 10

4,7 Teile eines Phenol/Formaldehydharzes (alt einem Molverhältnis von 1 Teil Phenol zu 1,4 Teilen Fornaldehyd), welche in 2,7 Teilen einer 1,5#igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid gelöst waren, wurden zu 86,1 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granulierten Ammoniumnitrate und 9,2 Teilen granulierten Aluminium gegeben. Das Gemisch wurde 4 Std. lang bei 90⁰C getrocknet, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Das Produkt hatte einen 'feuchtigkeitsgehalt von 0,4£. Das Produkt wurde durch ein Sieb der Haschenweite 2,82 mn getrieben und hatte, bei 1,75 at, eine Schüttdichte von 1,1 und eine Korngrösse, so dass

98£ durch ein Sieb der Maschenweite 2,06 sa hindurchgingen, 64* ·"«» » 1,003 a» " · " ^{H n} 0,500 a»

Eine offene patron^nförmige Ladung des Produktes mit einen Durchnesaer von 63,5 mm konnte mit einer Zündkapsel initiiert werden, welche 0,65 g eines So^O-QueckailberfulRlnat/Kallumchloratgeaisches enthielt. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Detonation betrug 2200 n/sec und die Sprengkraft 87Jß von Sprenggelatine. Die Empfindlichkeit gegenüber Reibung war die gleiche vie In Beispiel 1, aber das Produkt Karde durch den in Beispiel 1 bnEihriebenen Schlag aus einer Höhe von ISO csi initiiert.

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Beispiel Xλ

8,6 Teile eines Phenol/Porraaldehydharzea (mit einem Holverhältnis von 1 Teil Phenol zu 2,2 Teilen Formaldehyd), welche in 8,8 Teilen einer 1, tilgen wässrigen Lösung von Natriuiohydroxyd gelöst waren, wurden zu 91,4 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten granulierten Amraoniumnitrates gegeben. Das Gemisch wurde 4 Std. lang bei 90°C getrocknet, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produktes betrug 0,4£. Der Kuchen wurde gebrochen, indem er durch ein Sieb der Maschen* weite 2,82 mm getrieben wurde. Die Schüttdichte betrug bei 1,75 &t 0,75 und die Korngröase war eo, dass

durch ein Sieb der Haschenweite 2,06 im hindurchgingen, ⁿ " " " " l,00> on '' " , " " " · ' " 0,500 on ^M

Eine offene patronenföraige Ladung mit eines Durchmesser von 6^,5 mm konnte durch eine Zündkapsel zur Detonation initiiert werden, welche 0,65 g eines 80/20-Quecksilberfulalnat/ICaliumllorat Zündsatzes enthielt. Die Empfindlichkeit gegenüber Schlag und Reibung war der von Beispiel 10 ähnlich.

Patentansprüche: - 17 -

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Claims (1)

1. -1'4'4688O

   - 17 -Patentansprüche :

   1. Sprengstoff, gekennzeichnet durch den Gehalt von Ammoniumnitrat und einer sensibilislerenden Menge eines festen heissfixierbaren Aldehydharzes.

   2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dass der Harzanteil wenigstens 5,5 Oew. -Jf des Anmonlumltrats ausmacht.

   5· Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass«das Aldehydharz ein solches ist, das durch Kondensation von Formaldehyd alt Harnstoff» Helaein oder Phenol erhalten wird.

   4. Verfahren zur Herstellung eines Sprengstoffes nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Aanonluaultratgranallen alt einer Lösung behandelt werden, die aus einer zur äensloillslerung der Aaraonluanltratgranallen ausreichenden Menge Aldehydharz besteht, welche in einer Lusungsmittelmengc gelöst ist, die zur Auflösung der ABMonliwnltratgranalien unzureichend 1st, und dass weiterhin das LSsungsalttel abgedßiapft wird.

   \ ^{BAD 0}^GINAL - 18 -

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   5* Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösung eine alkaliscke Lösung des Aldehydharzes verwendet wird.

   6. Verfahren nach eines der Ansprüche A oder 5# dadurch gekennzeichnet, dass eine Löeungsmlttelcienge verwendet wird, die weniger als XO ßevr.-j£ des AsssoEiiumniträte ausmacht«

   7« Verfahren nach eine» der Ansprüche K bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entfernung des Lösungsmittels die Granalien auf oberhalb 70°C erhitzt werden.

   PATENTANWÄLTE DIL-INS. H. Π NCKP Γ "¹IMH--

   909809/0126 . ..bad original