DE1571227C - Verfahren zur Herstellung einer plasti sehen Sprengstoffmasse - Google Patents

Description

ist nicht kritisch; gute Massen können mit Teilchen erhalten werden, die zwar 1 Mikron groß sind oder deren Größe bis zu 1000 Mikron beträgt.

Die erfindungsgemäßen plastischen Sprengstoffmassen können durch Vermischen des in Partikelform vorliegenden Sprengstoffs mit feinverteiltem trockenem PTFA hergestellt werden, wobei eine »koagülierte Dispersion«, die durch Koagulierung und Trocknung einer flüssigen Dispersion von PTFÄ hergestellt.wird, ein besonders geeignetes Material ist. Jedoch werden bessere Massen erhalten, wenn das PTFÄ in Form einer feinen Dispersion in einem flüssigen Medium verwendet wird und die Flüssigkeit nach dem Vermischen entfernt wird. Die Teilchengröße des PTFÄ in der Dispersion liegt zwischen 0,1 und .5 πιμ. Wasser liefert im allgemeinen als flüssiges Medium zufriedenstellende Ergebnisse, obwohl es bei Verwendung bestimmter stark wasserlöslicher Sprengstoffmaterialien zweckmäßiger ist, ein organisches Lösungsmittel einzusetzen. Wäßrige Dispersionen können in vorteilhafter Weise ein Benetzungsmittel erhalten, beispielsweise Natriumlaurylsulfat oder ein Octylphenoläthylenoxidaddukt. Bei der Verwendung 'wäßriger Dispersionen von PTFÄ kann das PTFÄ an dem mit Wasser befeuchteten, in Päftikelform vorliegenden Sprengstoff durch Zugabe von Aceton zu der Mischung koaguliert werden, worauf die Masse von dem Aceton und Benetzungsmittel durch Abfiltrieren und Waschen mit Wasser befreit wild.

Bei einem anderen Herstellungsverfahren, welches wahlweise auf leicht schmelzbare Sprengstoffe, wie beispielsweise TNT, anwendbar ist, kann das PTFÄ in Form einer Dispersion in einem flüssigen Medium unter kräftigem Rühren mit dem .geschmolzenen Material vermischt werden, worauf die Mischung zur Verfestigung zu einer plastischen Masse, abgekühlt wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. In den Beispielen beziehen sich alle Teil- und Prozentangaben auf das. Gewicht.

Beispie 11

95 Teile PETN wurden mit .20 Teilen Wasser g6- .. mischt, worauf 8,3 Teile ..einer 60°/_oigen wäßrigen Dispersion von PTFÄ, Grad GPI, zugegeben wurden und die Mischung einige Minuten lang gerührt wurde. Die Mischung würde dann bei 7O⁰C 2 Stunden lang getrocknet. Das erhaltene Pulver (das 5 Gewichts- , Prozent PTFÄ enthielt) wurde unter leichter Verdichtung oder unter leichtem Einwalzen auf einem Brett mittels eines Rollholzes zu einer plastischen Masse verarbeitet. Der Abel-Wärmetest (77 ⁰C) des Plastischen PETN/PTFÄ-Sprengstoffproduktes ergab 40+ Minuten;

. Eine lOrg-Probe dieses plastischen Sprengstoffes würde zu einer Tablette mit einer Dichte von 1,7 g/ccm unter einem Druck von 1,80 t/cm² in einer Preßform ^mit einem Durchmesser von 19 mm verarbeitet.. ' .

Eine 3,2-mm-Schnur, die ungehindert mit einer Nr. 6-ASA-Sprengkapsel gezündet wurde, besaß eine Detonationsgeschwindigkeit von 3,7 km/Sek.

Eine Folie aus dem plastischen Sprengstoffprodukt mit einer Dicke von ungefähr 3,2 mm, einer Breite von 19 mm und einer Länge von 254 mm besaß nach der 6g ungehinderten Zündung mittels einer Nr. 6-ASA-Zündkapsel eine Detonationsgeschwindigkeit von 4,8 km/Sek.

Beispiel 2

99 Teile PETN, die mit 20 Teilen Wasser benetzt waren, wurden mit 1,7 Teilen einer 60%'gen wäßrigen Dispersion von PTFÄ,. so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, vermischt, worauf die Mischung einige Minuten lang gerührt wurde. 20 Teile Aceton wurden zugegeben, worauf die, Mischung 5 Minuten lang gerührt und dann auf ein Filter aufgegeben und mit warmem Wasser bei .70⁰C gewaschen, wurde. Die erhaltene teigähnliche Mischung wurde 2 Stunden lang bei 70⁰C getrocknet und zu einer 3,2 mm dicken Folie ausgewalzt. Ein 3,2 mm breiter und 254 mm langer Streifen aus dieser Folie besaß bei der ungehinderten Zündung mit einer Nr. 6-ASA-Zündkapsel eine Detonationsgeschwindigkeit von 3,7 km/Sek.

B e i s ρ i e 1 e 3 bis 7

In diesen Beispielen wurden 100 Teile einer Mischung aus PETN und Natriumchlorid, die mit 1.0 Teilen Wasser befeuchtet war, mit 8,3 Teilen einer 60°/₀igen wäßrigen Dispersion von PTFÄ, so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, vermischt, worauf die Mischung 5 Minuten lang gerührt und dann 2 Stunden lang bei 70⁰C getrocknet wurde. Bei dem Walzen auf einem Brett wurde eine zähe, biegsame Folie gebildet. . , _:

.In den Beispielen wurden verschiedene Mengen Natriumchlorid, verwendet, wobei, die Detonationsgeschwindigkeiten von 19 mm breiten, 3,2 mni dicken und 254 mm langen Stücken aus dem plastischen Sprengstoffprodukt gemessen wurden. Die Zündung erfolgte mittels einer Nr. 6-ASA-Zündkapsel. In der folgenden Tabelle sind die Zusammensetzungen und die Detoriatiorisgeschwindigkeiten zusammengestellt:

■ Tabelle 1 ' .

Beispiel	Mischung	Detonations geschwindigkeit '. ■ (km/Sek.)
3	90TeHePETN 10 Teile NaCl 5 Teile PTFÄ	4,9
4	80 Teile PETN 20TeUeNaCl ·.. . 5 Teile PTFÄ	4A/ . "■;
5	70 Teile PETN . 30 Teile NaCl 5 Teile PTFÄ	4,6
6 -	60 Teile PETN ■ 40TeUeNaCl, •5 Teile PTFÄ	• :V.i. .2,9 ■.·...·; . :·.'■■.'. ·■ ■ . ■·· "1
7 V '	50 Teile PETN 50 Teile NaCl 5 Teile PTFÄ	::: , # .·■■■■ :■::' '. f.. *; ■■■ ■ · ■ ■ ■ .*>

Beispiel 8

97 Teile Cyclotrimethylentrinitramin (RDX), die mit 15 Teilen Wasser benetzt worden waren, wurden mit 5 Teilen einer 60%igen wäßrigen Dispersion von PTFÄ, so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, vermischt, worauf die Mischung einige Minuten lang gerührt wurde. Nach 2stündigem Trocknen bei 70⁰C

besaß das RDX/PTFÄ-Produkt einen Abel-Wärmetest (77°C) von 40+ Minuten.

Das Produkt ließ sich sehr leicht unter geringer Verdichtung zu einer plastischen Masse verarbeiten. Eine unter einem Druck von 0,31 t/cm² geformte Ladung mit einem Gewicht von 99,2 g ergab bei der Detonation eine Vertiefung von 114 mm in Flußstahl.

B e i s ρ i e 1 9

95 Teile eines bei 90⁰C geschmolzenen TNT wurden kräftig gerührt, worauf 8,3 Teile einer wäßrigen Dispersion von PTFA, so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, zugegeben wurden und das Rühren noch eine kurze Zeit lang so lange fortgesetzt wurde, bis sich die Feuchtigkeit verflüchtigt hatte. Die geschmolzene Mischung wurde dann unter Bildung eines plastischen Materials abgekühlt, welches durch Walzen auf einem Brett zu einer Folie verformt wurde.

Beispiel 10

95 Teile PETN wurden 15 Minuten lang mit 5 Teilen trockenem PTFÄ (koagulierte Dispersion) vermischt. Das erhaltene Pulver wurde dann durch Walzen auf einem Holzbrett mit einer Holzwalze verdichtet, wobei eine ziemlich feste Plastikfolie erhalten wurde. Der Abel-Wärmetest (77°C) des Produktes ergab 40+ Minuten; wurde ein Teil dieser 3,2 mm dicken, 19 mm breiten und 254 mm langen Folie mittels einer Nr. 6-ASA-Zündkapsel zur Detonation gebracht, so pflanzte sie sich mit einer Geschwindigkeit von 4,6 km/Sek. fort.

pflanzte sich bei der Zündung zur Detonation mittels einer Nr. 6-ASA-Sprengkapsel mit 5,4 km/Sek. fort.

Ein weiterer plastischer:' Sprengstoff der gleichen Zusammensetzung, mit der Ausnahme, daß der PTFÄ-Gehalt der Mischung auf 10 Gewichtsprozent erhöht wurde, wurde hergestellt und auf ähnliche Weise zu einer Folie verformt, die in Streifen geschnitten wurde, welche eine Detonationsgeschwindigkeit von 4,5 km/Sek. besaßen.

Streifen der gleichen Größe und mit ähnlicher Zusammensetzung, in die jedoch Natriumchlorid eingearbeitet wurde, wurden auf die gleiche Weise hergestellt, worauf ihre Detonationsgeschwindigkeit gemessen wurde. Die folgenden Ergebnisse zeigen die Wirkung von PTFÄ und Natriumchlorid auf die Detonationsgeschwindigkeit.

Tabelle 2

Zusammensetzung der Folie aeile)	Detonations geschwindigkeit (km/Sek.)
95/5 Pentolit/PTFÄ 95/5/5 Pentolit/NaCl/PTFÄ 90/10/5 Pentolit/NaCl/PTFÄ 80/20/5 Pentolit/NaCl/PTFÄ	5,4 5,2 4500 keine Fortpflanzung

Bei spiel 11

95 Teile Schwarzpulver wurden mit 10 Teilen Wasser vermischt, worauf 8,3 Teile einer 60%igen wäßrigen Dispersion von PTFÄ, so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, zugegeben wurden und die Mischung einige Minuten lang gerührt wurde. Nach dem Trocknen wurde die Mischung zu einer Folie ausgewalzt. Aus dieser Folie wurden Streifen geschnitten und zur Bildung der Seele einer Sicherheitszündschnur verwendet, die mit einer Geschwindigkeit von 0,45 m pro Minute abbrannte. Ein Teil der Folie wurde zur Erzeugung eines körnigen Pulvers mit einheitlicher Teilchengröße, welches durch Vermischen mit Graphit in einer Trommel zur Verbesserung seiner Fließeigenschaften geglättet wurde, zerstückelt. Das erhaltene Material war ein zufriedenstellendes Sprengpulver.

B e i s ρ i e 1 12

95 Teile eines feinpulverisierten Pentolits (50/50 PETN/TNT) wurden mit 15 Teilen Wasser benetzt, worauf 8,3 Teile einer 60°/₀igen wäßrigen Dispersion von PTFÄ zugegeben wurden. Die Mischung wurde einige Minuten lang gerührt und getrocknet, wobei eine Mischung anfiel, bei deren Wärmetest mit 40 Minuten ermittelt wurde. Die Mischung wurde auf einem Brett zu einer zähen plastischen Folie ausgewalzt. Ein Streifen mit einer Länge von 254 mm, einer Dicke von 3,2 mm und einer Breite von 25,4 mm B ei spi el 13

80 Teile Kaliumperchlorat wurden mit 33 Teilen einer 60%igen wäßrigen Dispersion von PTFÄ, so wie sie im Beispiel 1 verwendet wurde, 10 Minuten lang vermischt. Die Mischung wurde getrocknet und unter Bildung eines plastischen Treibansatzes verpreßt, der eine Brenngeschwindigkeit von 2,5 mm/Sek. bei 70,3 kg/cm² besaß.

Beispiel 14

95 Teile einer Ammoniumnitrat/TNT-Sprengstoffmischung wurden mit 5 Teilen trockenem PTFÄ -(koagulierte Dispersion) 15 Minuten lang vermischt, worauf die Mischung auf einem Brett zu Folien ausgewalzt wurde. Aus dieser Folie wurden Streifen mit einer Breite von 25,4 mm und einer Länge von 254 mm und verschiedenen Stärken hergestellt, und die Detonationsgeschwindigkeit nach der Zündung mit einer Nr. 8-Sternzündkapsel wurde gemessen. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten.

Tabelle 3

Foliendicke	Detonations geschwindigkeit (km/Sek.)
3,2 mm 6,3 mm 12,7 mm 19,0 mm 25.4 mm	keine Fortpflanzung 3,0 3,4 4,1 4,3

Claims (2)

möglich ist, plastische Sprengstoffmassen herzustellen, Patentansprüche: bei denen die Teilchen unvollständig mit PTFÄ bedeckt sind, sollte die verwendete PTFÄ-Menge und

1. Verfahren zur Herstellung einer plastischen der Vermischungsgrad dazu ausreichen, eine voll-Sprengstoffmasse aus 60 bis 99% kristallinen 5 ständige Bedeckung der Oberfläche der Teilchen zu Sprengstoffen und 1 bis 5 % Polytetrafiuoräthylen, bewirken. Im allgemeinen steigt der Bindungsgrad dadurch gekennzeichnet, daß der kri- der plastischen Masse mit steigendem PTFÄ-Gehalt stalline Sprengstoff mit Polytetrafiuoräthylen einer bis zu PTFÄ-Gehalten von ungefähr 30 Gewichts-Teilchengröße von 0,1 bis 5 ηιμ. überzogen und prozent. PTFÄ-Gehalte im Bereich von 1 bis 5 Gedie Mischung zu einer zusammenhängenden pla- io wichtsprozent sind gewöhnlich zur Herstellung von stischen Masse verdichtet wird. Massen ausreichend, die in plastischem Zustand unter

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sehr leichtem Druck verformt werden können,
zeichnet, daß ein leicht schmelzbarer Sprengstoff In dieser Form können die Massen durch eine Düse in geschmolzenem Zustand mit in einem flüssigen zu einer Schnur oder Stange extrudiert werden; sie Medium dispergieren Polytetrafluorethylen, ver- 15 können auch durch Walzen oder Preßverformen in mischt wird, worauf die Mischung zur Verfestigung die Form einer biegsamen Folie gebracht werden, zu einer plastischen Masse abgekühlt wird. Bei starker Verdichtung verlieren die Massen im

■..·..; wesentlichen ihre Plastizität und werden hart, steif

und fest.

20 Man nimmt an, daß die plastifizierende und bindende Wirkung des PTFÄ von der Kohäsion der PTFÄ-Überzugsschichten herrührt, die infolge des

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen ihnen an-

einer plastischen Sprengstoffmasse aus 60 bis 99 % einander vorbeigleiten können, wenn die Masse einem

kristallinen Sprengstoffen und 1 bis 5°/o Polytetra- 25 Druck ausgesetzt wird. Die Verwendung von PTFÄ

fluoräthylen (PTFÄ). als Bindemittel in diesen Sprengstoffen ermöglicht

Im allgemeinen werden zum Weichmachen von die Herstellung von plastischen Sprengstoffen, die Sprengstoffen als Bindemittel viskose, gewöhnlich eine höhere Sprengkraft als die bisher zur Verfügung ölartige Flüssigkeiten verwendet, die dazu neigen, stehenden plastischen Sprengstoffe besitzen, und zwar klebrige Produkte zu ergeben, unter Druck aus- 30 wegen der relativ geringen erforderlichen Menge an zuschwitzen oder zu wandern, wenn sich die Masse Bindemittel. PTFÄ, welches chemisch und thermisch in Berührung mit absorbierenden Materialien be- stabil ist, beeinflußt nicht die Stabilität der Sprengfindet. Gewöhnlich besteht das flüssige Bindemittel stoffe.

aus einer empfindlichen explosiven Flüssigkeit, wie Die erfindungsgemäß hergestellten Massen können

beispielsweise Nitroglycerin. 35 in vorteilhafter Weise zu geformten Ansätzen oder

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der zu plastischen Sprengstoffolien verformt werden, die

Schaffung einer nicht klebrigen plastifizierten Spreng- besonders für Metallverformungsverfahren geeignet

Stoffmasse, die kein flüssiges Bindemittel enthält. sind. Sie können ferner als Sprengkapseln, Zwischen-

In der französischen Patentschrift 1 389 200 ist zünder und Treibladungen verwendet werden,
bereits eine plastische Sprengstoffzusammensetzung 40 Andere üblicherweise in Partikelform vorliegende beschrieben, welche aus, einem feinkörnigen, hoch- . Sprengstoffe, die in den erfindungsgemäßen plastischen explosiven Sprengstoff und einer visco-elastischen Massen verwendet werden können, sind Cyclotri-Bindermasse besteht und die außerdem noch Poly- methylentrinitramin (RDX), Schwarzpulver, Trinitrotetrafluoräthylen enthält. Das eigentliche Bindemittel toluol (TNT), Gemisch aus Pentaerytrittetranitrat besteht hierbei aus Polyisobutylen, das mit einem 45 (PETN) und TNT (Pehtolit), Trinitrophenylmethyl-Ester einer zweibasischen Säure plastifiziert ist. Das niträmin (Tetryl), Styphninsäure sowie Sprengstoffzugesetzte Polytetrafluoräthylen wirkt als solches mischungen, die Chlorate, Perchlorate und Nitrate nicht als Bindemittel, sondern dient lediglich dazu, von Natrium, Kalium, Calcium oder Ammoniak die Oberflächenklebrigkeit des Sprengstoffes zu ver- enthalten. Ein pulverisierter TNT/Ammoniumnitrathindern und die mechanischen und Biegeeigenschaften 50 Sprengstoff kann beispielsweise mit PTFÄ unter der aus dem Sprengstoff hergestellten Formstücke Bildung eines plastischen Sprengstoffs vermischt zu verbessern. . werden, der zu einer Folie verformt und für Metall-

Die deutsche Auslegeschrift 1185 686 bezieht sich verformungsverfahren verwendet werden kann: Cyclo-

auf eine pyrotechnische Zusammensetzung bzw.. auf. . .trimethylentrjnitramin kann mit PTFÄ unter Bildung

einen Brückend!äht-Explösiönszünder, wobei der 55 einer plastischen Masse plastifiziert werden,-'die für

Sprengstoff flockig und locker sein soll und, um verformte Ansätze den' mit Wachs plastifizierten

dies zu erreichen, der Sprengstoff masse auch noch Massen, die normalerweise; verwendet werden, über-

Polytetrafluoräthylenpulver zugesetzt ist, und zwar legen ist. Die Detonationsgeschwindigkeit derartiger

in einer Korngröße von 20 bis 50 ηιμ. plastischer Sprengstoffmassen kann durch Änderung

Demgegenüber betrifft die Erfindung die Herstellung 60 der Dichte oder durch die Einmengung nichtexplo-

einer plastischen Sprengstoffmasse aus 60 bis 99 % siver, in Teilchenform vorliegender fester Teilchen, wie

kristallinen Sprengstoffen und 1 bis 5% Polytetra- beispielsweise Natriumchlorid, oder im Falle von

fluoräthylen, wobei das Neue der Erfindung darin Foliensprengstoffen durch Änderung der Foliendicke

besteht, daß der kristalline Sprengstoff mit Polytetra- variiert werden. Die Sprengkraft von Folienspreng-

fluoräthylen einer Teilchengröße von 0,1 bis 5 ηιμ. 65 stoffen kann durch Einarbeitung eines faserigen

überzogen und die Mischung zu einer zusammen- Materials, wie beispielsweise Cellulose, erhöht werden,

hängenden plastischen Masse verdichtet wird. Die durchschnittliche Teilchengröße der in Partikel-

Obwohl es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren form vorliegenden Sprengstoffbestandteile der Masse