DE1646283A1 - Sprengstofformkoerper mit waehlbarer definierter Detonationsgeschwindigkeit - Google Patents

Description

Sprengstofformkörper mit wählbarer definierter Detonat i onsg e s chwindigkei t

Die Erfindung betrifft homogene Sprengstoffkörper beliebiger Form, bei denen sich die Detonationsgeschwindig-■ keit wählbar auf Werte zwischen 15OÖ m/s und der maxi- " malen Detonationsgeschwindigkeit des betreffenden Sprengstoffes einstellen läßt. Die Erfindung betrifft weiterhin insbesondere ein Verfahren zur Herstellung solcher Sprengstoff körper. .-."■· *

Es ist bekannt, die Detonationsgeschwinäigkeitvon Sprengstoffen durch Zusatz inerter Stoffe zu verringern. Dieses Verfahren läßt sich nur begrenzt anwenden, da die Sensibilität durch größere Zusätze von Inertstoffen so stark verringert wird, daß die Sprengstoffe nicht mehr detonafclonsfähig sind. Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Detonationsgeschwindigkeit ist die Herabsetzung der

•£Ue UntörSagen <A>t. 7 g 1 Abs. 2 Nr.t Satz3 des ÄnderunfliBefcv.4.£

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Dichte der Sprengstoffkörper durch Lufteinschlüsse. Dieses -.■ erfolgt ""ζ. B. beim Verpressender Sprengstoffe mit ver- " * schiedenem Preßdruck. Hierbei erreicht man zwar eine Ver- ringerung der Dichte, gleichzeitig findet aber auch eine Abnahme der mechanischen Festigkeit statt,"so daß die Dichte ' auf diese Weise nur bis zu einem bestimmten Grenzwert vermindert werden kann. Dies stellt ebenfalls einen ziemlichen Nachteil dar.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines · Sprengstofformkörpers mit verringerter Dichte und damit verringerter Detonationsgeschwindigkeit, der trotzdem über die erforderliche mechanische Festigkeit verfügt'. Erreicht wird dies durch Verwendung von lufthaltigen, porösen oder voluminösen Stoffen bei der Herstellung der Sprengstofformkörper.

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Die Erfindung betrifft daher einen Sprengstofformkörper mit wählbarer definierter Detonationsgeschwindigkeit, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er lufthaltige, poröse oder voluminöse Stoffe enthält. Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Sprengstofform- körpern hoher Festigkeit mit wählbarer definierter Detonationsgeschwindigkeit, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man Sprengstoffe unter Zusatz von lufthaltlgen, porösen oder voluminösen Stoffen durch Sintern oder durch Zusatz von Bindemitteln verfestigt.

Die erfindungsgemäßen Formkörper lassen sich mit der erforderlichen Festigkeit und Homogenität ohne die Gefahr einer Entmischung herstellen, wenn man die homogene Mischung der Bestandteile bis nahe an den Schmelzpunkt des Sprengstoffanteiles erwärmt. Bei nicht sinterbaren Sprengstoffen

J)O oder bei zu hoch liegender Sinter tempera tür kann man durch Zusatz einer sinterfähigen Substanz, die auch Sprengstoffcharakter haben kann, eine geeignete Sintertemperatur wählen*

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Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Formkörpern gemäß der Erfindung "besteht darin, daß anstelle des Sinter- Verfahrens ein Zusatz von härtbaren Kunststoffen oder'Klebemitteln erfolgt.

Die Dichte der erfindungsgemäßen Pormkorper läßt sich wie folgt variieren: _: ·

1. durch die zugesetzte Menge an lufthaltigen, porösen oder voluminösen Stoffen,

2. durch 'den Arbeitsdruck und

5. im Falle des Sinterns zusätzlich durch die

Höhe der Temperatur und durch die Dauer·des Erwärmens ^;

Die Herstellung der Formkörper erfolgt beispielsweise in ■der Weise, daß man die lufthaltigen, porösen oder volumin-

-15 ösen Substanzen, das Bindemittel -und den feinpulverisierten Sprengstoff homogen mischt, wobei es zweckmäßig ist, daß die Korngröße des Sprengstoffes der Korngröße der anderen Bestandteile angeglichen ist, da sonst die Gefahr • einer Entmischung besteht. Das Gemisch wird dann in eine Form gefüllt, die mit einem Stempel geschlossen und belastet wird» Der Druck liegt vorzugsweise zwischen 0,1 bis

2
1 kp/cm , kann aber auch geringer oder höher sein. Um Körper gleichen Volumens und damit gleicher Dichte zu er- | zielen, kann die Bewegung des Druckstempels bei gleicher Mengeneinwaage begrenzt werden»

Beim iiSint erverfahren, bei dem sich der Zusatz des Bindemittels erübrigen kann, wenn der Sprengstoff selbst die Rolle des Bindemittels übernimmt, werden diegefüllten Formen auf eine Temperatur gebracht, die nahe unter der Schmelztemperatur des Sprengstoffes liegt, wenn dieser die Rolle des Bindemittels selbst übernimmt« Die Sintertemperatur ist hierbei von der Reinheit der verwendeten schmelzbaren Sprengstoffkomponente bzw-., dem Schmelzpunkt des Eutektikums bei Anwendung von Stoffgemisehen abhängig.

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Die Sintertemperatur kann aber auch über den Schmelzpunkt erhöht werden, wenn der Anteil der schmelzenden Komponente (schmelzbares Substanzgemisch oder Sprengstoff) so gering ist, daß eine Entmischung nicht stattfindet. Als sinternder,Sprengstoff kommt in erster Linie Trinitrotoluol (TNT) infrage. Außerdem können aber auch· solche Sprengstoffe oder Sprengstoffgemische Verwendung finden, die bei ihrer Schmelztemperatur noch genügend stabil sind und nicht zu Ausseigerungen neigen. Der Druck beim Sintern beträgt

vorzugsweise 0,1 bis 1 kp/cm ,.kann aber auch.geringer oder höher sein. Nach dem Abbinden bzw. Abkühlen beim. Sintern werden die Körper, die bis dahin unter Druck standen, aus der Form genommen. ■

Zu den erfindungsgemäß verwendeten Sprengstoffen gehören ■ beispielsweise:

a) aromatische Nitrokörper, z. B. Trinitrobenzol, Trinitrotoluol, Trinitroanisol, Trinitrokresol, Trinitrophenol (Pikrinsäure), Trinitrophenetol, Trinitroresorcin· /'Trinitromethylanilin, Trinitrophloroglucin, Hexanitrodiphenyla-' min, (Hexyl) Hexanitrodiphenyl, Hexanitrodiphenylsulfid, Hexanitrodiphenylsulfon, Hexanitroazobenzol

b) Nitramine, z. B. Cyelo-trimethylentrinitramin (Hexogen), Trinitrophenylmethylnitramin (Tetryl), Cyclo-tetramethylentetranitramin(oktogen), A'thylendinitramin

25 c) Nitrosamine, z. B. Cyclotrimethylentrinitrosamin

d) Salpetersäureester, z. B. Pentaerythrittetränitrat

e) Ammonsalpeter im Gemisch mit einer verbrennbaren Substanz ·

Unter lufthaltigen Stoffen sind solche zu verstehen, die aus einzelnen mit Gasen gefüllten Hohlkörpern bestehen, z. B. Microballons (Hohlkugeleheη aus Phenol- oder Harn-

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stoffharz), Schaumkunststoff mit geschlossenen Poren,

Poröse Stoffe sind solche Stoffe, die mit feinen Hohlräumen durchsetzt sind, deren Öffnungen zu der Oberfläche der Teilchen hin aber so klein sind, daß viskose Flüssigkeiten (2U.B. Kleber) nicht .nennenswert eindringen können. .

Voluminöse Stoffe sind Stoffe mit großer Oberfläche und geringem Schüttgewicht, z. B. Holzmehl und Korkmehl.

Unter Bindemittel versteht man; . . ·

a) In Wasser oder einem organischen Lösungsmittel ge- f löste Klebstoffe, bei.denen das Erhärten durch Verdampfen .des'Lösemittels erfolgt, ζ. B. Leim, Dextrin, , Pffllychlorbutadien, Polyvinylacetat und ähnliche Verbindungen.

b) anorganische Bindemittel, denen Wasser hinzugefügt wird und die infolge des Wasserzusatzes aushärten, z. B, Gips, Zement, Magnesiumzement, Mennige-Glycerin^ Kitt und ähnliche Mischungen. ..".."..-

Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen

Sprengstofformkörper besitzen eine so große Festigkeit, | daß sie nachträglich einer mechaaischen Bearbeitung unterzogen werden können.

Durch Kombination von Sprengstofformkörpern mit verschiedenen Detonationse-eschwindigkeiten lassen sich Systeme bilden, die bei ihrer Detonation eine Stoßwellenfront gewünschter Form ausbilden. ......

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung,,ohne' sie Jedoch einzuschränken. ■ · .

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Beispiel 1 bis 4 ■'.■■;■

Diese Beispiele zeigen die Herstellung der Sprengstoffformkörper mittels des vorstehend beschriebenen £>4nterverf ahrens,, wobei der Sprengstoff selbst die Aufgabe des Bindemittels übernimmt. Als Sprengstoff wird Trini-

^ trotöluol. eingesetzte Zur Herabsetzung der Dichte dienen aus Phenolharz bestehende Mikroballons mit einem Durchmesser von 0,005 bis 0,15 mm oder Korkmehl. Die Mengen, in denen die jeweiligen Komponenten gemischt vxerden, die .Herstellungsbedingungen sowie die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor:

. Beispiel

TNT, gemahlen (Geif.-iö)	100	89	73	90	s 7
Mikroballons (Gew. -%}	0	11	27		,3
Korkmehl (Gew,-^)				10
Dichte g/cnr	1,1	0,7^	0,3	0
Sinterdruck kp/cm	0,5	0,2	0,4	ο
Sintertemperatür 0G	79	79	79	80
Sinterzeit Std.	5	5	5	5
Detonationsgeschviindig-

keit-m/s 5700 3360 1500 2710

Beispiele 5 bis 7

20 Diese Beispiele zeigen ebenfalls die Herstellung der

Sprengstofformkörper anhand des Sinterverfahfens, allerdings dient der Sprengstoff selbst nicht als Bindemittel·;, sondern ein in geringen Mengen zusätzlich verwendeter Sprengstoff (TOTl. Zur Verminderung der Dichte vmrden die in den Beispielen 1 bis 4 verviendeten Mikroballons, Holz- bzw. Korlanehl zugesetzt. Die Mengen, in denen die jeweiligen Komponenten gemischt vjerden, die Herstellungsbedingungen soiiie die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor:

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Beispiel	5	85	b ...; ■	• 77	7	74
Ammonsalpeter (Gew. -#).	10	l4	13
TNT, gemahlen (Gew.-^)	5
Mikr oballons (Gew. -?°)		9
Holzmehl (Gew.-^)			13
Pflanzenmehl (Gew,-^)	0,8	0,85	1,1
Dichte g/cm-3	0,3	0,3	0,3
Sinter druck kp'/em	"80	80	80
O Sintertemperatür C	5	6	6
Sinterzeit Std. /""-.-

10 DetonationsgeschwjLndig-

keit m/s :'.'■■ Z- 2350 229O₁ 3670 |

Beispiele 8 bis 20

Die BeispieleB bis 10 sowie 14 bis 20 zeigen die Herstellung der■Sprengstofformkörper unter Verwendung eines ohne Erwärmen abbindenden Mittels. Zu diesen Mitteln gehören Klebestoffe der Handelsbezeichnungen"Araldit," "Adhesin", "Pattex" und "UHU" sowie Gips und Zement. In der folgenden Zusammenfassung werden diese Handelsbezeichnungen näher definierte

Die Beispiele 11 bis 13 zeigen die Herstellung der

. Sprengstofformkörper unter Anwenduri g des Sinterver- * fahrens, wobei als Bindemittel eine Inerte Verbindung ohne Sprengstoffcharakter fungiert.

Die in den Beispielen 8 bis 20 eingesetzten Mengen der jeweiligen Komponenten, die Herstellungsbedingungen sowie/die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor. Die eingesetzten Mikroball ons entsprechen den in den Beispielen .1 bis 4 verwendeten.

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Beispiele 8 9 10 11 12 13 l4 - 15 l6 17

Nitropenfea (Gew.-%) j6 ■

Mikroballons " 4

Centrälit I ."

Araldit ^H " 20 . '20 20

72	56	90	85	75	63,	2	56,	6	81	- .81
.8	24	5	10	15	3,	4	10		•10	10
		■ 5 .,	5	10 .

Adhesin^R , " 33,4 33,4

Pattex ⁿ · ... . ^y _Q

. . tJfflf , . ■ " . ' , ; ^:· . . ■ ;■ ■ , ' ■ ■' . ' ⁹ ■■ ■■ ,

S Q Dichte g/cm⁵ 0,87 0,78 0,58 0,62 0,51 0,48. 0,87 0,57 0,71 0,67 , _;...'..

O ^;Jg . Preßdruck kp/cm² 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,i 0,1 0,1' 0,1 ' ^

§ ω Sintertemperatur ⁰C ,86 86 86 . ..

ξ Ϊ ' Sinterzeit Std. , ' ■ , ■ . ' 5 5 5 '. , ' , ■ ■ ■ · ^: _: ^:,^: ......:' '.■■''

^ Detonationsgeschwindigr ■ · · . ,,

.P. keit m/s 4710 4280 3220 4l85 3370 3215 4730 3220 4226 4300

**· ■ .■.»■■ ■ ■ ■ ■ . ■ ■ ■.■■■. , , ■■....

Centrälit I= Diäthyldiphenylharnstoff · .

Araldit = Kunststoffkleber aus Äthoxylinharzen (kalthärtender Zweikomponenten-KunstostQff)

Adhesin = Polyyihy lace tat · ■ '"'"'

Pattex ■= Kontaktkleber aus Polychlorbutadien mit Zusätzen anHarzen, und org. LösungsrnitteXn ;

• = Alleskleber (Pölyvinylharz + Lösungsmittel)

■- -.; :-·... ^ ^:--v ■; '; ."■" ;■■ ." 1846283

Beispiele ■ ^: 18 19 . 20"

lfifcropenfca ; 60 65 -6Ö ,.

Mikroballons -20 15 20 Gips ■■"■■" .: \ '■.- -. ■■".■ ;20- : - ■ : 20
Zement ·; " ":..... ■■■■"-."" *." ^' ' 20

Wasserattisat^\atif 100 g-Mischung ■ ·

cm^ 60 6ö 60

Dichte &/ύϊϊ? 0,26 0,42 0,46

Preßilruek kp/cnr 0,1 0,1 .0,1 ^

m/s 2110 j44p 3610

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Claims (6)

Patentansprüche y :,

1. Verfahren zur Herstellung vj η Sprengstoff-FormfcÖrpern hoher Festigkeit mit wählbarer definierter Detonatlonsgesehwindlgkeltf, dadurch gekennzeichnet, daß man Sprengstoffe unter Zusatz iron lufthaltlgen, porösen oder voluminösen Stoffen durch Sintern

öder durch Zusatz -von Bindemitteln verfestigt.

2. Verfahren remäß Anspruch 1, dadurch gekennzeletinet, daß die Sp rengstoffkomponente selbst zum Sintern gebracht wird«

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß man als Bindemittel einen härtbaren Kunststoff verwendet.

4. Verfahren gemäß Anspruch !,dadurch gekennzeiehnet, daß man als Bindemittel einen Klebstoff verwendet.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein durch Zusatz von Viasser aushärtbares anorganisches Bindemittel Verwendet.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1 - 5» dadurch gekennzeichnet, daß man den Formkörper unter Anwendung eines variierbaren Druckes herstellt.

Unterlagen lArt. ? _o ] ^_ä.2 Nr. ι Satz3 desÄncIeruneaeee.v.4.; 109835/0304