DE1646283B2

DE1646283B2 - Verfahren zur herstellung von sprengstofformkoerpern hoher festigkeit mit waehlbarer definierter detonationsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE1646283B2
Application number: DE19671646283
Authority: DE
Inventors: Adolf Dr 5090 Lever kusen Martin Gerhard Dr 5210 Trois dorf Klunsch Maximilian Dr 5670 Opladen Berthmann
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1967-09-13
Filing date: 1967-09-13
Publication date: 1973-05-24
Also published as: DE1646283A1; LU56858A1; DE1646283C3; US3619306A; NO119717B; CA919435A; NL6813037A; BE720588A

Description

Zu den erfindungsgemäß verwendeten Sprengstoffen gehören beispielsweise:

a) aromatische Nitrokörper, z. B. Trinitrobenzol, Trinitrotoluol. Trinitroanisol, Trinitrokresol, Trinitropheno. (Pikrinsäure), Trinitrophenetol, Trinitroresorcin, Triiiitromethylanilin, Trinitrophloroglucin, Hexanitrodiphenylamin, (Hexyl) Hexanitrodiphenyl, Hexanitrodiphenylsulfid, Hexanitrodiphenylsulfon, Hexanitroazobenzol;

b) Nitramine, z. B. Cyclo-trimethylentrinitramin (Hexogen), Trinitrophenylmethylnitramin (Tetryi), _Cyclo-tetramethylentetranitramin (Oktogen), Äthylendinitramin;

c) Nitrosamine, z. B. Cyclotrimethylentrinitrosamin; _t5

d) Salpetersäureester, z. B. Pentaerythrittetranitrat;

e) Ammonsalpeter im Gemisch mit einer verbrennharen Substanz.

Unter lufthaltigen Stoffen sind solche zu verstehen die aus einzelnen mit Gasen gefüllten Hohlkörpern besiehen, z. B. Microballons (Hohlküpelchen aus Phenoloder Harnstoffharz). 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 (z. B. Kleber) nich* nennenswert eindringen können.

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

	1	Beispiele	89	3	4

TNT, gemahlen	100		11	73	90
(Gewichtsprozent)
Mikroballons	0		27
(Gewichtsprozent)		0,74
Korkmehl		0,2		10
(Gewichtsprozent)	1,1	79	0,3	0,7
Dichte g/cm³	0,5	5	0,4	0,3
Sinterdruck kp/cm²	79		79	80
Sintertemperatur⁰ C	5		5	5
Sinterzeit Std.		3360
Detonations
geschwindigkeit	5700	1500	2710
m/s

Beispiele 5 bis 7

Diese Beispiele zeigen ebenfalls die Herstellung der Sprengstofformkörper an Hand des Sinterverfahrens, allerdings dient der Sprengstoff selbst nicht als Bindemittel, sondern ein ^n geringen Mengen zusätzlich verwendeter Sprengstoff (TNT). Zur Verminderung der Dichte wurden die in den Beispielen 1 bis 4 verwendeten Mikroballons_: Holz- bzw. Korkmehl zugesetzt. Die Mengen, in denen die jeweiligen Komponenten gemischt werden, die Herstellungsbedingungen sowie die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor:

Unter Bindemittel versteht man:

a) In Wasser oder einem organischen Lösungsmittel gelöste Klebstoffe, bei denen das Erhärten durch Verdampfen des Lösemittels erfolgt, z. B. Leim, Dextrin, Polychlorbutadien, 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 mechanischen Bearbeitung unterzogen werden können.

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

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch einzuschränken.

Beispiele 1 bis 4

Diese Beispiele zeigen die Herstellung der Sprengstofformkörper mittels des vorstehend beschriebenen Sinterverfahrens, wobei der Sprengstoff selbst die Aufgabe des Bindemittels übernimmt. Als Sprengstoff wird Trinitrotoluol eingesetzt. 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 werden, die Kerstellungsbedin^nngen sowie die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor:

35

40

Ammonsalpeter

(Gewichtsprozent)

TNT, gemahlen

(Gewichtsprozent)

Mikroballons

(Gewichtsprozent)

Holzmehl (Gewichtsprozent)
Pflanzenmehl

(Gewichtsprozent)

Dichte g/m³

Sinterdruck kp/cm²

Sintertemperatur⁰ C

Sinterzeit Std

Detonationsgeschwindigkeit

m/s

	Beispiele β I
85	77
10	14
5	9
0,8 0,3 80 5	0,85 0,3 80 6
2350	2290

3670

Beispiele 8 bis 20

Die Beispiele 8 bis 10 sowie 14 bis 20 zeigen die Herstellung der Sprengstofformkörper unter Verwendung eines ohne Erwärmen abbindenden Mittels, Zu diesen Mitteln gehören Klebestoffe der Handelsbezeichnungeii sAraldit«, »Adhesin«, »Pattex« und »UHU« sowie Gips und Zement. In der folgenden Zusammenfassung

werden diese Handelsbezeichnungen näher definiert.

Die Beispiele 11 bis 13 zeigen die Herstellung der

Sprengstofformkörper unter Anwendung des Sinterverfahrens, wobei als Bindemittel eine inerte Verbindung ohne Sprengstoffcharakter fungiert.

Die in den Beispielen 8 bis 20 eingesetzten Mengen der jeweiligen Komponenten, die Herstellungsbedin-

gungen sowie die Detonationsgeschwindigkeiten gehen aus der folgenden Zusammenfassung hervor. Die eingesetzten Mikroballons entsprechen den in den Beispielen L bis 4 verwendeten.

10

11

Beispiele 12 j 13 j 14 j

15

16

Nitropenta (Gewichtsprozent)
Mikroballoiis

(Gewichtsprozent)

Central'* I (Gewichtsprozent)
Araldii Gewichtsprozent)
Adhesin¹- (Gewichtsprozent)
Pattex^R (Gewichtsprüzent)
UHU^R (Gewichtsprozent)

Dichte g/cm³

Preßdruck kp/cm²

Sintertemperatur ⁰C

Sinterzeit Std

Detonationsgeschwindigkeit

m/s

0,87 0,1

4710

72

20

0,78 0,1 ι

'»280

56 24 20

0,58 0,1

3220

90

5 5

0,62 0,2 86 5

4185

0,51
0,2
86
5

3370 75

15
10

0,48
0,2
86
5

3215

63,2 3,4

33,4

0,87 0,1

56,6 10

33,4

0,57 0,1

81 10

0,71 0,1

81 10

4730 |J2:.O

Centralit I = Diäthyldiphenylharnstoff,

Araldit = Kunststoffkleber aus Athoxylinharzen (kalthärtender Zweikomponenten^:Kunststoff),

Adhesin = Polyvinylacetat,

Pattex = Kontaktkleber aus Polychlorbutadien mit Zusätzen an Harzen und organischen Lösungsmitteln,

UHU = Alleskleber (Polyvinylharz + Lösungsmittel).

4226

4300

18

Beispiele

I » I

Gewichtsprozent 20

Nitropenta

Mikroballons

Gips

Zement

Wasserzusatz auf 100-g-Mi-

schung cm³

Dichte g/cm³

Preßdruck kp/cm²

Detonationsgeschwindigkeit

m/s

60 20 20

60 0,36 0,1

2110 65
15
20

60
0,42
0,1

3440

60 20

20

60 0,46 0,1

3610

Claims

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von Sprengstofform- Patentansprüche: körpern hoher Festigkeit mit wählbarer definierter De tonationsgeschwindigkeit, das dadurch gekennzeichnet

1. Verfahren zur Herstellung von Sprengstoff- 5 ist, daß man Sprengstoffe unter Zusatz von lufthaltigen, Fornkörpem hoher Festigkeit mit wählbarer defi- porösen oder voluminösen Stoffen durch bmtern oder nierter Detonationsgeschwindigkeit, dadurch durch Zusatz von Bindemitteln verfestigt,
gekennzeichnet, daß man Sprengstoffe Die Formkörper lassen sich mit der erforderlichen unter Zusatz von lufthaltigen, porösen oder voJu- Festigkeit und Homogenität erfindungsgemaß ohne minösen Stoffen durch Sintern oder durch Zusatz io die Gefahr einer Entmischung herstellen wenn man von Bindemitteln verfestigt. die homogene Mischung der Bestandteile bis nahe an

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- den Schmelzpunkt des Sprengstoffanteiles erwärmt. Bei kennzeichnet, daß die Sprengstoffkomponente selbst nicht sinterbaren Sprengstoffen oder bei zu hoch hegenzum Sintern gebracht wird. der Sintertemperatur kann man durch Zusatz einer

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- ^s sinterfähigen Substanz, die auch Sprengstoffcharakter kennzeichnet, daß man als Bindemittet einen haben kann, eine geeignete Sintertemperatur wählen. härtbaren Kunststoff verwendet. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Fonv-

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- körpern gemäß der Erfindung besteht dann, dal3 an kennzeichnet, daß man als Bindemittel einen Kleb- Stelle des Sinterverfahrens ein Zusatz von härtbaren stoff verwendet. 20 Kunststoffen oder Klebemitteln erfolgt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- Die Dichte der erfindungsgemäßen Formkörper la ^rt kennzeichnet, daß man als Bindemittel ein durch sich wie folgt variieren:

Zusatz von Wasser aushärtbares anorganisches 1. durch die zugesetzte Menge an lufthaltigen, por -

Bindemittel verwendet. sen oder voluminösen Stoffen,

6. Verfahren _Semäß Anspruch 1 bis 5, dadurch 25 ₂ durch den Arbeitsdruck und

gekennzeichnet, daß man den Formkörper unter ' _{des a zusät}zlich du-ch die Höhe

Anwendung eines variierbaren Druckes herstellt. · _{def Temperatur und durch d}ie Dauer des Er-

wärmens.
30 Die Herstellung der Formkörper erfolgt beispieK-

weise in der Weise, daß man die lufthaltigen, porösen

oder voluminösen Substanzen, das Bindemittel und den feinpulverisierten Sprengstoff homogen mischt, 'Anbei es zweckmäßig ist, daß die Korngröße des Spreng-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 35 stoffes der Korngröße der anderen Bestandteile angehomogener Sprengstoffkörper mit hoher Festigkeit in glichen ist, da sonst die Gefahr einer Entmischung bebeliebiger Form, bei denen sich die Detonationsge- steht. Das Gemisch wird dann in eine Form gefüllt, die schwindigkeit wählbar auf Werte zwischen 150 m/s mit einem Stempel geschlossen und belastet wird. Der und der maximalen Detonationsgeschwindigkeit des Druck Hegt vorzugsweise zwischen 0,1 bis 1 kp/cm², betreffenden Sprengstoffes einstellen läßt. 40 kann aber auch geringer oder höher sein. Um Körper

Es ist bekannt, die Detonationsgeschwindigkeit von gleichen Volumens und damit gleicher Dichte zu erSprengstoffen durch Zusatz inerter Stoffe zu verringern. zielen, kann die Bewegung des Druckstempels bei glei-Dieses Verfahren läßt sich nur begrenzt anwenden, da eher Mengeneinwaage begrenzt werden,
die Sensibilität durch größere Zusätze von Inertstoffen Beim Sinterverfahren, bei dem sich <ier Zusatz des

so stark verringert wird, daß die Sprengstoffe nicht 45 Bindemittels erübrigen kann, wenn der Sprengstoff mehr detonationsfähig sind. Eine weitere Möglichkeit selbst d.e Rolle des Bindemittels übernimmt, werden die zur Verringerung der Detonationsgeschwindigkeit gefüllten Formen auf eine Temperatur gebracht, die nicht gelatinierter Sprengstoffe ist die Herabsetzung nahe unter der Schmelztemperatur des Sprengstoffes der Dichte der Sprengstoffkörper durch Luftein- liegt, wenn dieser die Rolle des Bindemittels selbst Schlüsse. Dieses erfolgt z. B. beim Verpressen derSpreng- 5° übernimmt. Die Sintertemperatur ist hierbei von der stoffe mit verschiedenem Preßdruck. Hierbei erreicht Reinheit der verwendeten schmelzbaren Sprengstoffman zwar eine Verringerung der Dichte, gleichzeitig komponente bzw. dem Schmelzpunkt des Eutektifindet aber auch eine Abnahme der mechanischen kums bei Anwendung von Stoffgemischen abhängig. Festigkeit statt, so daß die Dichte auf diese Weise nur Die Sintertemperatur kann aber auch über den

bis zu einem bestimmten Grenzwert vermindert werden 55 Schmelzpunkt erhöht werden, wenn der Anteil der kann. Dies stellt ebenfalls einen ziemlichen Nachteil schmelzenden Komponente (schmelzbares Substanzdar. gemisch oder Sprengstoff) so gering ist, daß eine EntZiel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaf- mischung nicht stattfindet. Als sinternder Sprengstoff fung eines Sprengstofformkörpers mit verringerter kommt in erster Linie Trinitrotoluol (TNT) in Frage. Dichte und damit verringerter Detonationsgeschwin- 60 Außerdem können aber auch solche Sprengstoffe oder digkeit, der trotzdem überdieerforderlichemechanische Sprengstoffgemische Verwendung finden, die bei ihrer Festigkeit verfügt. Erreicht wird dies durch Verwen- Schmelztemperatur nocli genügend stabil sind und dung von lufthaltigen, porösen oder voluminösen nici.t zu Ausseigerungen neigen. Der Druck beim Stoffen bei der Herstellung der Sprengstofformkörper, Sintern beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1 kp/cm⁴, kann die im Sinne der Erfindung in vorbestimmbarer Weise 65 aber auch geringer oder höher sein. Nach dem Abim Sprengstofformkörper fixiert werden, so daß uner- binden bzw. Abkühlen beim Sintern werden die wünschte Entmischungsvorgänge später nicht mehr Körper, die bis dahin unter Druck standen, aus der auftreten können. Form genommen.