DE1646284C3 - Verbesserung der Eigenschaften von gießbaren Sprengstoffen - Google Patents
Verbesserung der Eigenschaften von gießbaren SprengstoffenInfo
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- DE1646284C3 DE1646284C3 DE19671646284 DE1646284A DE1646284C3 DE 1646284 C3 DE1646284 C3 DE 1646284C3 DE 19671646284 DE19671646284 DE 19671646284 DE 1646284 A DE1646284 A DE 1646284A DE 1646284 C3 DE1646284 C3 DE 1646284C3
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
- C06B23/006—Stabilisers (e.g. thermal stabilisers)
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Description
Die Erfindung betrifft die Verbesserung der Eigenschäften
von Sprengstoffen bzw. Sprengstoffmischungen aus schmelzbaren, aromatischen Nitroverbindungen
oder Gemischen dieser Nitroverbindungen mit Nitraminen und/oder mit Salpetersäureestern, gegebenenfalls
mit an sich bekannten Zusätzen wie Metallpulvern oder Phlegmatisatoren, durch einen Zusatz
von feinverteiltem Calciumphosphat. Bei dem verwendeten Calciumphosphat handelt es sich um ein
feinverteütes Produkt mit einer großen spezifischen Oberfläche von 10 bis 50nv7g und mit einer extrem
niedrigen Schüttdichte von 0,01 bis 0,07 g/cm3. Es wird den Sprengstoffbestandteilen in einer Menge
von 0,1 bis 15%, vorzugsweise 0,2 bis 5%, zugegeben.
Das Calciumphosphat wurde in der Art hergestellt, daß man Phosphorsäure mit der benötigten Menge
Calciumnitrat bzw. Calciumchlorid zu einer klaren Lösung oder einer Paste vermischt und das erhaltene
Gemisch in einen inerten Heißgasstrom mit Temperaturen von 190 bis 4500C versprüht.
Es wurde gefunden, daß sich durch den Zusatz des erwähnten Calciumphosphats zu den schmelzbaren,
aromatischen Nitrokörpern überraschend vor allem die drei folgenden Eigenschaften ändern:
1. Die Detonationsfähigkeit wird erhöht..
2. die Sicherheit gegen zugeführte Wärme und gegen Schlag wird verbessert,
3. die Ausseigerung von Verunreinigungen wird weitgehend verhindert.
Besonders überraschend war es auch, in welchem Maße sich die Eigenschaften der erfindungsgemäßen
Sprengkörper veränderten. Dies wird im folgenden deutlich gemacht durch den Vergleich zwischen TNT-Ladungen
mit und ohne Zusatz von Calciumphosphat.
Es wurden Ladesäulen aus TNT (Trinitrotoluol) mit und ohne Zusatz von Calciumphosphat gegossen.
Die Länge der Säulen betrug 20 cm und der Durchmesser wurde variiert. Die Sprengstoffsäulen wurden
gezündet mit einem Preßkörper aus 15 g Tetryl und standen auf einer Bleiplatte, die als Indikator für das
Durchdetonieren diente. Die Versuche wurden ohne jeden Einschluß durchgeführt. Eine Ladesäule aus
TNT ohne Zusatz mit einem Durchmesser von 50 mm leitete die Detonation nicht fort. Die Bleiplatte
war unversehrt. Enthielt das TNT 1% des Calciumphosphats (spezifische Oberfläche 15m2/g; Schütt-
45 dichte 0,03 g/cm3), so detonierte die Ladung selbst bei einem Durchmesser von 10 mm noch einwandfrei
"Gegossene TNT-Zylinder von 200 mm Länge und
28 mm Durchmesser mit einem spezifischen Gewicht von 1,60 g/cm3 waren mit Aluminiumsprengkapseln
Nr 8 nicht zur Detonation zu bringen. Bei einem Zusatz von 1 5% Calciumphosphat detonierten solche
Sprengstoffsäulen einwandfrei durch. Die Dichte dieser erfindungsgemäßen Sprengstoffmischung betrug
1 58 g/cm3 Die Versuche wurden ohne Einschluß durchgeführt. An dem der Sprengkapsel entgegengesetzten
Ende der Säule wurde eine Detonationseeschwindigkeit
von 6600 m/s gemessen. Wurden dem geschmolzenen TNT 12 oder 15% Calciumphosphat zugesetzt, so erhielt man eine pastöse Masse nut
einem spezifischen Gewicht von 1,6! bzw. 1,64g/cm3.
Zylinder von 200 mm Länge und 28 mm Durchmesser, die aus dieser Paste hergestellt wurden, konnten sogar
noch mit einer Sprengkapsel Nr. 6, die als Sekundärladung 0,5 g Nitropenta und 0,5 g Kaliumchlorid
enthielt, zur Detonation gebracht werden. Die Detonationsgeschwindigkeit betrug 6500 bzw. 6200 m/s.
Der Vorteil der erhöhten Detonationsfähigkeit besteht vor allem darin, daß man TNT-Ladungen
ohne die Verwendung von Ubertragungskörpern aus gepreßtem .Tetryl; Nitropenta, Hexogen oder TNT
ohne weiteres zur Detonation bringen kann. Man kann sogar gegossene TNT-Ladungen mit dem erfindungsgemäßen
Zusatz von Calciumphosphal als Ubertragungskörper für schwer initiierbare Sprengstoffe
benutzen. Es lassen sich z. B. Slurries statt mit Ladungen aus gegossenem Pentolit, die heute verwendet
werden, auch mit Sprengkörpern aus TNT und dem erfindungsgemäßen Zusatz von Calciumphosphat in
den Bohrlöchern zur Detonation bringen.
Die Verbesserung der Sicherheit gegen zugeführte Wärme und gegen Schlag wird durch folgende Versuche
erläutert: 0,4g TNT mit und ohne den erfindungsgemäßen
Zusatz von Calciumphosphat wurden fein zerrieben und in ein Reagenzglas gegeben. Dieses
wurde in ein erhitztes Woodsches Metallbad gestellt. Das Metallbad war auf eine konstante Temperatur
eingestellt. Die Zeit bis zum Entflammen bzw. Verpuffen des TNTs wurde gemessen. Je länger diese Zeit
ist, um so besser verträgt der Sprengstoff eine thermische Belastung. Die Zeit betrug für TNT 38 Sekunden
und für ein TNT mit dem erfindungsgemäßen Zusatz von 2% Calciumphosphat 75 Sekunden. Die
Fallhammerversuche wurden nach Koenen —Ide (Literaturstelle: »Explosivstoffe« Nr. 2, Februar 1961,
S. 34 bis 36) durchgerührt. Für das TNT ohne Zusatz erhielt man bei einem Fallhammergewicht von 5 kg
und einer Höhe von 10 cm die ersten Explosionen. Enthielt das TNT den erfindungsgemäßen Zusatz von
2% Calciumphosphat, so wurde der Beginn der Reaktionen erst mit einer Höhe von 20 cm erhalten. Für
die Summe aus je sechs Versuchen bei den Höhen von 10,20,30,40,50 und 60 cm wurden folgende Ergebnisse
gemessen:
TNT | 98% TNT 2% Kalzium phosphat |
|
Keine Reaktion | 24 | 28 |
Teilreaktion | 0 12 |
4 4 |
Explosion |
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Zusatzes von Calciumphosphat besteht darin, daß trotz der bedeutenden
Erhöhung der Detonationsfähigkeit die Sicherheit gegen Schlag und zugeführte Wärme noch zunimmt.
Liegen Sprengkörper aus einem verunreinigten TNT vor, und bringt man diese Körper längere Zeit
auf eine Temperatur von etwa 70°C, so seigert ein eutektisches Gemisch der Verunreinigungen mit dem
TNT aus. Die TNT-Körper besaßen eine Höhe von 40 mm bei einem Durchmesser von 21 mm. Sie wurden
auf ein Filterpapier gesetzt und 20 Stunden lang der Temperatur von 700C ausgesetzt. Dabei traten in dem
Filterpapier mehr oder weniger große Flecken auf. Je größer der Durchmesser dieser Flecken ist, um so
mehr neigt der Sprengstoff zum Ausseigern. Für ein TNT mit dem Erstarrungspunkt 80,470C wurde ein
Fleckendurchmesser von 44 mm gemessen. Setzte man diesem TNT steigende Mengen Calciumphosphat zu,
so wurden folgende Fleckendurchmesser bestimmt:
Calciumphosphatgehalt | Fleckendurchmesser |
(%) | (mm) |
0 | 44 |
0,1 | 36 |
0,5 | 19 |
1 | 13,6 |
2 | 6,3 |
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Zusatzes von Calciumphosphat besteht nach diesem Versuch darin,
daß man gegossene TNT-Ladungen bei höherer Temperatur, z. B. unter intensiver Sonnenbestrahlung,
lagern kann, ohne daß Ausseigerung eintritt.
Die im Beispiel 1 beschriebenen Versuchsergebnisse mit Sprengladungen aus TNT mit und ohne dem erfindungsgemäßen
Zusatz von Calciumphosphat wurden in ähnlicher Weise auch erhalten, wenn Sprengmischungen
aus aromatischen Nitroverbindungen und Metallpulvern vorlagen. Eine gegossene Ladesäule
(200 mm Länge, 28 mm Durchmesser) aus einem Gemisch aus 75% TNT und 25% Aluminiumpulver
mit dem erfindungsgemäßen Zusatz von 2% Calciumphosphat (spezifische Oberfläche 15m2/g; Schüttdichte
0,03 g/cm3) konnte z. B. mit einer Aluminiumkapsel Nr. 8 zur Detonation gebracht werden, während
das gleiche Gemisch, aber ohne den Zusatz des CaI-ciumphosphats, mit der Aluminiumkapsel Nr. 8 nicht
initiiert werden konnte. Ein Gemisch aus 47,6% TNT und 52,4% Aluminium benötigte bei einer Temperatur
von 340° C 59 Sekunden bis zur Entflammung bzw. Verpuffung. Wurde dem Gemisch dagegen 1 Teil
Calciumphosphat zugesetzt, so betrug die Zeit bis zur Entflammung 67 Sekunden. Für das Gemisch
aus 75% TNT (Erstarrungspunkt 80,47°C) und 25% Aluminium wurde die Größe des ausgeseigerten Flekkens
mit 38 mm bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Zusatz von 1% Calciumphosphat betrug der
Durchmesser des Fleckens nur noch 11 mm.
Die Erhöhung der Detonationsfähigkeit durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Calciumphosphat
spielt bei Sprengstoffmischungen, die eine ausreichende
Menge von Nitraminen oder Salpetersäureestern enthalten, keine Rolle mehr. Eine Verbesserung der
Initiierfähigkeit wurde daher für solche Mischungen gar nicht mehr bestimmt. Für Sprengstoffaiischungen,
die der Composition B entsprechen, wurden bei 2380C folgende Zeiten bis zur Entflammung bzw.
Verpuffung und folgende Durchmesser der Flecken gemessen:
Mischung A
40% TNT (Erstarrungspunkt 80,470C)
60% Hexogen 33 Sekunden
Durchmesser des Fleckens 40 mm
Mischung B
39% TNT (Erstarrungspunkt 80,47°C) 60% Hexogen
1% Calciumphosphat
1% Calciumphosphat
(spezifische Oberfläche
12 m2/g; Schüttdichte
0,07 g/cm3) 40 Sekunden
Durchmesser des Fleckens 10,5 mm
Für Sprengstoffmischungen aus TNT (Erstarrungspunkt 80,470C), Hexogen und Aluminiumpulver wurden
bei 235° C folgende Zeiten bis zur Entflammung bzw. Verpuffung, folgende spezifischen Gewichte und
folgende Fleckendurchmesser gemessen:
Mischung A 35% TNT, 40% Hexogen, 25% Aluminiumpulver:
Zeit 30 Sekunden
Spez. Gewicht 1,85 g/cm3
Durchmesser des Fleckens 35 mm
Mischung B
30% TNT, 40% Hexogen, 25% Aluminiumpulver, 5% Phlegmatisator, bestehend aus: 4,2Teilen Paraffinwachs,
0,7Teilen Nitrozellulose, 0,1 Teil Lecithin:
Zeit 29 Sekunden
Spez. Gewicht 1,77 g/cm3
Durchmesser des Fleckens > 50 mm
Mischung C
34,5% TNT, 40,0% Hexogen, 25,0% Aluminiumpulver, 0,5% Calciumphosphat (spez. Oberfläche
42 m2/g; Schüttdichte 0,01 g/cm3):
Zeit 46 Sekunden
Spez. Gewicht 1,84 g/cm3
• Durchmesser des Fleckens 8,3 mm
Aus diesem Ergebnis ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Zusatz von Calciumphosphat nicht nur
eine ausgezeichnete phlegmatisierende Wirkung und eine deutliche Verminderung der Ausseigerung gegenüber
den gebräuchlichen Phlegmatisatoren besitzt,
6n sondern daß die. erhaltenen Gußkörper auch ein
höheres spezifisches Gewicht als die Gußkörper mit den gebräuchlichen Phlegmatisatoren aufweisen.
Für Sprengsloffmischungen aus TNT (Erstarrungspunkt 80,47° C) und Tetryl (Tetrytol) wurden bei
230° C folgende Zeiten bis zur Entflammung bzw. Ver-
1
puffung und folgende Durchmesser der Flecken gemessen:
Mischung \ 30% TNT, 70%Tetryl:
Zeit 28 SeVunden
Durchmesser des Fleckens :.... 48 mm
Mischung B
30% TNT, 69% Tetryl, 1% Calciumphosphat (spez. Oberfläche 18mz/g; Schüttdichte 0,025 g/cm3):
Zeit 42 Sekunden
Durchmesser des Fleckens 18 mm '5
Bei diesen beiden Versuchen wurde der Sprengstoff nicht gepulvert, sondern in einem Stück von 0.4 g in
das Reagenzglas gegeben.
Für Sprengstoffmischungen aus TNT (Erstarrungspunkt 80,470C) und Nitropenta wurden bei 230 C
folgende Zeiten bis zur Entflammung bzw. Verpuffung und folgende Durchmesser der Flecken gemessen:
Mischung A
50% TNT, 50% Nitropenta:
Zeit 27 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei65°C) 41 mm
(bei65°C) 41 mm
Mischung B
50% TNT, 49% Nitropenta, 1% Calciumphosphat (spez. Oberfläche 20m2/g; Schüttdichte 0,02 cm3):
Zeit 34 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei65°C) 13 mm
Bei diesen beiden Versuchen wurde der Sprengstoff nicht gepulvert, sondern in einem Stück von 0,4 g in
das Reagenzglas gegeben.
Für Sprengstoffmischungen aus Tetryl, Trinitrobenzol und Hexogen wurden bei 230° C folgende Zei- so
ten bis zur Entflammung bzw. Verpuffung und folgende Durchmesser der Flecken gemessen:
Mischung A 16% Tetryl, 24% Trinitrobenzol, 60% Hexogen:
Zeit 30 Sekunden
Durchmesser des Fleckens 50 mm
284 (L
T 6
Mischung B
16% Tetryl, 24% Trinitrobenzol, 59% Hexogen, 1% Calciumphosphat (spez. Oberfläche 15nr/g;
Schüttdichte 0,03 g/cm3):
Zeit 38 Sekunden
Durchmesser des Fleckens 19 mm
Die Fleckprobe wurde bei 75° C über einen Zeitraum von 2 Stunden durchgeführt.
Der erfindungsgemäße Zusatz von Calciumphosphat zu Sprengsioffmischungen kann auch gemeinsam
mit einem Zusatz von anderen Phlegmatisatoren erfolgen. Die phlegmatisierende Wirkung solcher kombinierter
Zusätze kann sich dabei erheblich steigern, z. B. wenn man ein Gemisch aus chloriertem Naphthalin
mit einem Erweichungspunkt von 1160C als Phlegmatisator mit dem Calciumphosphat (spez. Oberfläche
15m2/g; Schüttdichte 0,03 g/cm3) verwendet.
Für Sprengstoffmischungen aus TNT (Erstarrungspunkt 80,470C) und Tetryl (Tetrytol) wurden bei
23O0C folgende Zeiten bis zur Entflammung bzw. Verpuflung und folgende Durchmesser der Flecken
gemessen:
Mischung A
70% Tetryl, 30% TNT:
70% Tetryl, 30% TNT:
Zeit 28 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei 6O0C) 48 mm
(bei 6O0C) 48 mm
Mischung B
69% Tetryl, 30% TNT, 1% chloriertes Naphthalin:
69% Tetryl, 30% TNT, 1% chloriertes Naphthalin:
Zeit 43 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei 6O0C) >50mm
(bei 6O0C) >50mm
Mischung C
69% Tetryl, 30% TNT, 1% Calciumphosphat:
69% Tetryl, 30% TNT, 1% Calciumphosphat:
Zeit 42 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei60°C) 18 mm
(bei60°C) 18 mm
Mischung D
68% Tetryl, 30% TNT, 1% Calciumphosphat, 1 % chloriertes Naphthalin:
Zeit 53 Sekunden
Durchmesser des Fleckens
(bei 6O0C) 20 mm
(bei 6O0C) 20 mm
Bei diesen vier Versuchen wurde der Sprengstoff nicht gepulvert, sondern in einem Stück von 0,4 g
in das Reagenzglas gegeben.
Claims (1)
- Patentanspruch:'Verwendung von Calciumphosphaten mit großer spezifischer Oberfläche von 10 bis 50m2/g und mit extrem niedriger Schüttdichte von 0,01 bis 0,07 g/cm3 in einer Menge vcn 0,1 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, zur Verbesserung der Eigenschaften von schmelzbaren, aroma- to tischen Nitroverbindungen oder Gemischen dieser Nitroverbindungen mit Nitraminen und/oder mit Salpetersäureestern, gegebenenfalls mit an sich bekannten Zusätzen wie Metallpulvern oder Phlegmatisatoren. ι S
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1599069D FR1599069A (de) | 1967-11-29 | 1968-11-26 | |
US782510A US3496039A (en) | 1967-11-29 | 1968-11-29 | Explosive compositions containing an aromatic nitro compound and calcium phosphate |
GB56921/68A GB1183916A (en) | 1967-11-29 | 1968-11-29 | Improvements in or Relating to Explosive Compositions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0054712 | 1967-11-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1646284A1 DE1646284A1 (de) | 1971-08-05 |
DE1646284B2 DE1646284B2 (de) | 1973-12-20 |
DE1646284C3 true DE1646284C3 (de) | 1974-07-25 |
Family
ID=7055981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671646284 Expired DE1646284C3 (de) | 1967-11-29 | 1967-11-29 | Verbesserung der Eigenschaften von gießbaren Sprengstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1646284C3 (de) |
-
1967
- 1967-11-29 DE DE19671646284 patent/DE1646284C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1646284B2 (de) | 1973-12-20 |
DE1646284A1 (de) | 1971-08-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |