DE19628157A1

DE19628157A1 - Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätze

Info

Publication number: DE19628157A1
Application number: DE1996128157
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Dr Fiederling; Gerhard Lindner
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-01-15

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätze auf der Basis von Schwarzpulver und/oder einbasigen oder mehr basigen Nitrocellulosepulvern.

Zur Anzündung von Pulvertreibladungen und/oder Feststoffraketentreibsätzen werden Anzündmischungen in granulierter oder gepreßter Form verwendet. Anzündmischungen können beispielsweise bestehen aus Schwarzpulver und/oder einbasigen oder mehr basigen Nitrocellulosepulvern sowie einer Mischung aus diesen, die weitere Inhaltsstoffe enthalten, die eine Heißpartikelzündung bewirken. Besonders hervorzuheben sind Kombinationen wie Bor mit Nitraten, insbesondere Bor mit Kaliumnitrat.

Zur Formgebung werden Präpolymere zugegeben, die durch Zusatz von Chemikalien, insbesondere Härtern eventuell unter Temperatureinfluß auspolymerisieren.

Aus der DT 17 71 943 C2 ist ein Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketen treibsätze auf der Basis von Schwarzpulver und/oder einbasigen oder mehrbasigen Nitrocellulosepulvern bekannt, der gekennzeichnet ist durch den zusätzlichen Gehalt einer Heißpartikelzündmasse, die aus einem Sauerstoffdonator, einem Weichmacher freien, kalt- oder wärmehärtbaren Polymeren als Binder wie Polyester, vorzugsweise Polyurethan aus etwa 25 Teilen eines zähflüssigen, vorpolymerisierten Diisocyanats aus Toluylendiisocyanat und 1,4-Butandiol mit einer mittleren Molekularmasse von etwa 2000 Dalton und einem mittleren Isocyanatgehalt von etwa 4% und etwa 2,7 Teilen Methylen-bis-o-chloranilin als Härter und metallischem Bor besteht. Der hier eingesetzte Härter ist nach der für die Bundesrepublik Deutschland geltenden Gefahrstoffverordnung als toxisch und karzinogen eingestuft.

Das Problem der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines nicht toxischen, nicht karzinogenen Härters der obengenannten Anfeuerungssätze.

Das vorgenannte Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätzen auf der Basis von Schwarzpulver und/oder einbasigen oder mehrbasigen Nitrocellulosepulvern mit einem zusätzlichen Gehalt einer Heißpartikelzündmasse aus einem Sauerstoffdonator, einem Weichmacher freien, kalt- oder wärmehärtbaren Polymeren als Binder wie Polyester, insbesondere Polyurethan, einem Härter und metallischem Bor, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter ausgewählt ist aus aromatischen und/oder aliphatischen Diaminen und/oder Triaminen.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung von nicht toxischen, nicht karzinogenen Härtern arbeitsmedizinisch für die Beschäftigten erhebliche Vorteile bringt. Darüber hinaus wurde bei ballistischen Untersuchungen ein verbessertes Trefferbild festgestellt. Erfindungsgemäß wurden Anzündmischungen mit Härtern hergestellt, die ausgewählt sind aus aromatischen und/oder aliphatischen Diaminen und/oder Triaminen, anstelle des im Stand der Technik verwendeten Methylen-bis-o-chloranilins. Bei ansonsten gleichen Rahmenzusammensetzungen, insbesondere gleichen Verarbeitungsbe dingungen, wie Mischzeiten, Temperaturen, Härtezeiten und Formgebung wurden die fertigen Anzündmischen ballistisch erprobt. Hierbei wurde überraschenderweise gefunden, daß bei den erfindungsgemäßen Anzündmischungen die Anzündverzugs zeiten um etwa 20% niedriger sind als die Anzündmischungen des Standes der Technik, wodurch letztlich die Streuung im Trefferbild der verschiedensten Geschoße ent sprechend geringer war.

Die grundsätzlichen Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Anfeuerungssatzes sind sehr vielfältig, beispielsweise kann er zur Anfeuerung von Schwarzpulvern, von ein- oder mehrbasigen Nitrocellulosepulvern oder Gemischen dieser mit Schwarzpulver, zur Anfeuerung von Pulvertreibladungen in Kartusch-Munitionen für Geschütze und Kanonen sowie zur Anfeuerung von Munition für rückstoßfreie Waffen, insbesondere rückstoßfreie Panzerabwehrwaffen und von Raketentreibsätzen aus Pol-, Komposit- und Schwarzpulvern eingesetzt werden. Daneben eignet er sich aber auch als Zündla dung, insbesondere bei der Zündung von Kartusch-Munition und von Raketentreib sätzen. Die erfindungsgemäßen Anfeuerungssätzen können sowohl in mehr oder weniger gepreßter als auch in granulierter Form hergestellt und eingesetzt werden, je nachdem wie es für den betreffenden Anwendungsfall vorteilhaft ist.

Eventuell auftretende höhere Gasdrücke können durch Reduzieren des Gesamtgewichts des Anfeuerungssatzes ohne Nachteile für seine präzise Funktion abgebaut werden.

Als Binderanteil kann in der Heißpartikelzündmasse auch Nitrocellulose, Leim, Stärke oder Gummi arabicum enthalten sein.

Der Anteil des Schwarzpulvers und/oder der einbasigen oder mehrbasigen Nitrocellulosepulver in dem Anfeuerungssatz kann in weiten Grenzen variiert werden. Als warm- oder kalthärtbare Polymere eignen sich außer den bereits erwähnten Polyestern und Polyurethanen auch noch grundsätzlich die Polyepoxide, Polybutadiene, Polyolefine, Silicone oder Cellulosederivate sowie Kautschuktypen.

Besonders bevorzugt enthalten die Anfeuerungssätze gemäß der vorliegenden Erfindung als Sauerstoffdonator in der Heißpartikelzündmasse Alkalinitrate oder Alkaliperchlorate, insbesondere Kaliumnitrat.

Anstelle von elementarem Bor kann der erfindungsgemäße Anfeuerungssatz auch Legierungen oder intermetallische Phasen des Bors mit Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Co, Ni und anderen Übergangselementen enthalten. Gegebenenfalls können in dem Anfeuerungssatz noch Flußmittel wie beispielsweise Calciumfluorid, Magnesiumoxid sowie Gleitmittel, wie beispielsweise Stearat oder Wachse vorhanden sein.

Die erfindungsgemäßen Anzündsätze enthalten besonders bevorzugt 1 bis 5 Teile, insbesondere 2,7 Teile des Härters.

Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die aromatischen Diamine ausgewählt aus 3,5-Diamino-4-chlorbenzoesäurealkylestern, insbesondere den i-Butylestern aus Dialkyltoluylendiaminen, insbesondere den Diethyltoluylendiamen und/oder den 4,4′-Diamino-3,3′-dichlordiphenylmethan.

Besonders bevorzugte aliphatische Diamine sind aus Ethylendiamin und/oder Hexa methylendiamin ausgewählt. Die aromatischen Triamine sind besonders bevorzugt ausgewählt aus einkernigen oder mehrkernigen Triaminen, wobei die mehrkernigen Triamine kondensiert oder nicht kondensiert sein können.

Generell ist festzuhalten, daß die Aminofunktion primärer und/oder sekundärer Art sein kann.

Die Zusammensetzung eines für Anfeuerungen geeigneten Schwarzpulvers sowie einer geeigneten Heißpartikelzündmasse sind in dem folgenden Ausführungsbeispiel angegeben:

Ausführungsbeispiel

a) Schwarzpulver für Anfeuerungssätze-Zusammensetzung:
etwa 75 Gew.-% Kaliumnitrat
etwa 10 Gew.-% Schwefel
etwa 15 Gew.-% Holzkohle.

b) Heißpartikel-Zündmasse des Anfeuerungssatzes-Zusammensetzung:
etwa 24 Gew.-% Bor, amorph
etwa 70 Gew.-% Kaliumnitrat, wasserfrei
etwa 6 Gew.-% Binder, bestehend aus 90,13 Gew.-% eines zähflüssigen, vorpolymeri sierten Diisocyanats aus Toluylendiisocyanat und 1,4-Butandiol mit einer mittleren Molekularmasse von etwa 2000 Dalton und einem mittleren Isocyanatgehalt von etwa 4% (Adiprene® L100) und 9,87 Gew.-% 3,5-Diamino-4-chlorbenzoesäureisobutylester.

Mit der ballistischen Bombe (siehe Köhler, Meyer, Explosivstoffe, 8. Auflage, VCH 1995, S. 35 ff.) wurde der Maximaldruck, die dynamische Lebhaftigkeit und die Abbrand geschwindigkeit ermittelt. Die nachstehende Auswertung gibt die Daten des Aus führungsbeispiels wieder.

Vergleichsbeispiel

Die stoffliche Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels entsprach der des Aus führungsbeispiels mit der Ausnahme, daß anstelle von 3,5-Diamino-4- chlorbenzoesäureisobutylester die gleiche Menge Methylen-bis-o-chloranilin eingesetzt wurde. Die nachstehende Auswertung gibt die Daten des Vergleichsbeispiels wieder.

Claims

1. Anfeuerungssatz für Pulvertreibladungen und Raketentreibsätzen auf der Basis von Schwarzpulver und/oder einbasigen oder mehrbasigen Nitrocellulosepulvern mit einem zusätzlichen Gehalt einer Heißpartikelzündmasse aus einem Sauer stoffdonator, einem Weichmacher-freien, kalt- oder wärmehärtbaren Polymeren als Binder wie Polyester, vorzugsweise Polyurethan, einem Härter und metal lischem Bor, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter ausgewählt ist aus aromatischen und/oder aliphatischen Diaminen und/oder Triaminen.

2. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly urethan aus etwa 25 Teilen eines zähflüssigen, vorpolymerisierten Diisocyanat aus Toluylendiisocyanat und 1,4-Butandiol mit einer mittleren Molekularmasse von etwa 2000 Dalton und einem Isocyanatgehalt von etwa 4% besteht.

3. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff donator in der Heißpartikelzündmasse Alkalimetallnitrate oder Alkalimetallper chlorate, insbesondere Kaliumnitrat enthält.

4. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das me tallische Bor in der Heißpartikelzündmasse teilweise durch dessen Legierungen mit Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Co oder Ni ersetzt ist.

5. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aroma tischen Diamine ausgewählt sind aus 3, 5-Diamino-4-chlorbenzoesäurealkyl estern, insbesondere dem i-Butylester, aus Dialkyltoluylendiaminen, ins besondere dem Diethyltoluylendiamin und/oder dem 4,4′-Diamino-3,3′-di chlordiphenylmethan.

6. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alipha tischen Diamine ausgewählt sind aus Ethylendiamin und Hexamethylendiamin.

7. Anfeuerungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aroma tischen Triamine ausgewählt sind aus einkernigen und/oder mehrkernigen, gegebenenfalls kondensierten Triaminen.