DE2019808A1

DE2019808A1 - Energiespendende Komponente fuer Brand- und Explosivmassen

Info

Publication number: DE2019808A1
Application number: DE19702019808
Authority: DE
Inventors: Craig William Allan; Gurton Owen Allen
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1969-04-25
Filing date: 1970-04-23
Publication date: 1970-11-05
Also published as: OA03257A; IE34084L; CH542798A; FR2040209A1; ZA702510B; US3684595A; GB1229736A; IE34084B1; ZM4270A1

Description

PATENTAN V/AL TE

. Dr. D.Thomson Dipi.-ing. H. Tiedike
. G. Bühling

-ing. W. Wejnkauff

) 19 8 O8____ MÜNCHEN 2 TAL 33

TEL. 0811/22C8G4 235051

CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT

FRANKFURT (MAUi) 5 FUCHSHOHI. 71 TEL. 0611/514666

Antwort erbeten nach:
P lease reply to:

8000 München 2 23. April 1970 case N 21853 / T 3577

Imperial Chemical Industries Limited
London / Großbritannien

Energiespendende Komponente für Brand- und Explosivmassen

Die Erfindung betrifft eine energiespendende Komponente für Brand- und Explosivmassen, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Komponente sowie Brand- und Explosivmassen mit einer solchen Komponente.

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'^: — 2 —

Flüssige nicht explosive organische Nitrate, z.B. Alky!nitrate wie Xsopropylnitrat und AmyInitrat, sind bekannte energiespendende und sensibilisierende Komponenten in Brandmassen sowie in Treib- und Sprengmassen. Sie sind beispielsweise in Sprengmassen besonders vorteilhaft, da ihre Verwendung u.U. den Gebrauch einer serfostexplediere»den sensibilisierenden Komponente jsnnetig macht. Explosivmassen mit flüssigen ) nicht explosiven organischen Nitrates, als sensibilisierender Komponente sind in der britischen Patentanmeldung 18 851/68 beschrieben.

Man hat bisher eine Absonderungstendenz zwischen den flüssigen nicht explosiven organischen Nitraten und den anderen Komponenten von Brand- und Explosivmassen beim Fehlen einer wirksamen Verdickung festgestellt. Es ist daher Ziel der Erfindung, ein verdicktes ^ flüssiges nicht explosives organisches Nitrat zu schaffen, das als energiespendende Komponente von Brand- sowie Treib- und Sprengmassen verwendet werden kann. Ea wurde gefunden, dass man flüssige nicht explosive organische Nitrate zu einem klaren gleichmassigen Gel, das wenig oder gar keine Synärese aufweist, mit Vorteil verdicken kann, wenn man das Nitrat mit Nitrocellulose und Äthyl- oder Methylcentrallt (d.h. Diäthyldipheny!harnstoff oder Dimethyldiphenyl-

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harnstoff) vermischt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung besteht eine energiespendende Komponente für Brand- und Explosivmassen aus einem flüssigen nicht explosiven organischen Nitrat, das mit Nitrocellulose und Äthyl- oder Methylcentralit verdickt ist.

Die bevorzugten organischen Nitrate sind aliphatisch^ Mononltrate mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte organische Nitrate sind u.a. n-PropyInitrat, Isopropylnitrat und AmyInitrat.

Vorzugsweise hat die Nitrocellulose einen Stickstoffgehalt von 11,5 bis 12,5 Gew% und ist vorzugsweise •o beschaffen, dass eine Lösung mit 5 cc« Wasser •ine Yiscoeität von mindestens 50 F bei 2O°C hat. 2MLe Nitrocellulose kann trocken verwendet werden) es ist jedoch meistens sicherer, die Nitrocellulose zu verwenden, nachdem sie nit Wasser oder technischem Brennaplritus benetzt worden ist«

Öle Jlitrocelluloie und das Central it sind vorzugsweise In Hengen von je 1 bis 5 Gewjt bezogen auf das flüssige nicht explosive organische Nitrat vorhanden, wobei die Hengen an Nitrocellulose und Centralit vorzugsweise etwa gleich Bind. ■■■''. η -

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Das·verdickte flüssige nicht explosive organische Nitrat wird mit Vorteil dadurch hergestellt, dass die Nitrocellulose im organischen Nitrat suspendiert und das Äthyl- oder Methylcentralit dann hinzugegeben wird; bei der Herstellung von Hassen mit zusätzlichen Komponenten ist es jedoch auch möglich, die Nitrocellulose und/oder das Centralit mit den zusätzlichen Komponenten zu vermengen, bevor das organische Nitrat ^ zugegeben Wird. Beispielsweise ist es bei Hassen, die Wasser enthalten, eine vorteilhaft Sicherheitevorkehrung, wenn man die Nitrocellulose in Form einer Aufschlämmung in Wasser zugibt.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält eine Brand- oder Explosivmasse eine energiespendende Komponente der beschriebenen Art. Beispielsweise kann man einen leicht zündbaren, extrudierbaren gelatinösen B Sprengstoff, der auch bei kleinen Durchmessern eine w sichere Fortpflanzung hat, herstellen, wenn man ein flüssiges nicht explosives organisches Nitrat als einziges sensibilislerendes Mittel verwendet, wobei keine selbstexplodierende Komponente notwendig ist, üb eine Fortpflanzung der Explosion zu gewährleisten· Eine Boiche extrudierbare Masse enthält vorteilhaft 18 bis 4Ö Gew$ flüssiges nicht explosives

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organisches Nitrat, 0,2 bis 2,0 Gew% Nitrocellulose, 0,2 bis 2,0 Gew# Äthyl- oder Methylcentralit, 60 bis 80 Gew% Ammoniumnitrat und 0 bis 10 Gew% Natriumnitrat. Diese Hassen haben eine gleichmässige Konsistenz, und es findet keine Absonderung des flüssigen organischen Nitrats beim Lagern statt.

Auch können wässerige Explosivaufschlämmungen, die in kleinen Durehmessern fortpflanzungsfähig sind, mit einem verdickten flüssigen nicht explosiven organischen Nitrat nach der Erfindung als einziger sensibilisierender Komponente, hergestellt werden. Bevorzugte Aufschlämmungen nach der Erfindung enthalten 10 bis 30 Gew# flüssiges nicht explosives organisches Nitrat, 0,1 bis 1,5 Gew# Nitrocellulose, 0,1 bis 1,5 Gew% Äthyl- oder Methylcentralit, 5 bis 15 Gew# Vas8er, 40 bis 65 Gew# Ammoniumnitrat, 0 bis 20 Gew% Natriumnitrat und 0 bis 20 Gew% Aluminium. Die Aufschlämmung kann auch vorteilhaft ein oder mehrere Vasserverdickungsmittel, wie z.B. Guargummi, gegebenenfalls mit einem entsprechenden Ternetiungemitttl, wie z.B. Zinkchromat, enthalten. Das organische Nitrat sondert aus der Aufschlämmung nicht aus. Wässerige Aufechlämnungen nach der Erfindung, die kein· selb·texplodierende lomponentβ enthalten, können die Detonation fortpflanzen, auch wenn sie

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unter einem Druck von mindestens 7 kg/cm stehen. Das ist eine Eigenschaft, die keine bisher hergestellte, in der Praxis verwendbare Aufsehlämmung ohne selbstexplodierende Komponente aufweist.

Ammoniiunnitrat-Explosivpulver können auch vorteilhaft das verdickte flüssige nichtexplosive organische Nitrat nach der Erfindung als sensibilisierenden Brennstoff enthalten. Bevorzugte Ammoniumnitrat-Explosivpulver nach der Erfindung enthalten 7 bis 17 Gew% flüssiges nicht explosives organisches Nitrat, 0,07 bis 0,5 Gew% Nitrocellulose, 0,07 bis 0,5 Gew# Äthyl- oder Methylcentralit und 80 bis 92 Gew% Ammoniumnitrat.

Die Explosivmassen nach der Erfindung sind sehr schlecht

d
zünbar durch Reibung oder Schlag und daher sicherer bei der Herstellung und beim Gebrauch als herkömmliche Explosivmassen mit selbstexplodierenden Bestandteilen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert, wobei die angegebenen Teile Gewichtsteile sind und die Prozente Gewichtsprozente sind.

In den Beispielen wurde »ine faserige Nitrocellulose Bit einem mittleren Stickstoffgehalt von 12,0 bis 12,3% verwendet. Ein« Lösung von 5 g Nitrocellulose

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dieser Art in ".95. com Aceton und 5 ecm Wasser hatte eine Viseositat von 100 P bei 20⁰O. Die Nitrocellulose wurde "wassernass" mit 30% Wasser verwendet; die angegebenen Mengen beziehen sich jedoch auf das Trockengewicht.

Das in den Beispielen 1, 4- und 5 verwendete Ammoniumnitrat hatte eine solche Teilchgrösseverteilung, dass 100% durch ein BS- 16er Ilaschengitter, 60% durch ein BS 60er Maschengitter und 5% durch ein BS 120er Maschengitter gehen konnten.

In den Beispielen 2 und 3 wurde ein gröberes Ammoniumnitrat verwendet, das eine solche Teilchgrösseverteilung hatte, dass 90% durch ein BS 10er Maschengitter und 30% durch ein BS 30er Maschengitter gehen konnten.

Beispiel 1 Die Explosivmasse nach diesem Beispiel war ein extrudier-

barer, gelatinöser Sprengstoff mit der folgenden

Zusammensetzung: IeopropyInitrat 20,0% Nitrocellulose 0,6% Xthylcentralit 0,6% Natriumnitrat 10,0% Ammoniumnitrat 68,8%

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Der Sprengstoff wurde dadurch hergestellt, dass die Nitrocellulose im Xsopropylnitrat suspendiert und das Jtthylcentralit unter Bildung eines Iclaren Gels hinzugegeben wurde, worauf das Ammoniumnitrat und Natriumnitrat in das Gel eingearbeitet wurden.

Biese Ilasse konnte mit einem Detonator mit einer Grundladung von 1,0 g Pentaerythrit (FEIEN) gezündet W werden. Bei einer Detonation mit behinderte? Seitenausdehnung in einem schmiedeeisernen Bohr von 76,2 mm Durchmesser und 6,35 mm Wandstärke mittels 10 g Fentolite (50:50 PETN/TRT) als Initialsprengstoff betrug die Detonationsgeschwindigkeit der Hasse etwa 5 ksi/eec. Keine Tendenz des Isopropylnitrats, sich von den anderen Bestandteilen abzusondern, konnte festgestellt werdtn.

Bei«pi»lt 2 und 3

Di· Exploaivm*BB«n nach diesen Beispielen waren wiiietrif« Sxploeivaufechlöumngen «it d«n folgenden Zuitjoieneetiungen und Eigenschaften t

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Beispiel 2 Beispiel 2 Bestandteile

IsopropyInitrat	16,0	24,0
Wasser	9,0	9,0
Nitrocellulose	0,4	0,6
Xthylcentralit	0,4	0,6
Ammoniumnitrat	58,35	- 49,95
Natriumnitrat	5,0	5,0
Aluminium (kornig)	10,0	10,0
Guar Gum	0,7	0,7
Zinkchromat	0,15	0,15
Eigenschaften
Minimale Initialsprengstoff- nenge (Detonator-Grundladung)	1,0 g PEEN	1,0 g PEEN
Dichte (g/ml)	1,45	1,4·
Detonationsgeschwindigkeit in Rohr ron 76,2 mn Durchmesser	4 km/sec	5 km/sec

Zur Herstellung der Haeeen wurde jeweils die Nitrocellulose mit Wasser aufgeschlämmt, und die Aufschlämmung wurde im Isopropylnitrat suspendiert und das Centralit der Suipeneion zugegeben. Die restlichen Bestandteil· wurden dann in da« erhaltene Gel eingearbeitet.

- 10 -

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- ίο -

Man konnte kein© Tendenz des Isopropylnitrats, sich von den anderen Bestandteilen abzusondern, feststellen.

Beispiele 4.und_J>

Die Expiosivmassen nach diesen Beispielen waren Ammoniumnitrat-Explosivpulver mit den- folgenden Zusammensetzungen und Eigenschaften:

Bestandteile

Isopropylnitrat Nitrocellulose Äthy!centralit Ammoniumnitrat Holzmehl

Eigenschaften Detonatorzündung

Beispiel 4	Beispiel 5
15	10
0,4	0,25
0,4	0,25
84,2	88,5
■ ..	1,0

konnte mit 1,0 g ΓΕΤΒΓ Grundladung gezündet werden

konnte mit 1,0 g PETN Grundladung gezündet werden

Zur Herstellung dieser Hassen wurde die Nitrocellulose jeweils im Isopropylnitrat suspendiert, worauf daa Xthylcentralit unter Bildung eines Gels hinzugegeben wurde. Dann wurden die anderen

Bestandteile in das 0*1 eingearbeitet.

- 11 -

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Claims

■ ■ : - 11 - . P atentanep rii ehe

1.) Energie spendende Komponente für Brand- und Explosivmassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem mit Nitrocellulose und Äthyl- oder Kethylcentralit verdickten flüssigen nicht explosiven organischen Nitrat besteht.

2. Energiespendende Komponente nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Nitrat ein aliphatischen Mononitrat mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen gewählt wird.

3· Energiespendende Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ale organisches Nitrat n-Propylnitrat, leopropyInitrat oder Amylnitrnt gewählt wird. ·

#. Ei^rgiespendende Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrocellulose einen Stickstoffgehalt von 11,5 bis 12,5 Gew% hat und so beschaffen ist, dass eine Losung von 3 g Nitrocellulose in 95 ecm Aceton und 5 ecm Waaeer eine Tiicosität von mindestens 50 P bei 20°C hat.

5. Energiespendende Komponente nach ein·» der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrocellulose

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und das Centralit jeweils, in einer Menge von 1 bis 5 Gew% bezogen auf das aliphatische nicht explosive organische Nitrat vorhanden sind.

6. Energie spendende Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass die vorhandenen Mengen an Nitrocellulose und Centralit annähernd gl eich sind.

7* Verfahren zur Herstellung einer energiespendenden Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nitrocellulose im organischen Nitrat suspendiert und das Äthyl- bzw. Hethylcentralit der Suspension zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschlämmung von Nitrocellulose in Wasser in dem organischen Nitrat suspendiert wird.

9· Brand- oder Explosivmasse, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine energiespendende Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6 enthält«

10. Extrudierbare Explosivmasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie 18 bis 40 Gew% flüssiges

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nicht explosives organisches Nitrat, 0,2 bis 2,0 Hitrocellulose, 0,2 bis 2,0 Gew# Äthyl- oder Methylcentralit, 60 bis 80 Gew% Ammoniumnitrat und 0 bis 10 Gew% Natriumnitrat enthält*

11. Wässerige Explosivaufschlämmung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass sie 10 bis 30 Gew% flüssiges nicht explosives organisches Nitrat, 0,1 bis 1,5 GeW# Nitrocellulose,0,1 bis 1,5 Gew# Ithyl- oder Methylcentralit, 5 bis 15. Gew# Wasser, 40 bis 65 GeK% Ammoniumnitrat, 0 bis 20 Gew% Natriumnitrat und 0 bis 20 GeW% Aluminium enthält.

12. Ammoniumnitrat-Exploeivpulver nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es 7 bis 17 Gew% flüssiges nicht explosives organisches Nitrat, 0,07 bis 0,5 GeWSC Nitrocellulose, 0,07 bis 0,5 Gew% Äthyl- oder Methylcentralit und 80 bis 92 GeW& Ammoniumnitrat enthält.