DE2027709C3 - Plastische, von Hand leicht verformbare Sprengmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine plastische, von Hand leicht verformbare Sprengmasse auf der Basis von hochbrisanten, festen Sprengstoffen, wie Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclotetramethylentetranitramin, Pentaerythrittetranitrat und einem Silikonöl als Bindemittel.

Bekannt sind plastische Sprengstoffe auf der Basis von hochbrisanten Sprengstoffen und Bindemitteln wie Wachse, Mineralöle mit niedrigem Stockpunkt, Polyisobutylen und mit Nitrocellulose angedickten Salpetersäureestern. Alle diese plastischen Sprengstoffe besitzen aber den Nachteil, daß sie bei Temperaturen von —40° C und darunter von Hand nicht mehr ohne weiteres verformt werden können.

Bekannt ist weiterhin die relativ geringe Temperaturabhängigkeit der Viskosität von Silikonölen und -pasten. So sind aus der US-PS 2999744 plastische Sprengstoffe bekannt, die bis zu 95% Hochbrisantstoffe enthalten können. Als Binder sind den kristallinen Sprengstoffen 5 bis 25% Silikone zugesetzt.

Es wurde überraschend gefunden, daß in Sprengmassen mit einem Anteil von mindestens 82% festen, hochbrisanten Sprengstoffen Silikonöle als Bindemittel nur verwendet werden können, wenn ihre Viskosität bei 20° C in dem engen Bereich von 5 10' bis 2 10⁴ cp liegt.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine plastische, von Hand leicht verformbare Sprengmasse der eingangs genannten Art, die durch 8 bis 15 Gew.% SiIikoncile als Bindemittel mit einem Viskositätsbereich von 5 10' bis 2 10¹ cp bei 20^; C gekennzeichnet ist.

Dip Eigenschaften einer solchen Sprengmasse werden außerdem noch erheblich verbessert, wenn die Sprengmasse noch 0,1 bis 3% Zink-12-oxystearat, bezogen auf den gesamten Sprengstoff, enthält.

Beim Einsatz eines Silikonöls von weniger als 5 10'cp erhält man in den üblichen Mischmaschinen auch bei sehr langen Mischzeiten krümelige Sprengmassen mit ungenügender Plastizität. Um überhaupt Sprengstoffe mit ausreichenden Plastizitätseigen;· schäften zu erhalten, muß man die Scherkräfte in den Mischmaschinen erhöhen, Hierdurch wird die Sicher* heit bei der Sprengstoff herste! lung in unzumutbarer Weise herabgesetzt. Weiterhin neigt eine Sprengmasse mit einem Silikonöl von weniger als 5 · 1O³ cp als Bindemittel bei 50° C und bei Lagerung (20° C) über eine längere Zeit stark zur Ausseige-

rung. Setzt man andererseits ein Silikonöl von mehr als 2 · 10⁴ cp ein, so ist die Sprengmasse bei -40° C nicht mehr ohne weiteres von Hand zu verformen. Eine Sprengmasse mit günstigen Plastizitätseigenschaften, die als Bindemittel Silikonöl in dem erwähnten Viskositätsbereich enthält, weist immer noch eine hohe Reibempfindlichkeit auf. Außerdem bleibt beim Verformen mit der Hand ein Teil des Sprengstoffs an den Fingern kleben, der nur schwierig wieder zu entfernen ist. Durch die Verwendung von Zink-12-oxystearat wird die Reibempfindichkeit bedeutend herabgesetzt. Man erhält Sprengmassen, die nicht an den Fingern kleben, aber doch eine gewisse Haftfähigkeit an Wänden aufweisen.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Sprengstoffe liegen in der leichten Verformbarkeit von Hand bei Temperaturen von —40° C, in der geringen Neigung zur Ausseigerung bei 50° C, in der relativ geringen Reibempfindlichkeit, in der in bezug auf Sicherheit und Mischzeit optimalen Herstellung, in den günstigen Eigenschaften bei der praktischen Verwendung, da es nicht an den Fingern klebt, aber relativ haftfähig an Wänden ist, und in den günstigen Lagereigenschaften. Während einer längeren Lagerzeit verformen sich 500-g-Pakete nicht beim Übereinanderstapeln in drei Lagen in einer Kiste; es tritt kein Bindemittel aus.

Beispiel 1

In einer Werner-Pfleiderer-Mischmaschine wurden 3 Sprengstoffmischungen, bestehend aus:
86% Pentaerythrittetranitrat und
14% Silikonöl hergestellt.

Das Silikonöl der Mischung I besaß bei 20° C eine Viskosität von 3 10¹ cp, das Silikonöl der Mischung II eine Viskosität von 9 ■ 10⁴ cp.

Die Mischung I mit dem niedrig viskosen Silikonöl als Bindemittel behielt auch nach einer Mischzeit von 3 Stunden noch eine krümelige Konsistenz. Selbst nach einer Mischzeit von 6 Stunden wies der Sprengstoff immer noch eine ungenügende Plastizität auf. Die Ausseigerung wurde nach folgender Methode bestimmt: 30 g Sprengstoff wurden zu einem zylindrischen Körper (0 = 32 mm) geformt. Der Zylinder wurde auf ein quadratisches Filterpapier (Machery und Nagel, Sorte Nr. 2261) von 80 80 mm gestellt und mit einem Filterpapier gleicher Größe und Sorte am Kopfende bedeckt. Auf das obere Filterpapier wurde ein Gewicht von 200 g gele«t. Nach einer Warmlagerung bei 50 C über einen Zeitraum von 2 S'unden wurde die Gewichtszunahme des Filterpapiers und dami* der Gewichtsverlust des Sprengstoffzylinders bestimmt. Die Ausseigerung als Gewichtsverlust gemessen betrug für die Mischung I 0,18%.

Die Mischung II, die als Bindemittel Silikonöl in dem erfindungsgemäßen Viskositätsbereich enthielt, besaß nach einer Mischzeit von 30 Minuten eine sehr gunstige Plastizität und war auch nach längerer l.agcrung bei -40" C noch leicht von Hand zu verformen Die Ausseigerung betrug nur noch 0,09%,

Die Mischung IHj die als Bindemittel ein Silikonöl enthielt, das nach den Richtlinien der Erfindung eine zu hohe Viskosität aufwies, besaß schön nach einer Mischzeit von 20 Min, eine sehr günstige Plastizität bei 20° C. Diese Mischung ließ sich aber nach eintägiger Lagerzeit bei -40° C praktisch von Hand nicht mehr verformen,

Die Mischung II, die als Bindemittel Silikonöl in dem erfindungsgemäßen Viskositätsbereich enthielt, besaß die günstigsten Plastizitätseigenschaften. Sie wies aber zwei Nachteile auf: Nach leichtem Durch-t kneten mit der Hand klebte der Sprengstoff an den Fingern und war nicht mehr leicht zu entfernen. Außerdem war die Sprengstoffmischung in bezug auf die Reibung sehr empfindlich. Auf dem Reibapparat der BAM (Koenen, Ide und Swart, »Explosivstoffe« 1961, Seite 33) traten bei einer Belastung des Stiftes mit 4 kg schon Reaktionen auf.

Durch Ersatz von 1% Pentaeryihrittetranitrat durch 1% Zink-12-oxystearat wurde nach einer Mischzeit von 30 Min. die erfindungsgemäße Sprengstoffmischung IV mit sehr günstigen Plastizitätseigenschaften erhalten. Die Reibempfindlichkeit war gegenüber der Mischung II erheblich verringert. Einzelne Reaktionen auf dem Reibapparat der BAM traten erst bei einer Stiftbelastung von 10 kg auf. Beim Kneten von Hand Siebte der Sprengstoff nicht mehr an den Fingern. Wurde statt des Zink-12-oxystearats Kalziumstearat, Zinkstearat oder Aluminiumstearat verwendet, so wurde die Reibempfindlichkeit weniger deutlich vermindert. Reaktionen traten in diesen Fällen bei einer Stiftbelastung von 6 kg auf.

Die Ausseigerung bei 50° C betrug für die Mischung IV 0,08%. Die Messung der Detonationsgeschwindigkeit ergab 7800 m/s bei einer Sprengstoffdichte von 1,52 cm³/g.

Beispiel 2

Die erfindungsgemäße Sprengstoffmischung 5, bestehend aus

91% Cyclotrimethylentrinitramin,
1% Zink-12-oxystearat und
8% Silikonöl mit einer Viskosität von 1,1 · 10⁴cp wies nach einer Mischzeit von 40 Min. in der Werner-Pfleiderer-Mischmaschine eine günstige Plastizität auf, obwohl die Mischung beim Kneten von Hand etwas zur Rißbildung neigte. Auf dem Reibapparat der BAM traten die ersten Reaktionen bei einer Stiftbelastung von 16 kg auf. Der Sprengstoff war bei —40° C noch leicht von Hand zu verformen.

Die Ausseigerung betrug 0,07%. Die Messung der Detonationsgeschwindigkeit ergab 8000 m/s bei einer Sprengstoff dichte von 1,59 g/cm³.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Plastische, von Hand leicht verformbare Sprengmasse auf der Basis von hochbrisanten, festen Sprengstoffen, wie Cyclotrimethylentrinitramin, Cyclotetramethylentetranitramin, Pentaerythrittetranitrat und einem Silikonöl als Bindemittel, gekennzeichnet durch P bis 15 Gew.% Silikonöl mit einem Viskositätsbereich von 5 · 10³ bis 2 · 10⁴ cp bei 20° C.

2. Sprengmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 3 Gew.% Zink-12-oxystearat, bezogen auf den gesamten Sprengstoff, enthält.