DE2046663C - Verfahren zur Herstellung eines dreibasigen Treibladungspulvers - Google Patents

Description

eiimebracht werden. Zum Ausfüllen der entstandenen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Hohlräume werden sodann z.B. Harnstoff-I 01m-

Herstellung eines dreibasigen Treibladungspulvers 30 aldehyd-Vorkondensate verwendet,

für Waffen hoher ballistischer Leistung aus Nitro- Die hier vorliegende Aufgabe besteht aber mehl

cellulose, Salpetersäureestern mehrwertiger Alkohole darin, die Pulveroberfläche stillzulegen oder gegen

und wasserlöslichen stickstoffreichen Verbindungen voi zeit igen Abbrand zu schützen; vielmehr soll der

wie Nitroguanidin, Guanidinnitrat, Dicyandiamid oder degressive Abbrand des unbehandelten Pulvers in

Ammoniumnitrat, durch Herauslösen von Bestand- 35 einen progressiven umgewandelt werden; zu diesem

teilen aus der Oberflächenschicht und Einbringen von Zweck sind nicht Teile der Brennoberfläche, sondern

Phlegmatisatoren in die so geschaffenen Hohlräume die gesamte Brennobei fläche zu behandeln.

zur Erzielung eines progressiven Abbrands. Eine Behandlung der gesamten Brennoberfläche

Bisher wurden für Waffen hoher ballistischer Lei- eines zweibasigen Pulvers durch teilweises Heraus-

stung ausschließlich Nitrocellulosepulver (sogenannte 40 lösen der aktiveren Komponente, das sind Sprengöle,

einbasige Pulver) verwendet. Um den Abbrand mit den dafür allein in Frage kommenden nichi-

dieser Treibladungspulver auf die Vorgänge im Ver- wäßrigen Lösungsmitteln, aus der äußeren Schicht des

brennungsraum der Waffen optimal abzustimmen, un- Pulverkorns und Einbringen eines Gelatinieriings-

terzog man die Pulver einer Oberflächenbehandlung. mittels bzw. eines langsamer brennenden Bestandteils

Dadurch konnte die Gasentwicklung in der den maxi- 45 beschreibt die USA.-Patentschrift 1 906 675. Das dort

malen Gasdruck bestimmenden Anfangsphase des erwähnte zweibasige Pulver kann aber nicht einem

Abbrandes verzögert werden. Nach Abbrand der dreibasigem Pulver für Waffen hoher ballistischer

phlegmatisierten Zone tritt eine verstärkte Gasenl- Leistung gleichgesetzt werden, das als gasliefernde

wicklung ein, die zu einem progressiven Abbrand und rohrschonende Komponente sticksloffrcichc und

führt. Dadurch wird eine günstige Verwertung des 50 wasserlösliche Verbindungen enthält. Ein derartiges

Tieibladungspulvers in der Waffe gewährleistet. Pulver hat Anforderungen zu genügen, die zum Zeit-

Da seit einiger Zeit die Leistungsdaten für Waffen punkt der Veröffentlichung der obengenannten Palent-

hoher ballistischer Leistung ständig erhöht werden, schrift in dem Ausmaß noch nicht gestellt wurden.

Nitrocellulosepulver aber für eine wesentliche Lei- Übliche dreibasige Pulver, die unter Beihilfe

stungssteigerung nicht die chemischen und thermo- 55 kleiner Mengen flüchtiger Lösemittel gefertigt werden,

dynamischen Voraussetzungen besitzen, ist man be- weisen unter dem Mikroskop, ähnlich den reinen

strebt, dreibasige Treibladungspulver für diese Sprengölpulvern, eine geschlossene, homogene Ober-

WaIfen einzusetzen. Die gewünschten hohen Mün- fläche auf.

dungswuchten und die zumeist äußerst knapp be- Die weitere Aufgabe der Erfindung liegt dementmessenen Verbrennungsräume erfordern eine erheb- 60 sprechend darin, auch bei dreibasigen Pulvern die liehe Steigerung des Energiepotentials. Um die Gas- kompakte Oberfläche bis zu einer gewissen Schichtdrücke in tragbaren Grenzen zu halten, ist daher ein tiefe porös zu gestalten, um Phlegmatisierungsmittel stark progressiver Abbimid des Pulverkorns erfor- ein-und aufbringen zu können, ohne die hohe Leistung derlich. zu mindern.

Ein dreibasiges Pulver aus beispielsweise Nitro- 65 Die errindungsgemäße Lösung sieht vor, daß aus

glycerin, Nitrocellulose und Nitroguanidin läßt sich den äußeren Schichten des Pulverkorns die wasser-

zwar nach bekanntem Arbeitsverfahren auch für löslichen Bestandteile bei normaler oder erhöhter

Waffen hoher ballistischer Leistung herstellen: die Temperatur mit Wasser herausgelöst werden und das

Auf- und Einbringen der Phlegmalisaloren in mehrstufiger Oberflächenbehandlung erfolgt, wobei zwischen den einzelnen Behandlungsstufen NaIi- oder Trockenlagerungen des Pulvers eingeschaltet werden.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal wird /wischen den einzelnen Behandlungsstufen und/ oder vor der abschließenden Trocknung des Pulvers eine Wässerung eingeschaltet. Bei diesem Wässerungsvorgang handelt es sich um einen Prozeß zur Entfernung von Lösungsmitteln aus dem Pulver, der sich maßgeblich auf die ballistische Leistung auswirkt. Die Wässerung ist deshalb nicht gleichzusetzen mit der für die Beeinflussung des Gelatinierungsvorgangs der Pulvermasse und somit des Wirkungsgrades der Oberflächenbehandlung erforderlichen Zwischennaßlagerung.

Zum Herauslösen der wasserlöslichen, slickstoffreichen Verbindungen erweist sich eine halbstündige Vorbehandlung des Treibladungspulvers unter ständigem Umrühren mit Wasser einer Temperatur von I-50⁰C im Verhältnis 1 Teil Pulver zu 3 Teilen Wasser ;ils zweckmäßig.

Durch Zugabe eines Farbstoffs läßt sich die Eindringtiefe des.Wassers in das Pulverkorn mit Hilfe von Mikrotomschnitten verfolgen. Das Fortschreiten der Behandlung wird quantitativ bestimmt.

Vorbehandlung mit Wasser von +500C	7* Std.	2 Std.
Gelöste Menge Nitroguanidin in ".'„ des behandelten Pulvers	2,49 "/„	3,01 %

>5

30 Dieses Herauslösen bewirkt ein Absinken des Kaloriengehalts in der vorbehandeltcn Schicht, so daß die Gesamtexplosionswärme des Pulvers nach einer halbstündigen Extraktion von 1130 cal/gauf 1112cal/g. nach einer zweistündigen Extraktion auf 1108 cal/g sinkt.

Ein in dieser Weise vorbereitetes Pulver wird einer Oberflächenbehandlung mit Phlegmatisatorcn wie Campher, Centralit (Diphenylharnstoffderivalen), Urethanen und Phthalaten in alkoholischer Lösung unterworfen, wobei man zweckmäßigerweise zwei- oder mehrstufige Oberflächenbehandlungen mit eingeschalteten Zwischennaßlagerungen oder Zwischentrockenlagerungen wählt.

Die Oberflächenbehandlung wird bei etwa |-40 C, die Zwischentrocknung bei 50 bis 55°C durchgeführt. In besonderen Fällen kann zur Entfernung von Lösemittel nach der letzten Behandlungsstufe und vor der Trocknung noch eine Wässerung eingeschaltet werden.

Das so behandelte Pulver wird nun in üblicher Weise fertiggestellt.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel erläutert:

Aus alkoholfeuchter Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 13,15°/_O (abgemischt aus SW mit 13,35 °/o N und CWS mit 12,6% N) und Nitroglycerin wird ein Pulvervorkonzcntrat hergestellt. Dieses Pulvervorkonzentrat wird mit weiterer Nitrocellulose, Nilroguanidin und Akardit II (Methyldiphenylharnstoff) zu einer Pulvermasse verarbeitet, die beispielsweise für einen 15-kg-Ansatz folgende Zusammensetzung aufweist:

	Ansatz Trockengewicht	Nitrocellulose	Nitroglycerin	Alkohol	KnctansaU (feucht)
Nitrocellulose (N 13,15%) Pulvervorkonzentrat Nitroguanidin Akardit 11	3,730 kg 5,120 kg 6,000 kg 0,150 kg	3,730 kg 0,770 kg	4,350 kg	0,708 kg 0,282 kg	4,440 kg 5,400 kg 6,000 kg 0,150 kg
15,0(X) kg	4,500 kg	4,350 kg	0,990 kg	15,990 kg

Dazu kommen 1,7 kg Aceton.

Die genannten Stoffe werden in einer Knetmaschine im Laufe von etwa 2'/₂ Stunden gut durchgeknetet und nach einer Reifezeit von etwa 8 bis 14 Tagen bei Raumtemperatur in der Presse strangverformt. Die erhaltenen Pulverstränge werden auf 2 mm Länge geschnitten, gesiebt und im Vakuumschrank getrocknet. Das »Weißkorn« (so genannt nach der durch den Nitroguanidingehalt bedingten weißen Farbe) wird nun einer halbstündigen Behandlung mit Wasser von I 50⁰C unter mechanischer Rührung unterworfen, getrocknet und anschließend z. B. einer vierstufigen Oberflächenbehandlung in Behandlungstrommeln unterzogen, wobei die Behandlungslösungcn die folgenden Konzentrationen (bezogen auf 15 kg Weißkorn) besitzen:

!.Stufe:

Behandlungslösung 0,6%ig (0,024 kg Dibutyl-

phthalat gelöst in 0,292 kg 94°/„igem Alkohol)

2. Stufe:

Behandlungslösung 0,8%ig (0,0332 kg Dibutyl-

phthalat gelöst in
0,227 kg 94%igem
Alkohol)

3. Stufe:

Behandlungslösung l,0%ig (0,040 kg Diallylphthalat gelöst in
0,162 kg 94%igem
Alkohol)

4. Stufe:

Behandlungslösung 0,6%ig (0,024 kg Centralit

gelöst in 0,162 kg
94°/₀igem Alkohol)

In der I. bis 3. Stufe werden die Behandlungslösimgen in 4 gleichen Raten bei (-40 bis 42°C aufgesprüht. Nach Abkühlen wird das Pulver den Behandlungstrommeln entnommen und in Trockenhäusern etwa 5 Stunden bei |-50°C getrocknet, um den gewünschten Restfeuchtigkeitsgehalt (Wasser und Lösungsmittel)

zu erreichen. Je nach Zahl der Behandlungsstufen kann die gesamte Behandlungszeit zwischen 4 und 32 Stunden liegen.

Weitere Variationsmöglichkeiten des Verfahrens bestehen darin, daß sich der Energieinhalt des Pulvers durch Zusatz anderer Explosivstoffe, wie z. B. Trinitroluol, steigern läßt sowie darin, daß als wasserlösliche, stickstoffhaltige Verbindung z. B. Animoniumperchlorat verwendet werden Kann

Ein wie vorstehend beschr.eben gefertg« Pulve weist trotz hohen Kaloriengehalt« be, Steigerung des erstehenden Gasvolumens pg ven Abbrand auf, so daß es fur Waffen hoher ballisti scher Leistung besonders geeignet isi.

Claims (2)

Abbrandkurve dieses Pulvers, ermittelt in der 300 cmi. Patentansprüche: monom»tr Bombe, verläuft aber stark degressiv.

1. Verfahren zur Herstellung eines dreibasigen Es ist daher erforderlich, die Abbrandgeschwindig

Treibladungspulvers für Waffen hoher ballistischer keil des Pulvers besonders in der Anfangsphase durch

Leistung auY Nitrocellulose, Salpetersäureestern s eine Oberflächenbehandlung so zu teemflussen, daß

mehrwertiger Alkohole und wasserlöslichen stick- nach Abbrand dieser Schicht und durth die ein-

stoffreiche^ Verbindungen wie Nitroguanidin. set/ende Geschoßbcwegung ein prog^iver Abbrand

Guanidinnitrat, Dicyandiamid oder Ammonium- en-stcht und «»mil eine Eignung dieses Pulvers fur

nitrat, durch Herauslösen von Bestandteilen aus die obengenannten Waffen gewährleistet . .

der Oberflächenschicht und Einbringen von Phleg- io Eine Übertragung der fur embasige Pulver ubh-

matisatoren in die so geschaffenen Hohlräume zur chen Oberflächenbehandlung auf rnehrbasige Puh,er

Erzielung eines progressiven Abbrands. da- schien nach der Fachliteratur (Brunswig Das

durch gekennzeichnet, daß aus den rauchlose Pulver. Berlin und Leipzig 1926, S. 274;

äußeren Schichten des Pulverkorns die wasser- Stell bach er, D.e Schieß- und Sprengstoffe,

löslichen Bestandteile bei normaler oder erhöhter 15 Leipzig 1933, S. 193) auszuscheiden.

Temperatur mit Wasser herausgelöst werden und Zwar ist aus der deutschen Patentschrift 97. 892

das Auf- und Einbringen der Phlegmatisatoren ein Verfahren /um Modifizieren der oberflächlichen

in mchisluliger Oberflächenbehandlung erfolgt, Abbnindgeschwindigke.t von kunstnarjr.all.gen F est-

wobei zwischen den einzelnen Behandluncsstufen sUifftrcibsälzcn bekannt. Aufgabe dieses Verfahrens

Naß- oder Trockcnlagerungen des Pulvers einge- 20 ist es, bestimmte icle der Oberfläche gegen AM,_r:,n_d

schaltet werden zu schützen bzw. stillzulegen. Dies wird dadurch cr-

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- reicht, daß aus der Oberfläche des Treibsatzes, und

kennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Be- der unmittelbar darunterliegenden Schicht ein oder

handlungsstufen und/oder vor der abschließenden mehrere Bestandteile - das Kunstharz und oder

Trocknung des Pulvers eine Wässerung einge- 25 der Sauerstoffträger durch ein geeignetes Losungs-

schaltet wird. mittel ganz oder teilweise herausgelöst und statt dessen

Substanzen mit geringerer Abbrandgeschwindiikeit