DE2126921C3 - Energielieferndes, zur Herstellung von Sprengstoffen geeignetes eutektisches Gemisch mit niedrigem Erstarrungspunkt und seine Verwendung - Google Patents
Energielieferndes, zur Herstellung von Sprengstoffen geeignetes eutektisches Gemisch mit niedrigem Erstarrungspunkt und seine VerwendungInfo
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- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
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Description
Die Erfindung betrifft unter —10° C flüssige, energieliefernde,
eutektische Gemische aus schmelzbaren Komponenten und ihre Verwendung in Sprengstoffen.
Bekannt sind gas- und energieliefernde, eutektische Gemische auf der Basis von Ammoniumnitrat/Harnstoff
und Verbindungen wie Ammoniumsulfamat, -thiosulfat, -formiat, -acetal, -thiocyanat und -hypophosphit, Acetamiden,
Propionamiden und Methylaminnilrat. Der
Nachteil dieser bekannten Gemische ist der, daß die meisten von ihnen bei Temperaturen oberhalb 00C und
einige wenige bei Temperaturen zwischen — 100C und
0°C erstarren; unterhalb -100C sind alle diese
Gemische fest. Für die Verwendung in der Praxis ist es jedoch wichtig, daß die eutektischen Gemische auch bei
Temperaturen unterhalb vor. -10° C noch flüssig sind.
Es wurde nun ein energieliefemdes, eutektisches Gemisch auf der Basis von sauerstoffabgebenden Salzen
und verbrennbaren Verbindungen gefunden, das gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an mindestens 30
Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%. an Nitraten und/oder Perchloraten von Alkanolaminen und einen
Erstarrungspunkt unterhalb von - 100C.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch den Zusatz von Alkanolaminnitraten oder -perchloraten
der Erstarrungspunkt von eutektischen Gemischen, die
überwiegend aus sauerstoffabgebenden Salzen und verbrennbaren Verbindungen bestehen, sehr stark
herabgesetzt wird, so daß damit die wichtigsten Nachteile der bekannten energieliefernden, eutektischen
Gemische behoben werden können. Gemische, die diese Alkanolaminsalze in den genannten Anteilen
enthalten, sind bis hinab zu mindestens - 10"C flüssig.
bei geeigneten Zusammensetzungen sind sie aber auch noch bei -20° C und noch tieferen Temperaturen
flüssig.
Als Alkanolamine, deren Nitrate oder Perchlorate erfindungsgernäß eingesetzt werden, kommen primäre,
sekundäre und tertiäre Alkanolamine infrage. Beispielsweise seien genannt: Äthanolamin, 2-Aminobutanol,
2-Aminoisobutanol, Diethanolamin, Triäthanolamin.
Es ist auch möglich, bis zu 50 Gew.-% der
Es ist auch möglich, bis zu 50 Gew.-% der
ίο Alkanolaminsalze durch die Alkylaminnitrate oder
-perchlorate zu ersetzen, ohne daß der Erstarrungspunkt über -10°C ansteigt. Die Alkylreste dieser
Alkylaminsalze können die gleichen wie diejenigen der entsprechenden Alkanolamine sein, sie können aber
auch von diesen verschieden sein. Bevorzugt wird Methylaminnitrat eingesetzt.
Das als Basis für die vorliegenden energie.iefernden,
eutektischen Gemische eingesetzte eutektische Gemisch aus sauerstoffabgebenden Salzen und den
Gefrierpunkt dieser Salze herabsetzenden verbrennbaren Substanzen besteht einerseits aus Sauerstoff
liefernden, anorganischen Salzen und andererseits aus den Erstarrungspunkt dieser Salze herabsetzenden
verbrennbaren Verbindungen. Sein Anteil an der gesamten eutektischen Mischung liegt zwischen 20 und
70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gew.-%.
Als anorganische Salze kommen hauptsächlich Ammoniumnitrat und/oder Natriumnitrat infrage. Aber
auch andere Alkali- oder Erdalkalinitrate und/oder
jo Perchlorate können verwendet werden.
Die verbrennbaren Verbindungen umfassen die Nitrate und Perchlorate von Aminen und Abkömmlingen
des Ammoniaks. Als Amine können primäre, sekundäre und tertiäre Alkyl- und Arylamine (z. B.
Methylamin, Äthylamin, Anilin, Phenylendiamin), cyclische
Amine (z. B. Hexamethylentetramin) oder mehrwertige Amine eingesetzt werden (z. B. Äthylendiamin,
Hexamethylendiamin oder Tetraäthylenpentamin).
Die Abkömmlinge des Ammoniaks umfassen Hydrazin. Harnstoff und dessen Substitutionsprodukte, Urethane, Guanidin und quartäre Ammoniumverbindungen. Als gefrierpunktserniedrigende, verbrennbare Verbindungen eignen sich weiterhin die Ammoniumsalze aliphatischer Carbon- und Sulfonsäuren, wie z. B.
Die Abkömmlinge des Ammoniaks umfassen Hydrazin. Harnstoff und dessen Substitutionsprodukte, Urethane, Guanidin und quartäre Ammoniumverbindungen. Als gefrierpunktserniedrigende, verbrennbare Verbindungen eignen sich weiterhin die Ammoniumsalze aliphatischer Carbon- und Sulfonsäuren, wie z. B.
*"> Ammoniumformat, Ammoniumacetat, Ammoniumsulfamat
und die Amide dieser Säuren, wie z. B. Formamid, Acetamid, Harnstoff und dessen Abkömmlinge, wie
Urethane, Ureide und Carbamidsäure.
Auch Ammoniumthiocyanat, AmriH-niumhypophosphit, Ammoniumthiosulfat, wasserfreies Natriumacetat und Mono- und Oligosaccharide eignen sich als gefrierpunktsemiedrigende, verbrennbare Verbindungen.
Bevorzugt werden als Hauptbestandteile des als Basis dienenden eutektischen Gemisches Ammoniumnitrat und Harnstoff im Gewichtsverhältnis 1 :(0,6 bis 1,5) eingesetzt.
Auch Ammoniumthiocyanat, AmriH-niumhypophosphit, Ammoniumthiosulfat, wasserfreies Natriumacetat und Mono- und Oligosaccharide eignen sich als gefrierpunktsemiedrigende, verbrennbare Verbindungen.
Bevorzugt werden als Hauptbestandteile des als Basis dienenden eutektischen Gemisches Ammoniumnitrat und Harnstoff im Gewichtsverhältnis 1 :(0,6 bis 1,5) eingesetzt.
Den erfindungsgemäßen eutektischen Gemischen können auch flüssige, in diesen lösliche Verbindungen
«> zugesetzt werden* wie hochsiedende Alkohole (Glycerin,
Glycol, Diglycol u. a.).
Zur Steuerung der Konsistenz können die erfindungsgemüßcn
eutcktir.chen Gemische mit Quellmittel in Mengen von 0,1 bis 10 Gcw.-n/o. vorzugsweise 1 bis 5
h'i Gew.-%, versetzt werden. Die Quellmittel schützen
diese Gemische oder daraus hergestellte Arnmoniumtiitratsprengstoffe
sowohl vor dem Entmischen als auch vor dem Kindringen von Wasser. Als Quellmittel
2i 26
kommen ζ. B. Oligo- oder Polysaccharide infrage.
Beispielsweise seien genannt: Guarmehl, Johannisbrotkernmehl, Agar-Agar, Stärke, Cellulosederivate (z. B.
deren Ester, Äther und Glycolate), Eiweißstoffe und Gelatinen, Gummiarabikum, Traganth und Alginate.
Als Quellmittel kommen auch Andickmittel wie Polyacrylamide, Polyacrylsäuren, Polyvinylalkohol und
Polyoxymethylen infrage; ebenfalls können inerte, feinverteifce Andickmittel wie Bentonite, Kieselsäure
und Silikate eingesetzt werden. ι ο
Gegebenenfalls können die Quellmittel auch vernetzt werden. Durch Zusatz von antibakteriellen Mitteln, wie
z. B. Salicylsäure, können die Quellmittel haltbar gemacht werden.
Zum besseren Auflösen der Andickmittel und zur Verflüssigung der schmelzbaren Komponenten kann
den eutektischen Gemischen Wasser zugesetzt werden. Zur Erhaltung der Energie ist es vorteilhaft, die
zugegebene Wassermenge möglichst gering zu halten.
Die erfindungsgemäßen eutektischen Gemische liefern bei ihrer Umsetzung Energie und Wärme und sind
deshalb als solche direkt als Sprengstoffe einsetzbar oder können zur Herstellung von Sprengstoffen
verwendet werden.
Mit den erfindungsgemäßen eutektischen Gemischen können energiereiche Sprengstoffgemische mit einstellbarer
Handhabungssicherheit gefertigt werden. Es kommen z. B. infrage Sprengstoffe auf der Basis von
diesen eulektischen Gemischen und von:
Die Vorteile der erfindiingsgemäßen eutektischen
Gemische und der mit ihnen gefertigten Sprengstoffe liegen darin, daß sie bei Temperaturen unterhalb
- 100C verwendet werden können. Weitere Vorteile
sind, daß die Energie, Detonationsfähigkeit und Konsistenz der eutektischen Gemische und der mit
ihnen gefertigten Sprengstoffe in weiten Grenzen variiert werden können. Die Handhabungssiche, heit
dieser eutektischen Gemische bzw. der mit ihnen gefertigten Sprengstoffe hängt von dem Anteil der
detonationsfähigen Komponenten ab; sie ist jedoch stets erheblich besser als diejenige der detonationsfähigen
Komponenten alleine.
Die folgenden Beispiele beschreiben und erläutern die Erfindung. Sie sollen den erfindungsgemäßen Gedanken
in keiner Weise beschränken.
Die Zusammensetzung der folgenden sechs eutektischen
Gemische sind erfindungsgemäß. Sie wurden durch Zusammenschmelzen der einzelnen Komponenten
hergestellt und haben die in der folgenden Tabelle aufgeführte gewichtsmäßige Zusammensetzung. Sie
sind alle bei — 200C noch flüssig; einzelne sind auch bei
-35° C noch flüssig.
Triäthanolaminnitrtt 70 — — — — —
Äthanolaminnitrat — 63 32 51 56 63
Äthanolaminnitrat — 63 32 51 56 63
30
1. Brisanten Sprengstoffen, wie Pentaerythrittetranitrat,
Tetranitromethylamia, Cycictrimethylentrinitramin,
denen gegebenenfalls metallische Brennstoffe wie Aluminium oder Magnesi-jm hinzugefügt
sein können.
2. Sprengstoffen auf der Basis von Sauerstoff liefernden Salzen wie Ammoniumnitrat, Alkalioder
Erdalkalinitrate und/oder -perchloraten, denen gegebenenfalls brisante Sprengstoffe hinzugefügt
sein können.
Die Herstellung des eutektischen Gemisches kann erfolgen durch Zusammenschmelzen der einzelnen
Komponenten oder durch Neutralisation des Gemisches der Amine mit den entsprechenden Säuren,
Auflösen der übrigen Komponenten der eutektischen Schmelze und Abdampfen des Wassers. Während der
Neutralisation können Säuren oder Basen auch mit den übrigen Komponenten gemischt sein, soweit keine
unerwünschten Nebenreaktionen auftreten.
Für die Herstellung von Sprengstoffen auf der Basis dieser flüssigen, eutektischen Gemische kann das
eutektische Gemisch als solches den obengenannten Sprengstoffkomponenten beigegeben werden oder im
fertigen Sprengstoffgemisch entstehen. 5;
Die Andickmittel können dem flüssigen, eutektischen Gemisch oder der fertigen Sprengstoffmischung zugesetzt
werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sprengstoffe kann in den für herkömmliche Sprengstoffe oder for «)
schlammartige Sprengstoffe vorgesehenen Apparaturen erfolgen.
|e nach Verwendungszweck können Zusammensetzung und Konsistenz der Sprengstoffe mit dem
erfindungsgemäßen eutektischen Gemisch so variiert t>s
werden, daß die Sprengstoffe in Form von Patronen oder als pump- ocltr gießfähige Masse zur Verfugung
stehen.
Harnstoff
10 — 16 17 20 10
10 27 32 17 24 27
10 10 20 15 - -
10 27 32 17 24 27
10 10 20 15 - -
Es wurde ein eutektisches Gemisch folgender Zusammensetzung hergestellt:
Harnstoff 13,5%
Dieses Gemisch enthält mehr als 30 Gew.-% der erfindungsgemäßen Alkanolamiri- bzw. Methylaminsalze;
es ist demzufolge bei -200C noch flüssig. Es enthält
weiterhin soviel detonationsfähige Stoffe, daß es eine Bleiblockausbauchung nach Trauzl von 250cm3/10g
ergibt
Die erfindungsgemäße eutektische Mischung, welche bei -20° C noch nicht erstarrt, bestehend aus
Eutektisches Gemisch | Teil< |
Methylaminperchlorat | 16,0 |
Äthanolaminnitrat | 45,0 |
Methylaminnitrat | 16,0 |
Harnstoff | 12,0 |
Ammoniumnitrat | 11,0 |
Guarmehl | 2,5 |
wurde verwendet zur Herstellung eines plastischen Sprengstoffes mit folgender Zusammensetzung:
30% geliertes, eutektisches Gemisch,
70% Cyclotrimethylentrinitratnin.
70% Cyclotrimethylentrinitratnin.
Die Bleiblockausbauchung nach Trauzl beträgt 380 cm VIOg.
Beispiel 4
Ein Ammoniumnitratsprengstoff mit folgender Zusammensetzung
Ein Ammoniumnitratsprengstoff mit folgender Zusammensetzung
Ammoniumnitrat 49,59 j
Natriumnitrat 3,0%
Aluminium 10,0%
Hexogen 15,0% geliertes, eutektisches
Gemisch (wie in Beispiel 3) 223%
at eine Ausbauchung nach Trauzl von 480 bis 500 cm3/10 g.
Claims (5)
1. Energieliefemdes, zur Herstellung von Sprengstoffen
geeignetes, eutektisches Gemisch auf der Basis von sauerstoffabgebenden Salzen und den
Gefrierpunkt dieser Salze herabsetzenden, verbrennbaren Substanzen, dadurch gekennzeichnet,
daß es mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-%, Nitrate und/oder
Perchlorate von Alkanolaminen enthält und einen Erstarrungspunkt < - 10° C besitzt.
2. Energieliefemdes, eutektisches Gemisch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 50
Gew.-% der Alkanolaminsalze durch Alkylaminnitrat
oder -perchlorat, vorzugsweise Methylaminnitrat, ersetzt sind.
3. Energieliefemdes, eutektisches Gemisch gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
zusätzlich noch 20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-°/i>, Nitrate oder Perchlorate des
Ammoniums und/oder Hydrazins und/oder Alkali- und/oder Erdalkalimetalle enthält
4. Energiereiche, eutektische Gemische gemäß Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß sie
ein Andickmittel und gegebenenfalls Wasser in Anteilen bis zu 5% enthalten.
5. Verwendung der eutektischen Gemische nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von
energiereichen und handhabungssicheren Sprengstoffen mit brisanten Explosivstoffen und/oder
weiteren Sauerstoff liefernden Salzen.
Priority Applications (7)
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IT5039772A IT957989B (it) | 1971-05-29 | 1972-05-20 | Esplosivi al nitrato ammonico ad alta potenza e misugli eu tettici a basso punto di solidificazione in essi incorporati |
FR7218958A FR2139987A1 (en) | 1971-05-29 | 1972-05-26 | Energy producing eutectic mixtures - which increase safety of ammonium nitrate explosives |
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GB2534272A GB1364132A (en) | 1971-05-29 | 1972-05-30 | Energy-supplying low-melting point mixtures |
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US05/571,182 US3996078A (en) | 1971-05-29 | 1975-04-24 | Explosive composition and eutectic mixture therefor |
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DE19712126921 DE2126921C3 (de) | 1971-05-29 | 1971-05-29 | Energielieferndes, zur Herstellung von Sprengstoffen geeignetes eutektisches Gemisch mit niedrigem Erstarrungspunkt und seine Verwendung |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2126921B2 DE2126921B2 (de) | 1980-10-02 |
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US20120180915A1 (en) * | 2007-06-28 | 2012-07-19 | Maxam North America | Explosive emulsion compositions and methods of making the same |
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WO2020085986A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | Ab Etken Teknologi | A sensitised, safe to manufacture and environmentally friendly explosive composition |
-
1971
- 1971-05-29 DE DE19712126921 patent/DE2126921C3/de not_active Expired
-
1972
- 1972-05-30 GB GB2534272A patent/GB1364132A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1364132A (en) | 1974-08-21 |
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DE2126921B2 (de) | 1980-10-02 |
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