DE2213454B2 - Gekörntes Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose - Google Patents

Gekörntes Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose

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Description

a) Außer einem erhöhten Potential und eino" verbesserten Resistenz gegen ein Eindringen von Wasser und die Wiederaufnahme von Feuchtig-
keit besitzt es eine geringere Erosivität (die sich in einer Verminderung der Verschmutzung oder Verrußung der Waffen und einer Verringerung der Rauchbildung äußert), eine größere Heftigkeit und eine sehr geringe Degressiv!tat:
b) die Form der Körner erleichtert das Füllen der Patronen;
c) das vollständige Fehlen von Exsudationen bzw. Ausschwitzungen verleiht dem Pulver eine außerordentliche chemische Stabilität.
Die Erzeugung von wasserundurchlässigen Überzügen auf gekörnten Treibmitteln ist zwar z. B. aus der USA.-Patentschrift 3 523 839 bekannt, nach der Ral^tentreibmittelkörner durch Ablagerung aus der Dampfphase mit einer Schicht aus p-Xylolpolymeren und atomar abgeschiedenem Aluminium versehen werden. Hier handelt es sich jedoch um deutlich unterschiedliche Treibstoffe und ganz spezielle Überzüge, die zudem sehr viel aufwendiger aufzubringen sind.
Nach der britischen Patentschrift 953 246 weiden Mischungen von feinpulverigem Ammoniumnitrat und Aluminiumpulver in eine gelatinierte Mischung von Nitrocellulose und Nitroglycerin eingebettet, wobei der N'ilrocellulosegehalt, bezogen aut die Mischung von Nitrocellulose und Nitroglycerin, zumindest 30 Gewichtsprozent ausmachen soll. Auf d'Cse Weise sollen leicht zündbare Sprengstoffe von hoher Dichte und hohem Energiegchalt besonders wirtschaftlich erzeugt werden. Auf diese Weise werden jedoch keine feuchtigkeitsresistenten Pulver erhalten. Nach der deutschen Patentschrift 1055 415 werden schließlich gekörnte Sprengstoffe auf der Basis von Ammoniumnitrat mit einem wasserbeständigen Überzug aus Nitrocellulose plus Weichmacher versehen. In diesem Falle werden jedoch bestimmte Mindesiabmessungen der Körner (6 mm) und Mindestdicken für den Überzug gefordert, dessen Anteil am Gesamtgewicht im übrigen nicht über 15° 0 hinausgehen soll, wodurch der Fertigungsspielraum relativ gering wird.
Gegen diesen Stand der Technik, aus dem das crlindungsgemaüe Treibmittelpulver nicht hcrleitbar ist, hebt sich die Erfindung vorteilhaft ab.
Das verwendete Ammoniumnitrat ist vorzugsweise von Düngcmittelqualität, gegebenenfalls zerkleinert und ausgesiebt und von einer Korngröße bis zu 350 u. Die Nitrocellulose kann von mittlerem Stickstoffgehalt (12.8 bis I 3,45 0O Stickstoff) oder von geringem Stickstoffgehalt (Unter 12.R0O Stickstoff) sein.
Die Nitrocellulosemcnge für die Umhüllung kann
4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers betraeen. Die umhüllenden Schichten können Nitro-
cellulosen mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen Stickstoffgehalt enthalten. Die angewandte Menge an Aluminium liegt bei 1 bis 5 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers. Vorzugsweise verwendet man Aluminiumschuppen einer Korngröße von 5 bis 15 μ.
Das Aluminium kann in eine oder mehrere Nitrocellulose-Mantelschicht(en) eingebaut oder auf die letzte Schicht aufgetragen werden. Dem Aluminium kommt dabei eine Doppelfunktion zu: Zum einen begünstigt es die Zündung des Pulvers, und zum anderen verbessert es seine Resistenz gegen ein Eindringen von Wasser in die Körner oder Granalien und gegen die Wiederaufnahme von Feuchtigkeit durch die Körner.
Das neue Pulver kann vorzugsweise einen klassischen Stabilisator wie Diphenylamin oder 2-Nitrodiphenylamin in Mengen von 1 bis 2 Gewichtsprozent (bezogen auf das Ammoniumnitrat und die fiitrocellulose) enthalten.
Die Verwendung des neuen Treibmittelpulvers ist insbesondere in Fällen angezeigt, wo klassische Treibmittelpulver mit Nitroglycerin Anwendung finden und speziell in zusätzlichen Treibelementen für Mörser, die allgemein mit »Mörserrelais« bezeichnet Werden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung der neuen Treibmittelpulver, nach dem gegebenenfalls einen Stabilisator enthaltende Körner von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose durch Anfeuchten bzw. Tauchen oder dm eh Besprühen mit Nitrocellulose-Kollodium in Äthanol mit einem Gehalt an Aluminiumpulver und gegebenenfalls einem Stabilisator sowie Campher umhüllt werden, wobei die Menge an Nitrocellulose für die Umhüllung von 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers und diejenige des Aluminiums von 1 bis 5 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers variieren kann.
Beispiel
In einem Werner-Mischer wird eine Mischung folgender Bestandteile:
70 Gewichtsteile eines auf eine Korngröße bis zu 350 μ zerkleinertem Ammoniumnitrats von Düngemittelqualität,
30 Gewichtsteile Nitrocellulose mit 12,80° ο Stickstoff,
18 Teile Aceton und
3,5 Teile Äthanol (oder Isopropanol)
30 Mituten lang gemischt. Dazu werden 1,30 Teile Diphenylamin als Stabilisator gegeben. Die erhaltene Mischung wird dann durch Extrusion und Zerschneiden in an sich bekannter Weise zu Körnern geformt. Diese Körner werden zwei aufeinanderfolgenden Tauch- bzw. Befeuchtungsoperationen ausgesetzt, und zwar:
einer ersten Anfeuchtung in Wasser, um den Ammoniumnitratgehalt auf 80 0Zo des eingeführten Nitrats zu bringen und
eine zwp.'te Anfeuchtung in Äthanol, um auf der Oberfläche der Körner abgelagerte Nitratspuren zu eleminieren.
Anschließend werden die flüchtigen Materialien durch Abtropfenlassen (gegebenenfalls unter Saugwirkung) und Trocknung entfernt. Danach werden die Körner durch Besprühen mit einer Umhüllungslösung mit folgenden Bestandteilen geglättet:
Bestandteile
Gewichtsprozent
Nitrocellulose (mit 12,8 «/o Stickstoff) ... 2,30
DipheEylamin (Stabilisator) ' 0,05
Aluminiumpulver (einer Korngröße von
5 bis 15 μ) 3,90
Synthetischer Campher 0,65
96prozeniiger Äthanol 74,1
Aceton 19
Der Anteil der aufgesprühten Nitrocellulose liegt bei 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers und der Anteil an aufgesprühtem Aluminium bei 1,6 Gewichtsprozent des Endprodukts.
Schließlich werden die Pulverkörner zur Entfernung des während der Umhüllung eingeführten Alkohols getrocknet.
Das so erhaltene Pulver besteht aus Körnern mit einem mittleren Durchmesser von 1,22 cm und einer mittleren Länge von 1,32 cm, die einen Kern aus Ammoniumnitrat und Nitrocellulose besitzen und eine Aluminiumpulver enthaltende Nitrocellulosehülle. Dabei findet man folgende globale Zusammen-Setzung:
Gewichtsprozent
Ammoniumnitrat 55,8
Nitrocellulose 40,93
Diphenylamin 1.17
Aluminiumpulver 1,6
Campher 0,5
Selbstverständlich kann man bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel das Verhältnis von Nitrocellulose zu Ammoniumnitrat während der Mischoperation zwischen 0,22 und 1 variieren lassen und den Befeuchtungsanteil (Aceton und Äthanol bzw. Isopropanol), d. h. das Verhältnis von Lösungsmittel zu anzufeuchtendem trockenem Material, zwischen 0,3 und 0,5 und den Anteil an Diphenylamin zwischen 1 und 1.5 Gewichtsprozent (bezogen auf das getrocknete Material) verändern oder das Diphenylamin durch 2-Nitrodiphenylamin in Mengen vor 1,5 bis 2 Gewichtsprozent (bezogen auf das trockene Material) ersetzen.
Ebenso kann man den während der Glättungsoperation aufgesprühten Anteil an Aluminium von 1 bis 5° 0 (bezogen auf das Gewicht des endgültigen Pulvers) verändern.
Im übrigen kann man ebenfalls Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt unter 13,45° Ό und vorzugsweise unter 12,8° 0 verwenden oder einen Teil der Nitrocellulose durch Polyvinylnitrat in Anteilen bis zu 40 Gewichtsprozent der Mischung aus Nitrocellulose und Polyvinylnitrat ersetzen.
Den Einfluß von Aluminium auf die Resistenz gegen da:, Eindringen von Wasser kann durch folgenden Versuch veranschaulicht werden:
Ein Pulver von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose in Form von Körnern, die mit einer Mantelschicht von Nitrocellulose ohne Aluminium versehen sind, verliert durch 10 Minuten langes Ein-
tauchen iu siedendes Wasser vollständig sein Ammoniumnitrat.
Wenn man es dagegen mit einer Aluminium enthaltenden Mantelschicht bedeckt, behält das gleiche Pulver noch nach 1,5 Stunden langem Eintauchen in siedendes Wasser 30 % seines Ammoniumnitrats.
Das gemäß vorstehendem Beispiel erhaltene neue Pulver kann vorzugsweise in Mörserrelais verwendet werden.
In der nachfolgenden Tabelle sind Kenndatee eines solchen im Hinblick auf seine Anwendung für Mörserrelais in Patronen abgefülltea Pulvers angegeben. Zu Vergleichszwecken sind ebenfalls Kenndaten für ein »Ballistit« genanntes herkömmliches Pulver mit Körnern von 0,15 mm Durchmesser bei Anwendung für Mörserrelais aufgeführt.
Schießversuche mit einem 60 mm Mörser mit
Patronen mit Schwanzleitv;erk für das Projektil von 4,3 g »Ballistit« einer Dicke von 0,15 mm
Gesamt Pulver Geschwindig Druck
ladung keit
(Patronen
plus Relais) erfindungs (m/s) (bar)
(g) gemäß 128,2 280
9S9 erfindungs
gemäß 145,8 360
13,2 Ballistit
Ballistit 129,2 270
9,9 149 320
13,2

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose in Form von Körnern oder Granalien, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Nitrocellulose zu Ammoniumnitrat zwischen 0,22 und 1 liegt und die Körner oder Granalien mit zumindest einer Aluminium in gepulverter Form enthaltenden Nitrocellulose-Mantelschicht versehen sind.
2. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Nitrocellulose in der oder den Mantelschicht(en) 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers beträgt.
3. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Aluminium bei 1 bis 5 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers liegt.
4. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in Form \on Schuppen mit einer Korngröße von 5 bis 15 u vorliegt.
5. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in einer oder mehrere Nitrocellulose-Mantelschichten eingebaut oder auf der letzten Nitrocellulose-Mantelschicht abgelagert ist.
6. Treibmittelpulver nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitrocellulose vom Typ mit r.-.'.t'icrcm oder geringem Stickstoffgehalt ist, de: kleiner oder gleich 13,4ς Gewichtsprozent ist.
7. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem klassischen Stabilisator wie Diphenylamin oder 2-\itrodiphenyIamin, vorzugsweise in Mengen von 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Nitrat und Nitrocellulose.
S. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Nitrocellulose durch Polyvinylnitrat in Anteilen bis zu 40 Gewidllsprozent der Mischung aus Nitrocellulose und Pohvinylnitrat ersetzt ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines TreibniittelpuKcrs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Körner oder Granalien von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose sowie gegebenenfalls einem Stabilisator durch Anfeuchten bzw. Tauchen oder Besprühen mit Nitroceilulose-Kollodiurn in Äthanol mit einem ChImIi an Aluminiumpulver, gegebenenfalls einem "stabilisator und Campher umhüllt werden, wobei die Menge an Nitrocellulose lür die Umhüllung bei 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen PuUers und an Aluminium bei 1 bis 5 Ciewich!sp:o/uit des endgültigen Pulvers lieg'..
10. Verfuhren njch Ansp'jch 9. daduu'i gekennzeichnet, daß die Umhüllung in mehreren Aufsagungen erfolgt unter Vervendung von Nitroccllulose-Koliodium mit gleichem oder unterschiedlichem Stickstof! geil alt.
11. Verwendung ücs TreibniittelpuK ers nach einem der Ansprüche 1 bis S /ui Füllung von Mörserrelais.
Gegenstand der Erfindung ist ein Treibmittelpulver auf dur Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose in Form von Körnern oder Granalien, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewichtsverhältnis von Nitrocellulose zu Ammoniumnitrat zwischen 0,22 und 1 liegt und die Körner oder Granalien mit zumindest einer Aluminium in gepulverter Form enthaltenden Nitrocellulose-Mantelschicht versehen sind.
ίο Dieses erfindungsgemäße Treibmittelpulver zeichnet sich insbesondere durch folgende Vorteile aus:
DE2213454A 1971-04-06 1972-03-20 Gekörntes Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose Expired DE2213454C3 (de)

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