DE2213454C3

DE2213454C3 - Gekörntes Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose

Info

Publication number: DE2213454C3
Application number: DE2213454A
Authority: DE
Inventors: Pierre Antoine Pont De Buis Frank; Louis Villey Desmeserets Leneveu
Original assignee: NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS PARIS Ste
Current assignee: NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS PARIS Ste
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1972-03-20
Publication date: 1974-11-21
Also published as: US3753810A; AU460030B2; NL7204590A; LU65069A1; AU4083272A; BR7201981D0; CH544730A; GB1349237A; YU84272A; JPS5115086B2; ES401407A1; BE781594A; NL149476B; AR197957A1; IL39002A0; DE2213454B2; DE2213454A1; ZA722287B; FR2133011A5; IT958736B

Description

cellulosen mit dem gleichen öder 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 Nitrocelluiose-Mantelschichtfcn) 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 I bis 2 Gewichtsprozent (bezogen auf das Ammoniumnitrat und die Nitrocellulose) 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 C¹UrCh Anfeuchten bzw. Tauchen oder durch Besprühen mit Nitrocellulose-KoHodium 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 Gewichtsteiie eines auf eine Korngröße bis zu 350 μ zerkleinertem Ammoniumnitrats von Düngemittelqualität,

30 Gewichtsteile Nitrocellulose mit 12,80 ⁰O Stickstoff,

18 Teile Aceton und

3,5 Teile Äthanol (oder Isopropanoi)

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°/o des eingeführten Nitrats zu bringen und
eine zweite Anfeuchrung 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 I2,8«/o Stickstoff) ..

Diphenylamin (Stabilisator)

Aluminiumpulver (einer Korngröße /on

5 bis 15 μ)

Synthetischer Campher

96prozentiger Äthanol

Aceton

2,30
0,05

3,90
0,65

74,1

19

Der Anteil der aufgesprühten Nitrocellulose liegt bei 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers und der Anteil an auigesprühiein 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 Alumin.umpulver enthaltende Nitrocellulosehülle. Dabei findet man folgende globale Zusammensetzung:

Gewichtsprozent

Ammoniumnitrat 55,8

Nitrocellulose 40,93

Diphenylamin 1,17

Aluminiumpulver 1,6

Campher 0,5

Selbstverständlich kann -nan 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 von 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°/o fbezoeen auf das Gewicht des endgültigen Pulvers) verändern.

Im übrigen kann man ebenfalls Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt unter 13,45% und vorzugsweise unter 12,8°/o 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 das 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 in 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 Aminoniumnitrats.

Das gemäß vorstehendem Beispiel erhaltene neue Pulver kann vorzugsweise in Mörsenrelais verwendet werden.

In der nachfolgenden Tabelle sind Kenndaten to eines solchen im Hinblick auf seine Anwendung für Mörserrelais in Patronen abgefüllten Pulvers angegeben. Zu VergleichszwtfVen sind ebenfalls Kenndaten für ein »Baiastn« ^.. unntes herkömmliches Pulver mit Körnern m**i ~.;5mm Durchmesser bei Anwendung für Mörser ais aufgeführt.

Schießversuche mit einem 60 mm Mörser mit

Patronen mit Schwanzleilwerk für das Projektil von 4,3 g »Ballistit« einer Dicke voa 0,15 mm

Gesamt-	Pulver	Geschwindig	rViirk
iadung		keit	Ul ULK
(Patronen
plus Relais)	erfindungs	(m/s)	(bar)
(g)	gemäß	128,2	280
9,9	erfindungs
	gemäß	145,8	360
13,2	Ballistit
	Ballistit	129,2	270
9,9		149	320
13,2

Claims

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. Treifamittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an !Nitrocellulose

in der oder den Mantelschicht(en) 4 bis 8 Ge-Wichtsprozent des endgültigen Pulvers beträgt
3. Treibmittelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Aluminium bei i bis S Gewichtsprozent des endgültiges Pulvers liegt.
4. Treibmittelpulver nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in Form von St'huppen 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. Treibmiuelpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitrocellulose vom Typ mit nüilercm oder geringem Stickstoffgehalt ist. der kleiner oder gleich 13,45 Gewichtsprozent ist.
7. Treibmittelpulver nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem klassischen Stabilisator wie Diphenylamin oder 2-Nitrodiphenylamin vorzugsweise in Mengen von 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Nitrat und Nitrocellulose.
8. Treibmittelpulver nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Nitrocellulose durch Polyvinylnitrat in Anteilen bis zu 40 Gewichtsprozent der Mischung aus Nitrocellulose und Poiyvinyinitrat ersetzt ibt.
9. Verfahren zur Herstellung eines Treibmittelpulvers 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 mn Nitrocellulose-Kollodium in Äthanol mit einem Gehalt an Aluminiumpulver, gegebenenfalls einem Stabilisator und Campher umhüllt werden, wobei di? M?*?<™* ^an Nitrocellulose für die Umhüllung bei 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers und an Aluminium bei 1 bis 5 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung in mehreren Auftragungen erfolgt unter Verwendung von Nitrocellulose-Kollodium mit gleichem oder unterschiedlichem Stickstoffgehalt.
11. Verwendung des Treibmittelpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Füllung von Mörserrelais.

Gegenstand der Erfindung ist ein Treibmittelpulver auf der Basis von Ammoniumnitrat und Nitrocellulose in Form von Körnern oder Granalien das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewichtsverhältnis von Nitrocellulose zu Ammomumn.trat zwischen 0,22 und 1 liegt und die Korner oder Granalien mit zumindest einer Aluminium in gepulverter Form enthaltenden Nitrocellulose-Mantelschicht ver-^S£ Dies^Ses^derfindungsgemäße Treibmittelpulver zeichnet sich insbesondere durch folgende Vorteae aus:

a) Außer einem erhöhten Potential und einer verbesserten Resistenz gegen ein Eindringen von Wasser und die Wiederaufnahme von Feuchtigkeit besitzt es eine geringere Erosivität (die sich in einer Verminderung der Verschmutzung oder Verrußung der Waffen und einer Verringerung der Rauchbildung äußert), .ine größere Heftigkeit und eine sehr geringe Degressivität;

b) die Form der Körner erleichtert das Füllen der

Patronen;

c) das vollständige Fehlen von Exsudationen bzw. Ausschwitzungen verleiht dem Pulver eine außerordentliche chemische Stabi'ität.

Die Erzeugung von wasserundurchlässigen Überzügen auf gekörnten Treibmitteln ist zwar z. B. aus der USA.-Patentschrift 3 523 839 bekannt, nach der Raketentreibmittelkörner durch Ablagerung aus lter 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 werden Mischungen von feinpulverigem Ammoniumnitrat und Aluminiumpulver in eine gelatinierte Mischung von Nitrocellulose und Nitroglycerin eingebettet, wobei der Nitrocellulosegehalt, bezogen auf die Mischung von Nitrocellulose und Nitroglycerin, zumindest 30 Gewichtsprozent ausmachen soll. Auf diese Weise sollen leicht zündbare Sprengstoffe von hoher Dichte und hohem Energiegehalt besonders wirtschaftlich erzeugt werden. Auf diese Weise werden jedoch keine feuchtigkeitsresistenten Pulver erhalten. Nach der deutschen Patentschrift I 055 415 werden schließlich gekörnte Sprengstoffe auf der Basis von Ammoniumnitrat mit rinem 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 15⁰O hinausgehen soll, wodurch der hertigungsspieiraum ic!ativ gering wird.

Gegen diesen Stand der Technik, aus dem das erfindungsgemäße Treibmittelpulver nicht herleitbar ist, hebt sich die Erfindung vorteilhaft ab.

Das verwendete Ammoniumnitrat ist vorzugsweise von Düngemittelqualität, gegebenenfalls zerkleinert und ausgesiebt und von einer Korngröße bis zu 350 μ. Die Nitrocellulose kann von mittlerem Stickstoffgehalt (12,8 bis 13,45%> Stickstoff) oder von geringem Stickstoffgehalt (unter i 2,8 % Stickstoff) sein. Die Nitrocellulosemenge für die Umhüllung kann 4 bis 8 Gewichtsprozent des endgültigen Pulvers betragen. Die umhüllenden Schichten können Nitro-