DE2245510A1

DE2245510A1 - Treibmasse fuer huellenlose explosive treibladungen und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2245510A1
Application number: DE2245510A
Authority: DE
Inventors: Robert Reid Stevely; William Snodgrass Webster
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-09-16
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1973-04-19
Also published as: DE2245510B2; ZA725691B; US3779820A; IT967416B; JPS4836313A; GB1349547A; FR2153039A1; CA984155A; FR2153039B1; AU466642B2; BE788664A; AU4593572A

Description

Treibmasse für hüllenlose explosive Treibladungen ^ und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Treibmasse für

hüllenlose explosive Treibladungen, auf aus solchen Massen hergestellte Ladungen und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Ladungen.

Die Verwendung von hüllenlosen Treibladungen als Kraftquelle für Projektile und für explosive Schlagwerkzeuge, wie Nagelpistolen ist bekannt. Jedoch bietet die Anordnung einer befriedigenden einheitlichen Treibladung mit ballistischen Ei- , genschaften, vergleichbar denjenigen einer körnigen Ladung, viele Probiene, so daß hüllenlose Ladungen bisher keinen be-

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deutenden Marktanteil erworben haben.

Eine hüllenlose Ladung muß so ausgerichtet sein, daß die Brennung bei der Zündung nicht auf die Oberfläche der Ladung begrenzt bleibt, sondern durch die Masse hindurch verläuft wie ir einer losen Ladung· Bei einer Methode zur Herstellung hüllenloser Treibladungen werden einzelne Körner eir»er explosiven Treibmasse entweder trocken zusammengepreßt oder mit einem Weichmacher oder Lösungsmittel behandelt, um die Körner zu einer kohärenten Masse zusammenzubacken. Das Ausmaß des Zusammenpreßens soll so sein, um die Körner ausreichend zu binden zur Verhinderung eines Zerbrechens bei normaler Handhabung, wobei jedoch die Ladung ausmidieni bröckelig bfeiben soll,go daß die Körner bei Auslösung des Zünders, v/elcher zum Zünden der Ladung verwendet wird, sich trennen und als lose Ladung brennen. Es ist äusserst schwierig, einen Ausgleich der vielen infragekommenden Faktoren zu erreichen, um eine zufriedenstellende technische Ladung zu erzeugen, welche zuverlässig brennt, ohne einen Rückstand zu hinterlassen,,welcher den SchuffTOchanismus einer Nagelpistole festklemmen kann.

Aufgabe der erfindung ist die Schaffung einer Nitrozellulose-Treibmasse, welche in körniger Form zur Herstellung einer verbesserten einheitlich zusammengepreßten, hüllenlosen Treibladung komprimiert werden kann.

Es wurde gefunden, daß Treibkörner, enthaltend einen Anteil an Nitrozellulose mit einem durchsch*ttliehen stickstoff-

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gehalt von 11 ,ο bis 12 ,ο Gew.-% N ,ohne Lösungsmittel oder Klebstoffe unter Erzeugung verbesserter einheitlicher, hüllenloser Treibladungen trockengepreßt werden können. Die Ladungen zerfallen zuverlässiger unter der Wirkung des Zünders, wobei sie dein ballistischen Effekt einer losen Ladung besser gleichkommen als bisher erhältliche komprimierte Ladungen, und sie können bei der normalen Verwendung ohne wesentlichen Verlust infolge Zerbröckeins gehandhabt werden.

Demgemäß enthält die explosive Treibmasse der Erfindung ausser den üblichen Bestandteilen eines Treibsprengstoffes auf Basis von Nitrozellulose einen Anteil an Nitrozellulose mit niedrigem Stickstoffgehalt bei einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 11,ο bis 12,ο Gew.-%. Der Treibstoff kann zweckmäßigerweise auf Basis eines einzelnen Treibstoffes aufgebaut sein, basierend auf Nitrozellulose mit hohem Stickstoffgehalt bei einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,2 bis 13,4 Gew.-?; ■ (Schießbaumwolle.) , einem Treibmittel auf Zweifachgrundlage, enthaltend Nitroglyzerin und Schießbaumwolle-Nitrozellulose oder einem Treibstoff auf Dreifachgrundlage, enthaltend Nitroguanidin, Nitroglyzerin und Schießbaumwolle-Nitrozellulose.

Vorzugsweise liegt der Anteil an Nitrozellulose mit niedrigem Stickstoffgehalt innerhalb des Bereiches von Io bis 3o Gew.-% der Gesamtzusammensetzung.

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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in einer einheitlichen, hüllenlosen Treibladung, enthaltend komprimierte Körner der genannten Treibnasse. Die Ladung ist zweckmäßigerweise zylindrisch. Zweckmäßigerweise kann die Ladung gewünsch tenfalln mit einer Oberflächenkerbe zum Einbringen einer geeigneten Menge einer Zündmasse gebildet sein.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer einheitlichen, hüllenlosen Treibladung, das darin besteht, Körner aus der Treibmasse, welche außer den üblichen Bestandteilen eines Treibsprengstoffes einen Anteil an Nitrozellulose mit niedrigem Stickstoffgehalt bei einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 11,ο bis 12,ο Gew.-% enthält, trocken komprimiert. Vorzugsweise werden die JCörner bei

einem Druck innerhalb des Bereiches von 21Io bis 492o kg/cm komprimiert.

Die Treibmasse kann in körniger Form auf übliche Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Einverleibung eines Lösungsmittels oder Weichmachers für die Nitrozellulosebestandteile in die nasse zur Bildung einer Paste und Formung der raste in die gewünschten Körner durch Formung oder Extrusion als Schnur, welche anschließend aufgeteilt wird.nie Körner können vorzugsweise porös sein.Die Porosität kann in bekannter Weise durch anfängliches Einverleiben eines entfernbaren Füllstoffes in die nasse, welches fuifjchlienera aus den Körnern ortfetnfc '.>diti,crzict vraüen. Bei-

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spielsweise können Kaliumnitratkristalle einverleibt und durch Auslaugen der Körner mit Wasser entfernt werden. Die Menge an Füllstoff liegt vorzugsweise im Bereich von 5o bis 2oo Gewichtsteilen je loo Gewichtsteile der Masse.

Die Erfindung wird ferner durch folgende Beispiele näher erläutert/ in denen Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind.

Beispiel 1

84 Teile (in trockener Form) von Schießbaumwoll-Nitro-'zellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3% K, benetzt mit 44 Teilen Äthylalkohol, 15 Teile Nitrozellulose mit geringem Stickstoffgehalt,enthaltend durchschnittlich 11,6 bis 11,8% N, ein Teil Diphenylarain, loo Teile Kaliumnitrat und 66 Teile Diäthyläther wurden zur Bildung einer extrudierbaren Paste gemischt. Die Paste wurde durch eine Form oder Düse zur Bildung einer Schnur mit einem Durchmesser von 1,4 mm extrudiert, welche luftgetrocknet und in scheibenförmige Körner mit einer ungefähren Dicke von o,32 mm geschnitten wurde. Diese Körner wurden in heißem Wasser (6o C) zur /Entfernung des größten Teils des Kaliumnitrats getränkt und luftgetrocknet« Sie wurden dann in einer Pfanne mit feinem Graphit (durchschnittliche Teilchengröße loo p) getrommelt, um ihnen einen Glasurüberzug zur Verbesserung ihrer Freifließeigenschaften zu geben und die anschließende Einfüllung'in eine Form asu erleichtern. Die Hasse

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der Körner setzte sich wie folgt zusammen:

Schießbaumwolle-Nitrozellulose Niedrigstockstoff-Nitrozellulose Diphenylamin Kaliumnitrat Graphit

34 Teile 15 Teile 1 Teil 1 Teil o,4 Teil

Mengen von o,35 g der Körner wurden in einer Form bei einein Druck von 352o kg/cm (5o.ooo psi) zur Bildung zylindrischer Pellet-Ladungen gepreßt, von denen jede einen Durchmesser von 8,85 mm und eine Dicke von 3,8 mm mit einer kreisförmigen Zünderkerbe in einer ihrer flachen Flächen mit einem Durchmesser von 4,5 mm und einer Tiefe von 2,ο min besaß.

Die Zünderkerbe jeder Ladung wurde mit einer Zündmasse gefüllt, bestehend aus 64 Teilen Bleistyphnat und 36 Teilen gemahlenem Glas, aufgeschlämmt in einer Lösung von Nitrozellulose. Die Aufschlämmung wurde getrocknet und mit einer dünnen Schutzschicht aus Kollodium überdeckt.

Die hüllenlose Treibladung dieses Beispiels wurde in einer explosiv betriebenen Nageltreibpistole getestet, und sie brannte sauber und hatte ballistische Eigenschaften, vergleichbar mit einer entsprechenden losen körnigen Ladung. Sie widerstand normaler rauher Handhabung ohne Zerbröckelung.

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Beispiel 2

74 Teile (in trockener Form) von Schießbaumwoll-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von'13,3% N, benetzt mit 4o Teilen Äthylalkohol, 2o Teilen Niedrigstickstoff-Nitrozellulose, enthaltend durchschnittlich 11,8 bis 12,o% N, 1'Teil Diphenylamin, 5o Teile Kaliumnitrat und 6o Teile Diethylether wurden zur Bildung einer extrudierbaren Paste gemischt. Die Paste wurde zu Körnern geformt, welche zur Entfernung des Kaliumnitrats getränkt und wie in Beispiel 1 beschrieben glasiert wurden. Die Zusammensetzung der resultierenden Körner war wie folgt:

Schießbaumwoll-Nitrozellulose 74 Teile

Niedristickstoff-Nitrozellulose 25 Teile

Diphenylamin ' 1 Teil

Kaliumnitrat 1 Teil

Graphit o,4 Teil

Mengen von o,3 g der Körner wurden in eine Form bei

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einem Druck von 281o kg/cm unter Bildung zylindrischer einheitlicher Ladungen etwa der gleichen Form und mit den gleichen Dimensionen wie die gepreßten Ladungen von Beispiel 1 gepreßt.

.Uenn die Ladungen wie in Beispiel 1 gezündet wurden und in einer Ilagelpistole cjetcstet wurden, brannten sie rein

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mit ballistischen Eigenschaften, vergleichbar denjenigen einer entsprechenden losen Ladung. Sie widerstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckeln.

Beispjel 3

59 Teile Schießbaumwoll-Witrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3%, 2o Teile Hiedrigstickstoff-Nitrozellulose {durchschnittlicher N-Gehalt 11,5%) und 1 Teil Athylzentralit (Diäthyldiphenylharnstoff) wurden mit 8oo Teilen Wasser aufgeschlämmt und 2o Teile Nitroglyzerin wurdcn in die Aufschlämmung zur Bildung einer Paste eingemischt. Die Paste v/urde in heißer Luft getrocknet, mit 36 Teilen Aceton und 4 Teilen V7asser gemischt,und 2oo Teile Kaliumnitrat wurden zur Bildung einer Paste bzw. eines Teiges zugegeben, welcher wie in Beispiel 1 extrudiert und granuliert wurde. Die Körner wurden in heißem Wasser (6o C) zur Entfernung des Kaliumnitrats getränkt und wurden anschließend luftgetrocknet und wie in Beispiel 1 beschrieben glasiert.

Die Zusammensetzung der Körner war wie folgt:

Schießbaumwoll-Nitrozellulose 59 Teile

Nicdrigstickstoff-Nitrozellulose 2o Teile

Nitroglyzerin 2o Teile Äthylzentralit 1 Teil

Kaliumnitrat 1 Teil

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Graphit ο,4 Teile

Mengen von ο,25 g der Körner wurden in eine Form bei

einen Druck von 21Io kg/cm zur Bildung zylindrischer einheitlicher Ladungen von etwa der gleichen Form und mit Dimensionen wie die in Beispiel 1 gepreßten Ladungen gepreßt.

Wenn.die Ladungen wie in Beispiel 1 gezündet wurden und in einer Nagelpistole getestet wurden, brannten sie rein mit ballistischen Eigenschaften, vergleichbar denjenigen einer entsprechenden losen Ladung. Sie wiederstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckelung.

Beispiel 4

69 Teile Schießbaumwoll-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3%, 15 Teile Niedrigstickstoff-Nitrozellulose, enthaltend durchschnittlich 11,2 bis 11,4% N und 1 Teil Äthylzentralit wurden mit 8oo Teilen Wasser aufgeschlämmt, und 15 Teile Nitroglyzerin wurden in die Aufschlämmung zur Bildung einer Paste eingemischt. Die Pate wurde in heißer Luft getrocknet, mit 4o Teilen Aceton und 8 Teilen Wasser gemischt,und loo Teile Kaliumnitrat wurden zur Bildung eines extrudierbaren Teiges hinzugegeben. Der Teig wurde zu Körnern geformt, welche zur Entfernung des Kaliumnitrats getränkt und wie in Beispiel 1 beschrieben glasiert wurden.

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Die Zusammensetzung der Körner war wie folgt:

Schießbaumwoll-Nitrozellulose 69 Teile

Niedricjstickstoff-Nitrozellulose 15 Teile

Nitroglyzerin 15 Teile Äthylzentralit . 1 Teil

Kaliumnitrat 1 Teil

Graphit o,4 Teil

Mengen von o,35 g der Körner wurden in einer Form

2 bei einem Druck von 422o kg/cm zur Bildung zylindrischer einheitlicher Ladungen von etwa der gleichen Form und mit Dimensionen wie die in Beispiel 1 gepreßten !ladungen gepreßt.

Wenn die Ladungen wie in Beispiel 1 gezündet und in einer Nagelpistole getestet wurden, brannten sie rein mit ballistischen Eigenschaften, vergleichbar denjenigen einer entsprechenden losen Ladung. Sie widerstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckelung.

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Claims

Patentansprüche

1. Explosive Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose für hüllenlose explosive Treibladungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ausser den üblichen Bestandteilen eines Treibsprengstoffes auf Basis von Nitrozellulose ferner einen Anteil von Niedrigstickstoff-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 1.1/o bis 12,ο Gew.-% enthält.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Anteil an Niedrigstickstoff-Nitrozellulose innerhalb des Bereiches von Io bis 3o Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, .enthält.

3. Hasse nach einein der vorhergehenden Ansprüche in Form einer einheitlichen, hüllenlosen Treibladung, insbesondere in zylindrischer Form, dadurch gekennzeichnet, daß sie komprimierte Körner einer Treibmasse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche enthält.

4. Masse in Form einer Treibladung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Oberflächenkerbe zur Aufnahme einer geeigneten Menge einer Zündmasse aufweist.

5. Masse in Form einer Treibladung nach Anspruch 4, dadturch gekennzeichnet, daß die Oberflächenkerbe ,eine Zünd-

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masse enthält.

6. Masse in Form einer Treibladung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zündmasse Bleistyphnat enthält. ·

7. Verfahren zur Herstellung einer explosiven Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose nach Ansprüchen 1 oder 2 in körniger Form, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösungsmittel oder einen Weichmacher für die NitrqzelIulosebestandteile in die Masse zur Bildung einer Paste einverleibt, daß man die Paste durch Formung oder Extrusion zur Bildung einer Schnur formt und die Schnur in Körner aufteilt·

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen entfernbaren Füllstoff in die Masse einverleibt und diesen aus den hergestellten Körnern zur Bildung poröser Körner entfernt.

9. Verfahren zur Herstellung der Masse in Form der einheitlichen, hüllenlosen Treibladung gemäß Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Körner aus der Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose gemäß Ansprüchen 1 oder 2 trocken komprimiert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Körner aus der Treibmasse in poröser Form verwendet.

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11. Verfahren nach Ansprüchen 9 oder Io _r dadurch gekennzeichnet, daß man einen Komprimierdruck im Bereich von 21 Io bis 492ö kg/cm anwendet.

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