DE2245510B2

DE2245510B2 - Explosive Treibmasse

Info

Publication number: DE2245510B2
Application number: DE2245510A
Authority: DE
Inventors: Robert Reid Saltcoats Stevely; William Snodgrass Beith 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: 1975-10-02
Also published as: US3779820A; FR2153039A1; IT967416B; GB1349547A; DE2245510A1; ZA725691B; CA984155A; BE788664A; AU466642B2; FR2153039B1; JPS4836313A; AU4593572A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine explosive Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose für hüllenlose explosive Treibladungen, die außer den üblichen Bestandteilen eines Treibmittels auf Nitrozellulosebasis einen Anteil an niedriger nitrierter Nitrozellu- as lose enthält.

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 Eigenschaften, vergleichbar denjenigen einer körnigen Ladung, viele Probleme, so daß hüllenlose Ladungen bisher keine technische Bedeutung haben.

Ferner ist bekannt, lauchschwache Pulver unter Verwendung eines Gemischs von Schießwolle und Kollodiumwolle herzustellen, indem unter Druck mit Hilfe von Methanol oder Äthanol mit darin löslichen Kollodiumwollen gelatiniert wird und die gelatinierte Pulvermasse nach geeigneter Formgebung durch Pressen und Schneiden in Wasser oder wäßrigen Lösungen einer solchen Temperatur eingetragen wird, die oberhalb des Siedepunkts des verwendeten Alkohols liegt.

Nachteilig hieran ist die Notwendigkeit einer relativ aufwendigen Gelatinierung der Pulvermasse mit Hilfe geeigneter Lösungsmittel. Außerdem ist es äußerst schwierig, auf die genannte Weise Massen zu erhalten, die einerseits fest genug gepreßt sind, daß sie bei späterer Handhabung nicht mehr zerbrechen, jedoch andererseits bröcklig genug sind, um ein gleichmäßiges Brennen durch die gesamte Ladung zu gewährleisten.

Eine hüllenlose Ladung muß so ausgerichtet sein, daß der Abstand bei der Zündung nicht auf die Oberfläche der Ladung begrenzt bleibt, sondern durch die Masse hindurch verläuft wie in einer losen Ladung. Bei einer Methode zur Herstellung hüllenloser Treibladungen werden einzelne Körner einer 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 ausreichend bröcklig bleiben soll, so daß die Körner bei Auslösung des Zünders, welcher zum Zünden der Ladung verwendet wird, sich trennen und als lose Ladung brennen. Es ist äußerst schwierig, einen Ausgleich der vielen in Frage kommenden Faktoren zu erreichen, um eine zufriedenstellende technische Ladung zu erzeugen, welche zuverlässig brennt, ohne einen Rückstand zu hinterlassen, welcher den Schußmechanismus einer Nagelpistole festklemmen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine explosive Treibmasse zur Verfügung zu stellen, die leicht erhältlich ist und einen solchen Preßzustand aufweist, daß sie mechanisch fest ist und trotzdem gleichmäßig abbrennt.

Gegenstand der Erfindung ist eine explosive Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose für hüllenlose explosive Treibladungen, die außer den üblichen Bestandteilen eines Treibmittels auf Nitrozellulosebasis einen Anteil an niedriger nitrierter Nitrozellulose enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die niedriger nitrierte Nitrozellulose einen Stickstoffgehalt von 11 bis 12% besitzt und in einer Menge innerhalb von 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegt.

Die explosive Treibmasse der Erfindung kann ohne Lösungsmittel oder Klebstoffe unter Erzeugung einer einheitlichen, hüllenlosen Treibladung trockengepreßt werden. Die Ladungen zerfallen zuverlässiger unter der Wirkung des Zünders, wobei sie dem ballistischen Effekt einer losen Ladung besser gleichkommen als bisher erhältliche komprimierte Ladungen, und sie können bei der normalen Verwendung ohne wesentlichen Verlust in Folge Zerbröckeins gehandhabt werden.

Außer der genannten niedrig nitrierten Nitrozellulose kann die Treibmasse der Erfindung Nitrozellulose mit hohem Stickstoffgehalt bei einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,2 bis 13,4 Gewichtsprozent (Schießbaumwolle) oder als doppelbasiges Treibmittel Nitroglyzerin und Schießbaumwolle-Nitrozellulose oder als dreibasiger Treibstoff Nitroguanidin, Nitroglyzerin und Schießbaumwolle-Nitrozellulose enthalten.

Die Treibmasse der Erfindung ist eine einheitliche, hüllenlose Treibladung, enthaltend komprimierte Körner der genannten Zusammensetzung. Die Ladung ist zweckmäßigerweise zylindrisch. Zweckmäßigerweise kann die Ladung gewünschtenfiills mit einer Oberflächenkerbe zum Einbringen einer geeigneten Menge einer Zündmasse gebildet sein.

Die Treibmassen der Erfindung können hergestellt werden, indem Körner aus der Treibmasse, welche außer den üblichen Bestandteilen eines Treibtr^;uels einen Anteil an Nitrozellulose mit niedrigem Stickstoffgehalt bei einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 11 bis 12 Gewichtsprozent enthält, trocken komprimiert werden. Vorzugsweise werden die Körner bei einem Druck innerhalb des Bereichs von 2110 bis 4920 kg/cm² komprimiert.

Die Treibrnasse kann in körniger Form auf übliche Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Einverleibung eines Lösungsmittels oder Weichmachers für die Nitrozellulosebestandteile in die Masse zur Bildung einer Paste und Formung der Paste in die gewünschten Körner durch Formung oder Extrusion als Schnur, welche anschließend aufgeteilt wird. Die Körner können vorzugsweise porös sein. Die Porosität kann in bekannter Weise durch anfängliches Einverleiben eines entfembaren Füllstoffs in die Masse, welches anschließend aus den Körnern entfernt wird,

erzielt werden. Beispielsweise können Kaliumnitratkristalle einverleibt und durch Auslaugen der Körner mit Wasser entfernt werden. Die Menge an Füllstoff liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 Gewichtsteilen je 100 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-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3% N, benetzt mit 44 Teilen Äthylalkohol, 15 Teile Nitrozellulose mit geringem Stickstoffgehalt, enthaltend durchschnittlich 11,6 bis 11,8% N, ein Teil Diphenylamin, 100 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 0,32 mm geschnitten wurde. Diese Körner wurden in heißem Wasser (60° C) zur Entfernung des größten Teils des Kaliumnitrats getränkt und luftgetrocknet. Sie wurden dann in einer Pfanne mit feinem Graphit (durchschnittliche Teilchengröße 100//) getrommelt, um ihnen einen Glasurüberzug zur Verbesserung ihrer Freifl^;eßeigenschaften zu geben und die anschließende Einfüllung in eine Form zu erleichtern. Die Masse der Körner setzte sich wie folgt zusammen:

Teile
. 34
. 15
. 1
. 1
Graphit 0,4

Mengen von 0,35 g der Körner wurden in einer Form bei einem Druck von 3520 kg/cm² 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 mm 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 Eigeni.diu, ten, vergleichbar mit einer entsprechenden losen körnigen Ladung. Sie widerstand normaler rauher Handhabung ohne Zerbröckelung.

Beispiel 2

74 Teile (in trockener Form) von Schießbaumwoll-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3% N, benetzt mit 40 Teilen Äthylalkohol, 20 Teilen Niedrigstickstoff-Nitrozellulose, enthaltend durchschnittlich 11,8 bis 12<y₀ N, 1 Teil Diphenylamin, 50 Teile Kaliumnitrat und 60 Teile Diäthyläther wurden zur Bildung einer extrudierbaren Paste gemischt. Die Paste wurde zu Körnern geformt, welche zur Entfernung des Kaliumnitrats geSchießbaumwolle-Nitrozellulose
Niedrigstockstoff-Nitrozellulose

Diphenylamin

Kaliumnitrat

tränkt und wie in Beispiel 1 beschrieben glasiert wurden. Die Zusammensetzung der resultierenden Körner war wie folgt:

Teile

Schießbaumwoll-Nitrozellulose 74

Niedrigstickstoff-Nitrozellulose 25

Diphenylamin 1

Kaliumnitrat 1

Graphit 0,4

Mengen von 0,3 g der Körner wurden in eine Form bei einem Druck von 2810 kg/cm² unter Bildung zylindrischer einheitlicher Ladungen etwa der gleichen Form und mit den gleichen Dimensionen wie die gepreßten Ladungen von Beispiel 1 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 La-

»° dung. Sie widerstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckeln.

Beispiel 3

»5 59 Teile Schießbaumwoll-Nitrozellulose mit einem durchschnittlichen Stickstoffgehalt von 13,3%, 20 Teile Niedrigstickstoff-Nitrozellulose (durchschnittlicher N-Gehalt 11,5%) und 1 Teil Äthylzentralit (Diäthyldiphenylharnstoff) wurden mit 800 Teilen Wasser aufgeschlämmt und 20 Teile Nitroglyzerin wurden in die Aufschlämmung zur Bildung einer Paste eingemischt. Die Paste wurde in heißer Luft getrocknet, mit 36 Teilen Aceton und 4 Teilen Wasser gemischt, und 200 Teile Kaliumnitrat wurden zur

Bildung einer Paste bzw. eines Teigs zugegeben, welcher wie in Beispiel 1 extrudiert und granuliert wurde. Die Körner wurden in heißem Wasser (60° C) zur Entfernung des Kaliumnitrats getränkt und wurden anschließend luftgetrocknet und wie in Beispiel 1 beschrieben glasiert.

Die Zusammensetzung der Körner war wie folgt:

Teile

Schießbaumwoll-Nitrozellulose 59

Niedrigstickstoff-Nitrozellulose 20

Nitroglyzerin 20

Äthylzentralit 1

Kaliumnitrat 1

Graphit 0,4

Mengen von 0,25 g der Körner wurden in eine Form bei einem Druck von 2110 kg/cm² 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 widerstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckelung.

Beispiel A

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 800 Teilen Wasser aufge-

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schlämmt, und 15 Teile Nitroglyzerin wurden in die Aufsdilämmung zur Bildung einer Paste eingemisdit. Die Paste wurde in heißer Luft getrocknet, mii 40 Teilen Aceton und 8 Teilen Wasser gemischt, und 100 Teile wurden zur Bildung eines extrudierbaren Teigs hinzugegeben. Der Teig wurde zu Körnern geformt, weldie zur Entfernung des Kaliumnitrats getränkt und wie in Beispiel 1 besdirieben glasiert wurden.

Die Zusammensetzung der Körner war wie folgt:

Teile

Sdüeßbaumwofi-Nitrozellulose 69

Niedrigstidcstoff-Nitrozellulose 15

Nitroglyzerin 15 »5

510 *

Athylzentralit j

Kaliumnitrat *

Graphit ^υ'⁴

Mengen von 0,35 g der Körner wurden in einer Form b8 einem Druck von 4220 kg/cm- zur B.ldung 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 denienieen einer entsprechenden losen Ladung. Sie widerstanden normaler roher Handhabung ohne Zerbröckelung.

Claims

ZZ

ο ι υ

Patentanspruch:

Explosive Treibmasse auf Basis von Nitrozellulose für hüllenlose explosive Treibladungen, die S außer den üblichen Bestandteilen eines Treibmittels auf Nitrozellulosebasis einen Anteil an niedriger nitrierter Nitrozellulose enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die niedriger nitrierte Nitrozellulose einen Stickstoffgehalt von *«» 11 bis 12% besitzt und in einer Menge innerhalb von 10 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, vorliegt