DE2530209C3 - Brandmittel-Zusammensetzung aus Magnesium, einem Oxydationsmittel sowie einem Bindemittel - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Brandmittel-Zusammensetzung und insbesondere eine Brandmittel-Zusammensetzung, die für das Zünden von in der Umgebung vorhandenem brennbaren Material bestimmt ist, wobei die Zufuhr des Brandmittels in der Regel durch Detonation einer explosiven Ladung erfolgt.

Brandmittel-Zusammensetzungen zum Entzünden von brennbaren Materialien finden sowohl militärische Verwendungen zur Zerstörung von Gütern und Kriegsmaterialien als auch zivile Anwendungen, z. B. zur Auslösung von Gegenfeuern bei der Bekämpfung von Waldbränden. In der Vergangenheit sind verschiedene Typen von Brandmittel-Zusammensetzungen dieser Art verwendet worden. Solche Zusammensetzungen werden in Einrichtungen eingeschlossen, bei denen eine explosive Ladung das Brandmittel-Material entweder zu seinem vorgesehenen Verwendungsort befördert oder es von der Detonationsstelle der explosiven Ladung mehr oder weniger statistisch verteilt. Bei einem üblichen Typ wurde eine fließende, pulverförmige Mischung von Metall und Oxydationsmittel oder gepreßte Körner aus solchen Pulvern verwendet, die dann bei der Explosion der explosiven Ladung dispergiert wurden. Derartige Einrichtungen sind mit einem Handhabungsrisiko verbunden, da die in ihnen enthaltenen Materialien spontan reagieren können. Sie besitzen den weiteren Nachteil, daß die Pulver dazu neigen, zu schnell zu verbrennen, und die explosive Ladung dazu neigt, die Pulver in unregelmäßiger Weise und über einen sehr engen Bereich vor dem Ausbrennen zu verteilen. Es ist auch unerwünscht, daß eine Detonation der Pulver durch die Druckeinwirkung der explosiven Ladung erfolgen kann. Bei den bekannten Einrichtungen ist infolgedessen weder die Gleichförmigkeit noch das Ausmaß der Zerstreuung optimal.
Bei einem anderen Typ von bekannten Zusammensetzungen werden feste Zusammensetzungen, wie Zirkon-Mischmetall oder aluminolhermische Massen verwendet. Diese Materialien können in eine geeignete Form gegossen werden, wie z. B. die Auskleidung einer Hülle, die dann mit einer explosiven Ladung gefüllt wird. Doch auch bei ihrer Handhabung stellen sich leicht Schwierigkeiten aufgrund der Vakua und Drücke ein, die bei der Herstellung gebraucht werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Materialien frühzeitig ausbrennen, da sie spröde sind und bei der Einwirkung des

jo Drucks der Detonation in extrem kleine Teilchen zerfallen, so daß sich ein schnell verbrennendes Pulver bildet. Der Zerfall in kleine Teilchen hat zur Folge, daß es nicht zu einer befriedigenden Entzündung des brennbaren Materials kommt. Fernerhin verlieren diese Materialien ihr Zündvermögen bei der Berührung mit Wasser und anderen Flüssigkeiten und lassen sich wegen ihres Sauerstoffbedarfs in hohen Höhen nicht verwenden.

Man hat auch schon eine Brandmittel-Zusammensetzung verwendet, die Magnesiumpulver in Kombination mit einem starken Oxydationsmittel, wie Polytetrafluoräthylen, oder ein Oxydationsmittel vom Salztyp, wie Kaliumperchlorat, enthält. Diese Materialien sind extrem gefährlich, da die atmosphärische Feuchtigkeit häufig zu einer spontanen Zündung führt. Im FaHe der Herstellung der Mischungen aus Magnesium und Polytetrafluoräthylen wird aus Sicherheitsgründen häufig in Gegenwart eines Lösungsmittels gearbeitet. Wenn jedoch das Lösungsmittel enternt worden ist, wozu ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, besteht erst recht die Gefahr, daß atmosphärische Feuchtigkeit in die Mischung eindringt, obwohl Vorkehrungen dagegen getroffen werden. Man hat auch schon vorgeschlagen, daß inerte Bestandteile mit den Brandmitteln gemischt werden und in der Mischung verbleihen, um die Gefahr der spontanen Zersetzung herabzusetzen. In der Vergangenheit haben aber solche Bestandteile im allgemeinen eine Reduktion der Wirksamkeit der Brandmittel-Masse zur Folge gehabt und waren deshalb nicht befriedigend. Außerdem werden diese Materialien durch die hochexplosive Detonation häufig vollständig zerkleinert oder treten selbst eine Detonation an.

Aus dem Buch »Spreng- und Zündstoffe« von H.

Käst (1921) 477-8 sind Brandmittel aus Magnesium, einem Oxydationsmittel und einem Bindemittel bekannt. Man hat auch schon vorgeschlagen, Siliconmaterialien in Leuchtzusammensetzungen als Bindemittel zu verwenden. Im allgemeinen wurde maximal eine Menge von 4 bis 5 Gew.% Silicon in der Zusammensetzung benutzt, da angenommen wurde, daß das Bindemittel die aktiven Bestandteile lediglich zusammenhalt und die Leuchtkraft der Zusammensetzung mindert. Da mit der Anwendung dieser Zusammensetzungen keine Detonation verbunden war, war eine Beständigkeit gegenüber Detonation des Bindematerials nur in dem Ausmaß erforderlich, daß das Material beim Brennen in der Nähe des atmosphärischen Drucks nicht detoniert.

Diese Leuchizusammensetzungen würden aber detonieren, wenn sie Drücken ausgesetzt wären, die bei der Detonation einer hochexplosiven Ladung in einem Gehäuse auftreten. Es wurde auch festgestellt, daß Siliconkautschuk-Zusammensetzungen, die Magnesium und Oxydationsmittel vom Salztyp, wie Kaliumperchlorat, enthalten,zur Detonation neigen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Brandmittel-Zusammensetzung zur Verfugung zu stellen, die durch hochexplosive Mittel verteilt werden kann, die sich einfach und «sicher handhaben IaBt und die sich ohne reduzierte Wirksamkeit zünden und verwenden läßt.

Diese Aufgabe wird durch eine Brandmittel-Zusammensetzung aus Magnesium, einem Oxydationsmittel sowie einem Bindemittel gelöst, die aus 20 bis 40 Gew.% Magnesiumpulver, 30 bis 60 Gew.% Fe3Ö4, MnO2 oder T1O2 und mindestens 10 Gew.% eines elastomeren Polysiloxans besteht Ein bevorzugter Typ dieser Brandmittel-Zusammensetzung besteht aus 25 Gew.% zerkleinertem Magnesiumpulver von einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 50 Gew.% Fe3U4 und 25 Gew.% eines bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Siliconkautschuks.

Eine andere Lösung der Aufgabe der Erfindung sieht eine Brandmittel-Zusammensetzung aus Magnesium, einem Oxydationsmittel und einem Bindemittel vor, die aus 20 bis 50 Gew.% Magnesiumpulver, 20 bis 30 Gew.% Polytetrafluorethylen in kieinteiliger Form und einem Rest von mindestens 10 Gew.% eines elastomeren Polysiloxans besteht.

Eine bevorzugte Brandmittel-Zusammensetzung dieses Typs besteht¹ aus etwa 37 Gew.% zerkleinertem Magnesium von einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 26 Gew.% Polytetrafluorethylen und 37 Gew.% eines bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Siliconkautschuks.

Die Brandmittel-Zusammensetzungen nach der Erfindung zeichnen sich durch viele Vorzüge aus. Im Kontakt mit der hochexplosiven Ladung neigen sie bei deren Explosion nicht zur Detonation, sie wirken vielmehr als ein nachgiebiges Kissen und verhindern dadurch ein Zersplittern in winzige Teilchen. Es ist ferner vorteilhaft, daß die neue Brandmittel-Zusammensetzung auf den besonderen Verwendungszweck abgestimmt werden kann. So kann z. B. das spezifische Gewicht so geregelt werden, daß es demjenigen des hochexplosiven Materials entspricht, wodurch Verlagerungen bei der Verwendung vermieden werden können. In der neuen Zusammensetzung isoliert das elastomere Polysiloxan bzw. der Siliconkautschuk die Magnesiumteilchen von den Teilchen des Oxydationsmittels. Außerdem wirkt es als Kissen und ermöglicht eine grobe Handhabung, ohne daß es zu einer Detonation oder einer spontanen Zündung kommt Es wird außerdem angenommmen, daß das Polysiloxan für die Verbrennung Sauerstoff beistellt und beim Verbrennen die Asche bindet, und dadurch eine Dochtwirkung für flüssige Brennstoffe wie Dieselöl entfaltet. Die Zusammensetzungen nach der Erfindung lassen sich mit relativ großer Sicherheit formen, extrudieren und zu Blättern auszwalzen.

Die Erfindung umfaßt außer den Brandmittel-Zusammensetzungen des ersten Typs, bei denen ein Metalloxid als Oxydationsmittel für das Magnesiumpulver verwendet wird, und des zweiten Typs, bei denen pulverförmiges Polytetrafluorethylen als Oxydationsmittel dient, noch einen dritten Typ, der als Oxydationsmittel eine Mischung aus Fe3O4, MnÖ2 oder T1O2 und Polytetrafluorethylen enthält Der dritte Typ ist von besonderem Interesse für das: Einstellen eines bestimmten spezifischen Gewichts. In allen Fällen wird das Oxydationsmittel und das Magnesiumpulver durch einen elastomeren Polysiloxanbinder zusammengehalten, der Verarbeitungsgefehren ausschließt, die Verformung, Extrusion oder das Walzen zu einer beliebigen Gestalt ermöglicht, als Kissen wirkt und das Magnesiumpulver und das Oxydationsmittel bis zur Entzündung isoliert und wahrscheinlich auch als Seuerstoffquelle für die Verbrennung der Zusemmensetzung dient

Eine bevorzugte Brendmittel-Zusemmensetzung des dritten Typs besteht aus 36 Gew.% zerkleinertem Magnesium mit einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 25 Gew.% Fe₃O₄, 9 Gew.% Polytetrefluoräthylen, und 30 Gew.% bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Silicon keutschuk.

Die bei der Erfindung verwendeten Polysiloxane sind solche mit einem Rückgrat von elternierenden Silicium- und Sauerstoffatomen und mit en den Siliciumetomen hängenden Kohlenwasserstoffresten. Der elastomere Charakter beruht auf einer leichten Vernetzung und es sind im Handel zahlreiche flüssige Polysiloxane erhältlich, die zu Siliconkautschuken härtbar sind. Einige Typen sind als bei Reumtemperetur vulkanisierende Siliconkautschuke bekannt und andere erfordern die Anwendung von Wärme zu Aktivierung eines Vulkanisationsmitteis und zur Herbeiführung der Härtung. Die an den Siliciumatomen bei solchen Materialien hängenden Kohlenwasserstoffreste sind vorwiegend Methylreste, obwohl häufig euch einige Vinyl- oder Phenylreste vorhanden sind. Die genaue Zusammensetzung solcher Materialien ist nicht erfindungswesentlich, de die Meterielien lediglich zur Isolierung, als Kissen und wahrscheinlich auch als Sauerstoffquelle für das Magnesium und das Oxydationsmittel wirken.

Des Megnesiumpulver ist bevorzugt ein zerkleinertes Pulver und nicht vom kugelförmigen Typ, da das zerkleinerte Material schärfere Kanten hat und eine größere Oberfläche besitzt, wodurch die Entzündung gefördert wird Bevorzugt hat das Megnesiumpulver eine maximele Teilchengröße von 0,044 mm. Es lassen sich auch Mischungen von Magnesiumpulvern von verschiedener Teilchengröße verwenden. Das als alternatives Oxydationsmittel verwendete Polytetrefluoräthylen liegt in kieinteiliger Form vor. Mit gutem Erfolg lessen sich handelsübliche Formmassen von Polytetrafluoräthylen verwenden.

Bei der Herstellung der Zusammensetzungen nech der Erfindung wird das Megnesium zuerst mit dem flüssigen härtbaren Polysiloxans benetzt und dann wird des Oxydationsmittel zugegeben. Wenn ein Katalysator für die Härtung bzw. die Vulkenisation des Polysiloxans erforderlich ist, wird dieser bevorzugt erst kurz vor der Formgebung zugesetzt. Gewünschtenfalls kenn der Ketelysetor dem flüssigen Polysiloxen eber auch vor der Zugebe zu Megnesium zugesetzt werden. Nech sorgfältigem Mischen wird die Zusemmensetzung geformt, extrudiert oder in die gewünschte Gestelt gewelzt oder in einen Hohlraum des hochexplosiven Materials gegossen. Für ein sicheres Mischen der Bestandteile ist besonders bei Verwendung von Polytetrafluoräthylen darauf zu achten, daß das Magnesium vor der Zugabe des Oxydationsmittels sorgfältig mit dem flüssigen Polysiloxan befeuchtet ist. Es besteht sonst die Gefahr einer spontanen Zündung oder Detonation während des Mischens. Das Polysiloxan isoliert aber die Magnesiumteilchen, wodurch die

äußerste Gefahr ausgeschlossen wird, obwohl die Zusammensetzung noch zündempfindlich ist. Während der Verformung oder nach der Härtung des Materials besteht keine Detonationsgefahr.

Die bei der einen Ausführungf.form der Erfindung verwendeten Metalloxide sind relativ schwer im Vergleich zu dem Polytetrafluorethylen der anderen Ausführungsform. Dadurch kann durch Mischen des ersten und des zweiten Typs der Zusammensetzung ein großer Bereich von spezifischen Gewichten eingestellt werden, so daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist, die Brandmittel-Zusammensetzung auf das spezifische Gewicht des hochexplosiven Materials einzustellen.

Daraus ergeben sich zahlreiche Vorzuge für die Verwendung der Zusammensetzung nach der Erfindung.

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung haben eine ausreichende Festigkeit und Elastizität, um der Detonation zu widerstehen oder um nicht, wie viele bekannte Materialien, bei der Detonation in ein Pulver zu zerfallen. Sie zerbrechen vielmehr in Stücke, die groß genug sind, um die Verbrennung zu unterhalten. Die Entzündung erfolgt automatisch durch die Detonation des hochexplosiven Materials, in das die Zusammensetzungen nach der Erfindung eingebettet sind oder in dessen Nähe sie sich befinden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Brandmittel-ZusamiTiensetzung aus Magnesium, einem Oxydationsmittel und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 4OGew.°/o Magnesiumpulver, 30 bis 60Gew.% Fe₃O₄. MnOi oder T1O2 und mindestens lOGew.% eines elastomeren Polysiloxans besteht.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 25Gew.% Magnesiumpulver mit einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 50 Gew.% Fe₃O₄ und 25 Gew.% eines bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Siliconkautschuks besteht.

3. Brandmittel-Zusammensetzung aus Magnesium, einem Oxydationsmittel und einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 20 bis 50 Gew.% Magnesiumpulver, 20 bis 30 Gew.% kleinteiligem Polytetrafluorethylen und mindestens 10 Gew.% eines elastomeren Polysiloxans besteht.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 37 Gew.% zerkleinertem Magnesium mit einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 26 Gew.% Polytetrafluorethylen und 37 Gew.% eines bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Siliconkautschuks besteht.

5. Brandmittel-Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Oxydationsmittel iine Mischung aus Fe₃O₄, M nO2 oder T1O2 und Polytetraf luoräthylen enthält.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 36 Gew.% zerkleinertem Magnesium mit einer maximalen Teilchengröße von 0,044 mm, 25 Gew.% Fe₃O₄, 9 Gew.% Polytetrafluorethylen und 30 Gew.% bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Siliconkautschuk besteht.