DE2603313B2

DE2603313B2 - Aluminiumpulver für schlammförmige Explosiv- und Sprengstoffe und Verfahren zu dessen Gewinnung

Info

Publication number: DE2603313B2
Application number: DE2603313A
Authority: DE
Inventors: Thomas John Pittsburgh Pa. Kondis (V.St.A.)
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Silberline Manufacturing Co Inc
Priority date: 1975-02-04
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1980-02-28
Also published as: FR2328748B1; FR2333837B1; NO142438B; IN155817B; NO142438C; MX4527E; JPS5524481B2; FR2333837A1; SE421863B; PH13561A; CA1065525A; SE7600858L; BR7600622A; AU1071776A; DE2603313C3; NO760090L; GB1528501A; DE2603313A1; JPS51105977A; FR2328748A1

Description

	Gewichtsteile
Aluminiumnitrat	59,5
Wasser	28,7
Aluminiumpulver	10,0
Guargummi	1,5
pH-Puffer (Phosphat)	0,3

Guargummi ist im Handel erhältlich. Nach dem Vermischen hat diese Formulierung eine Dichte von 1,0 bis 1,10 g/cm³ und einen pH-Wert von 45. Das Gemisch wird in Polyäthylenrohre mit einem Durchmesser von 3,18 cm und einer Länge von 40,6 cm gebracht, wobei ein Papprohr benutzt wird, um einen gleichmäßigen Durchmesser über die gesamte Länge hinweg sicherzustellen. Die so hergestellte Beschickung wird mit einem elektrischen Standardsprengzünder Nr. 8 initiiert Wenn eine Zündung bzw. Explosion stattfinde , entspricht das Aluminiumpulver dem Sensibilisiemngsgrad.

B. Test Y
Der Vergleichsgießtest Y wird wie folgt durchge-

Γ.-ΐΙ *.

ium L.

Eine Standardzapfbürette mit einem Fassungsvermögen von 500 cm³ wird verwendet Der bei den Tests benutzte zylindrische Teil der Bürette beträgt etwa

«50 51 cm von der gesamten Bürettenlänge von 66 cm. Die Röhre hat einen Durchmesser von etwa 3,7 cm.

Das zu untersuchende Pulver mit in Frage stehender Staubigkeit wird in die Bürette gebracht deren Absperrhahn geschlossen ist, und zwar durch Eintragen mit einem Löffel oder vorsichtiges Einschütten bis zu etwa 05 cm vom oberen Rand entfernt Die Bürette

4~ :·. „:_ fi„_

Die Erfindung betrifft ein Aluminiumpulver, das sowohl nichtstaubend ist als auch einen für die Verwendung in Explosiv- und Sprengstoffen geeigneten Sensibilisierungsgrad hat und ein Verfahren zur Gewinnung eines derartigen nichtstaubenden Aluminiumpulvers mit hohem Sensibilisierungsgrad.

In den US-PS 38 38 064 und 38 38 092 sind Verfahren zum Nichtstaubendmachen von Pulvern unter Verwendung von Polytetrafluoräthylen (PTFE) beschrieben. Das danach erhaltene Aluminium-Pulver weist keine hydrophobe Oberfläche auf und hat zudem keinen klammer in einem Bürettenträgergestell befestigt Der klemmhalter wird bei einer vorbestimmten Höhe an dem Trägergestell befestigt, so daß, wenn die die Bürette haltende Nachlaßklammer gedreht wird, um die Bürette von oben nach unten zu wenden, die Oberseite der Bürette 25 cm von der Grundplatte des Trägergestells entfernt ist. Die Nachlaßklammer kann an der Bürette während des Reinigens und Füllens befestigt bleiben, und der Klemmhalter kann an dem Trägergestell während dieser Operationen befestigt bleiben, um bei allen Tests die gleiche Höhe beizubehalten.

Nach dem Befestigen der Bürette an dem Trägergestell wird ein Behälter, der groß genug ist, um das gesamte Pulver in der Bürette aufzunehmen, unter der Bürette angeordnet Ein Stück Aluminiumfolie oder von einem anderen Material mit einer zum Bedecken der Oberseite der Bürette ausreichenden Größe wird mit der Hand auf die Röhrenöffnung der Bürette gehalten, während die Bürette um 180° von oben nach unten über den Behälter gedreht wird. Dur Absperrhahn wird dann geöffnet, um die Oberseite der Pulversäule dem Zutritt der Atmosphäre freizulegen. Die Folie wird dann von der Bürettenöffnung fortgenommen, so daß das Pulver in den Behälter fällt

Unter Anwendung diessr Technik füllt man die Bürette mit einem Aluminiumpulver des Hai '"'-, bei dem 90 Gew.-% der Teilchen größer als Ο,ΟΦΞ . m sind und 10 Gew.-% der Teilchen kleber als 0,04-; nun sind (im folgenden mit »A« bezeichnet), unH beobachtet, v/ie das Pulver staubt, wenn die Folie 1. .genommen wird und es in den Behälter aus der ^'aiiaaninöhe fällt Durch visuellen Vergleich ermittelt ηκι nb das Stauben beim Falien der zu untersuchenden Probe in den Behälter schwächer ist als das Stauben der Standardprobe, d. h. des fallengelassenen Aluminiumpulvers der coigen Sorte »A«. Wenn das Stauben schwächer ist, wird die zu untersuchende Probe klassifiziert als »nichtstaubend, bestimmt durch Vergleichsgießtest Yk.

F i g. 1 ist ein Fließschema einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung;

F i g. 2 ein Diagramm, das die Prozentzahl Teilchen aufgetragen gegen die Teilchengröße wiedergibt;

Fig.3 bis 7 sind Elektronenabtastmikrophotographien, in denen die Abmessungen X, Y und Z 4,10 bzw. 5 μπι entsprechen.

In F i g. 5 wird ein typisches Verfahren zur Herstellung von Aluminiumblättchenpulver erläutert Dem Kapitel »Aluminium Flake Pigment« von Rolf Rolles in »Pigment Handbook«, Volumen I, John Wiley & Sons, Ina, 1973, ist der Stand der Technik zu entnehmen, der diese dem Fachmann bekannte Verfahren betrifft. Die Pfeile in F i g. ■ zeigen den Verfahrensabiauf.

Bei diesem Verfahren wird zerstäubtes Aluminium oder werden Aluminiumfolienschnitze! gemeinsam mit Lack- bzw. Schwerbenzin und Stearinsäure in die Kugelmühle 10 aus einem rechteckigen trichterförmigen Behälter i2 eingetragen. Die Kugelmühle schlägt die Aluminiumbeschickung flach, pulverisiert diese und bringt sie in BLitchenform, während dieses Vermahlens erhalten die Blättchen einen Stearinsäureüberzug, um diesen Blättchen sogenannte »Schwimnw-Eigenschaften zu verleihen. Im wesentlichen neigt ein schwimmendes Pigment dazu, zu der Oberfläche von Überzügen zu steigen, in denen sie entfalten sind. Das aus der Kugelmühle abgetragene Material bewegt sich durch Leitung 14 in den oberen Schlammtank, der im wesentlichen ein Vorratstank ist, und von dort nach

an

bigiv

werden von dem Sieb 18 zurückgehalten und können in Füllwagen 12 zur Rückführung gebracht werden.

Das das Sieb 18 passierende Material bewegt sich in den unteren Schlammtank 20 und von dort durch Leitung 22, Pumpe 24 und dann durch Leitung 26 in den Filter 28. Der bei dieser Filtration erhaltene'Filterkuchen kann mit zugegebenem Lösungsmittel in dem Mischer 32A vermischt und als Pastenprodukt in der Abpackstation 30 abgepackt werden. Der Kuchen kann andererseits auch ohne Lösungsmittelzusatz in dem Mischer 32A vermischt jnd zu einem Trockner 32 B befördert werden, um ein Trockenprodukt zu ergeben. Ein Trockenprodukt kann nach Verlassen der Leitung 34 abgepackt werden, oder es kann der Füllwagen 36 zum Transportieren des eingetragenen Materials in einen Bürstenpolierer bei 38 benutzt werden. Das aus dem Bürstenpulver ausgetragene Material kann wiederum zu einem trichterförmigen Behälter 40 zum Abpacken in Trommeln 42 transportiert werden.

Das Verfahren der F i g. 1 kann vom Fachmann zur Herstellung eines Aluminiumpulvers vom Sensibilisierungsgrad benutzt werden. Sowohl der Oberflächenbereich als auch die chemische Beschaffenheit der Oberfläche von Aluminiumpulvern sind bedeutende Faktoren für deren Sensibilisieningsaktivität wie z. B. in den Beispielen 18 bis 20 gezeigt wird. Ein Mindestoberflächenbereich in dem Bereich von 2,0 bis 2,5 m²/g ist für eine Explosion unter den Bedingungen des Tests X erforderlich. Es ist jedoch zu erwarten, daß andere Formulierungen unterschiedliche Schwellenwerte für die Oberflächenbereichsgröße, entweder höhere oder niedrigere als die des Tests X, haben, and zwar je nach der Art und den Verhäloüssen der bei:Jf *.en Bestandteile und dem Durchmesser und der Länge des hergestellten Beschickungsmaterials. Oberflächenbereiche unter 1,5 bis 2,0 m²/g sind jedoch im allgemeinen zur Sensibilisierung des Hauptteils der zur Zeit der Industrie bekannten Stirengmittel unwirksam.

Aluminiumpulver mit Oberflächenbereichen über 2,5 m²/g explodieren bei dem Test X nicht wenn nicht die Oberfläche außerdem hydrophob ist Es ist gefunden worden, daß ein Oberzug aus Stearinsäure diese erforderliche wasserabstoßende Eigenschaft ergibt Es wird angenommen, daß die Wirksamkeit einer nicht benetzbaren Oberfläche auf die Leichtigkeit zurückzuführen ist mit der eine Luftschicht oder Luftblasen in die Aufschlämmung über diese Oberfläche hineingetragen wird bzw. werden. Diese so mit der Aluminiumoberfläche zusammen vorkommenden geringen Luftmengen werden adiabatisch zusammengedrückt in dem Maße, wie die Explosionsfront diese durcheilt, und werden zu heißen Stellen, die in der Explosionsbeschickung stattfindende chemische Änderungen beschleunigen, insbesondere solche an der Aluminiumoberfiäche, die der Ort einer Brennstoff-Oxidationsmiftel-Grenzfläche darstellt.

Wenn Pigmenipuiver des Handels vofi! Siandardschwimmgrad (vgL hinsichtlich der Eigenschaften die Tabellen 3 und 4 in dem oben angegebenen Kapitel »Aluminium Flake Pigment«), bei dem Test X verwendet werden, explodiert die Beschickung. Daher werden diese Sorten als Sensibilisierungssorten bezeichnet Im Gegensatz dazu findet eine Explosion nicht statt, wenn Aluminiumpulver vom Brennstoffgrad, wie z. B. zerstäubtes Aluminium, das in Beispiel 13 in der Taoelle I der US-Patentschrift 38 38 064 angegeben ist, oder zerstäubtes Aluminium mit einem Oberflächenbe-

i Cl-lIClIU ΙΓ,Ι VlS

p g ^HII IUIgVIIUb

»B«), bei dem Test X verwendet wird. Die Qualifizierung »Brennstoffgrad« wird benutzt um ein Aluminiumpulver zu bezeichn· n, das in einem Explosivstoff nur Wärme liefert, die beim Umsetzen frei wird.

Der Test X kann auch zur Feststellung von Sensibilisierungsaktivitätsgraden von einer Gruppe von Aluminiumsensibilisatorpulvern benutzt werden. Wenn bei dem Test X die Sorte »B« in der Formulierung benutzt wird, können Anteile von diesen 10 Teilen Aluminiumpulver durch den zu untersuchenden Sensibilisator ersetzt werden, bis eine Explosion stattfindet

Der Anteil einer Sensibilisatorsorte, der zum Ersatz des Aluminiumpulvers Sorte »B« in der Formulierung erforderlich ist, dient als Index für den Sensibilisierungsaktivitätsgrad. Gute Sensibilisatoren, wie z. B. die Sorte mit einem Oberflächenbereich von 5 m²/g und mit Stearinsäure überzogen (Sorte »C«) und Standardpigmentpulver vom Schwimmgrad« bewirken, daß eine Explosion stattfindet, wenn nur 2 bis 3% von dem Brennstoff Sorte »B« ersetzt worden sind.

Das Produkt der Erfindung wird durch den nachfolgenden Test noch weiter charakterisiert! der hier als »Hartmann-Test« bezeichnet wird, der zur Bestimmung der Mindestexplosionskonzentration von Staub in Luft benutzt wird Dieser Test ist von dem U. S. Bureau of Mines entwickelt worden und wird in dessen »Report of Investigations« Nr. 5624 mit der Bezeichnung »Laboratory Equipment and Test Procedures for Evaluating Explosibility of Dusts« beschrieben. Bei diesem Test wird ein Hartmann-Explosionsfähigkeitstester benutzt d. h. eine Vorrichtung, die eingestellte Mengen Staub in eine Kammer hinein verteilen und mit einem Induktionsfunken zünden kann. Die hier benutzten Testbedingungen sehen einen Elektrodenabstand von 0,6 cm, eine Ladespannung von 100 V, einen Strom von 273 mA und eine Zerreißscheibe aus 11-cm-FiIterpapier ν *-«e folgende Skala wird zur Auswertung der Ergebnisse benutzt, die bei der Bestimmung von Aluminiumpulvern mit der Hartmann-Vorrichtung erhalten worden sind:

M indesJexplosionskonzcnt ration

Relative
Explosionsgefahr

0,02-0,06 g/1
0,06-0,12 g/l
0,12-0,30 g/I
-0,60 g/I
0,60 g/l

scnwere

starke

mäßige

schwache

keine

Unter Zugrundelegung dieser Skala und der Ergebnisse des Hartmann-Tests ergibt zerstäubtes Pulver der Sorte »B« eine Bewertung als »starke« Explosionsgefahr und die Sorte »A« (eine mittelgrobe Sorte) eine Bewertung als mäßige Explosionsgefahr. Aluminiumpulver vom Sensibilisierungsgrad, die gemäß den Lehren der Erfindung als nichtstaubende Pulver hergestellt werden, zünden nicht genügend, um das Papierdiaphragma zu zerreißen, wenn beim Test Konzentrationen über 0,60 g/l angewendet werden, und werden nicht als Explosionsgefahr angesehen. Wen."¹ niedrigere Polytetrafluoräthylenkonzentrationen benuu't werden, stellen nichtstaubend'· Aluminiumpulver der trfindung schwache relative Explosionsgefahren und höchstens mäßige relative Explosionsgefahren dar. Normalerweise werden staubende Sorten von sensibilisierendem Aluminiumpulver, wie die Sorte »C«, als schwere Explosionsgefahren angesehen.

Das Aluminiumpulverprodukt der Erfindung vereint zwei Eigenschaften. Es ist vom Sensibilisierungsgrad und nichtstaubend. Diese Kombination von Eigenschaften ist bisher nicht erzielt worden. Aluminiumpulver, die bisher als Sensibilisatoren benutzt worden sind, staubten immer, und erforderten demnach eine besondere Sorgfalt, um zufällige Explosionen za vermeiden. Das Aluminiumpulver vom Sepsibilisierungsgrad gemäß der -Erfindung, das außerdem nichts*aubend ist, stellt demnach einen sehr bedeutenden technischen Fortschritt dar.

Ein Produkt gemäß der Erfindung wird durch Naßvermischen von Aluminiumpulver mit dem nach Test X ermittelten Sensibilisierungsgrad und einer Teilchengröße unter 0,074 mm, dessert Teilchen einen s hydrophoben Überzug aus Stearinsäure aufweisen, mit in Flüssigkeit diespergierten Polytetrafluoräthylenieiichen einer Teilchengröße unter 0,250 mm erhalten, wobei man dieses Vermischen für eine zum Nichtstaubendmachen des Pulvers genügende Zettspanne vor-

fo nimmt, welche durch den Vergleichsgießtest Y bestimmt wird, wenn das Gemisch trocken ist, und die Mischwirkung nicht zur Bildung einer Matrix aus Polytetrafluoräthylenfasern ausreicht
In F i g. 1 kann z. B. ein Aluminiumpulver mit einer Teilchengröße unter 0,074 mm in dem Schlammtank 20. den Leitungen 22 und 26, bei der Pumpe 24 und in dem Fiiierkuchenabzugsmaterial des Filters 28 vorgefunden werden. Wenn in Wasser dispergierte Polytetrafluoräthylenteilchen mit einer Teilchengröße unter 0,250 mm verwendet werden, ist es vorteilhaft das Vermischen mit dem nassen Aluminiumpulver mit einer Teilchengröße unter 0.074 mm nach dem Filtrieren vorzunehmen, wei. an sich dann nicht mit dem Problem auseinandersetzen muß. Wasser in das Lack- bzw. Schwerbenzin einbringen zu müssen. Das Vermischen kann jedoch auch bei Stufen vor der Filtration vorgenommen werden, wie z. B. in dem unteren Schlammtank 20.

Bevorzug ; Polytetrafluoräthylenprozentgehalte liegen zwischen 0,1 and Q.£°A *>e7ogen auf das Gewicht des Aluminiumpulvers.

Es ist nur erforderlich, die Polytetrafluoräthylenteilchen in dem Aluminiumpulver zu verteilen, wobei ein stärkeres Vermischen zu einer größeren Gleichmäßigkeit der Verteilung führt Eine Mischdauer zwischen V₂ Minute und 8 Stunden ist angewendet wordea Nachbehandlungen zur Modifizierung der Natur des nichtstaubenden Produkts, wie z. B. ein Polieren in dem Polierer 38, sind für die Erfindung nicht wesentlich.

sofern solche Behandlungen nicht so durchgreifend sind, daß dadurch das Produkt wiederum staubend gemacht wird. Anders als die in US-PS 38 38 064 und 38 33 092 beschriebene Situation zeigen mikroskopische Untersuchungen des Produkts der Erfindung praktisch keine Aluminiumteilchen, die in irgendeiner Matrix aus Polytetraffuoräthylenfasem eingeschlossen sind, sondern es werden nur willkürliche Fasern manchmal in gesonderten Bereichen der Pulver festgestellt Diese Tatsache ist im Hinblick auf den Stand der Technik erstaunlich und überraschend.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Hüi5ichtlich der allgemeinen Ar« der Beispiele werden folgende Hinweise gegeben:

Beispiele 1 bis 4,21 und 22,32,33,36

erfolgreiche Ausfühningsförmen des Verfahrens der Erfindung zur Herstellung von nichtstaubendem Sensibilisator

Vergleichsbeispiel 5

Vergleich — Versuch ohne Haftstoff (staubender Sensibilisator)

Vergleichsbeispiele 6—8

nichterfolgreiche Versuche unter Verwendung einer Aufschlämmung der Sorte I

Vergleichsbeispiele 9 -11,12 B und 13

nichterfolgreiche Versuche unter Verwendung von Pulver der Sorte II

Vergleichsbeispiel 14

nichterfolgreicher Versuch unter Verwendung eines anderen faserbildenden Materials (Proteinflüssigkeit)

Vergleichsbeispiel 15

ein Beispiel für das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von nichtstaubendem Pulver, das den Verlust von Sensibilisierungsaktivität durch derartige verfahren erläutert

Beispiele 12A, 16,17,23,24,27

Eigenschaften von Polytetrafluoräthylen-Sorten »I« und »Π«

Beispiel 18

Erläuterung der Bedeutung des Oberflächenbereichs auf die Sensibilisierungseigenschaften

Beispiele 19,20

Erläuterung des Einflusses der chemischen Natur der Aluminiumoberfläche auf die Sensibilisierungseigenschaften

Vergleichsbeispiele 25.26_S 29 und 30

nichterfolgreiche Laboratoriumsversuche zur Herstellung von nichtstaubendem Pulver

Beispiele 27,28 und 31

erfolgreiche Laboratoriumsversuche zur Herstellung von nichtstaubendem Pulver

Beispiel 13

Wirkung der Polytetrafluoräthylenkonzentration auf die Sensibilisierungsfähigkeit, Hartmann-Test

Beispiel 34

Abdeckungstest

Vergleichsbeispiel 35

nichterfolgreicher Versuch unter Verwendung

einer Polytetrafluoräthylensorte »III«
Beispiel 38

AI-Polytetrafluoräthylen-Teilchengrößen-

beziehung

Beispiel 1

Ein Filterkuchen, z. B. von dem Filter 28, bestehend aus etwa 80 Gew.-% Aluminiumblättchenpigmentteilchen, 1% Stearinsäure und als Rest aas Lack- bzw. Schwerbenzin wurde in einen Vakuumtrockner mit einem Fassungsvermögen von 5661, der mit einem Drehflügelmischer ausgestattet war, eingetragen. Eine Aufschlämmung von Polytetrafluorälhylenteilchen mit einem mittleren Teiichendurchmesser von etwa 0,2 μιπ (Sorte I), dispergi ert in Wasser wurde in den Trockner in einer Menge von 03% Tetrafluoräthylenfestbestandtei-Ie, bezogen auf das gesamte Gewicht von Aluminium, gegeben. Der Trockner wurde verschlossen, und es wurde mit dem Vermischen begonnen und dieses für etwa 1 Minute durchgeführt. Ein Vakuum von etwa 947 oder 981 mbar, gemessen nach unten von dem Atmosphärendruck als Nullpunkt aus wurde dann eingestellt, und das Erwärmen wurde durch Einführen von Dampf (110⁰Q in einen Mantel um den Trockner herum eingeleitet

Nach dem Abdestillieren von flüchtigen Materialien aus der Trockenbeschickung wurde der Trockner abgekühlt, während das Vakuum beibehalten wurde, und zwar durch Unterbrechen des Einführens von Dampf und statt dessen durch Eintragen von kaltem Wasser in den Mantel. Der Trockner wurde mit inertem Gas auf Atmosphärendruck eingestellt, und das Produkt wurde abgezogen. Das Aluminiumblättchenpulver war nichtstaubend und vom Sensibilisierungsgrad.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß nur 0,25% Polytetrafluoräthylen, bezogen auf das Aluminiumgewicht, in den Trockner in Form einer Aufschlämmung von Polytetrafluoräthylen »I« eingetragen wurde. Das erhaltene Pulver war ebenfalls nichtstaubend.

Wenn das nichtstaubende Produkt dem Test X unterworfen wurde, erzeugte es eine Explosion, was seine Qualität als Sensibilisator bewies.
Wenn das nichtstaubende Produkt anstelle nur eines Teils des nichtsensibilisierenden Pulvers der Sorte »B« bei dem Test X eingesetzt wurde, erzeugte das nichtstaubende Produkt bei einem Ersatz von nur 3% (d. h, die Formulierung enthielt 7% Sorte »B« und 3% nichtstaubendes Produkt, was insgesamt 10% des Aluminiums ausmachte) eine Explosion, was anzeigte, daß die Sensibilisierungsaktivität ausgezeichnet war.

Wenn das nichtstaubende Produkt dem Hartmann-Test unterworfen wurde, führte es bei einer Konzentration von 0,813 g/l nicht zur Zündung, was anzeigte, daß das Pulver keine Explosionsgefahr darstellte.

Wenn das nichtstaubende Produkt dem Stabilitätstest unterworfen wurde, erzeugte es kein Gas, v/as anzeigte, daß der hydrophobe Stearinsäureüberzug durch die Behandlung mit Polytetrafluoräthylen nicht beeinträchtigt worden ist

Der Stabilitätstest, der zur Ermittlung des relativen Hydrophobizitätsgrads von Aluminiumpulvern entwikkelt worden ist, wird wie folgt beschrieben:

Die Vorrichtung besteht aus einem 250-ml-ErIenmayerkolben, der mit einem Einlochgummistopfen versehen ist, in dem ein Mikrokühler angebracht ist Eine ilexible Rohrleitung führt von dem Kühler zu einer 25-mI-Bürette, die in einen Becher mit Wasser einmündet, um so die entwickelten Gase aufzufangen.

1,0 g von dem zu untersuchenden Pulver und 150 ml einer 20gew.-%igen wäßrigen Ammoniumnitratlösung werden in den Erlenmayerkolben eingetragen. Der Gummistopfen mit Kühler wird eingesetzt, und der

Kolben wird in ein auf 93⁰C erwärmtes Ölbad gebracht Alle Kolben einer Reihe mit mehreren Tests werden bis zu der gleichen Höhe in das Bad eingetaucht, und das Rühren des Öls wird so eingestellt, daß ein größtmögliches Bewegen ohne Bespritzen um die Kolben erreicht

so wird, so daß das Temperaturgleichgewichi von überstehenden Teilen mit der Raumtemperatur nicht gestört wird

Während der ersten Stunde des Tests erzeugtes Gas besteht weitgehend aus expandierten Gasen des oberen Raums, die aus dem Kolben herausgetrieben werden, während der Kolbeninhalt ein Temperaturgleichgewicht erreicht, und diese Gase können durch öffnen des Sperrhabns der gasauffangenden Bürette entweichen. Nach einer Stunde wird durch Saugwirkung Wasser in die Bürette gezogen, der Sperrhahn geschlossen und das erzeugte Gas für eine 6-Stundenzeitdauer aufgefangen und gemessen. Die Bürette wird erforderlichenfalls erneut gefüllt

Eine Leerprobe, bestehend aus einem Kolben, der Ammonmmnitratlösung aber kein Aluminium enthält, ist in jeder Testreihe enthalten, um Änderungen der atmosphärischen Bedingungen korrigieren zu können. Das von der Leerprobe erzeugte Gasvolumen wird von

030 109/301

dem von den anderen Proben bei dem Test zur gleichen Zeit erzeugten Gasvolumen abgezogen. Eine Gasbildung findet aufgrund des Angriffs der Aluminiumoberfläche gemäß der folgenden Reaktion statt:

2AI+6H₂O-2A!(OH)3+3H₂

Ungeschützte Oberflächen erzeugen Gas im Verhältnis zu ihren Ob°rflächenbereichen. Zerstäubtes Pulver mit mittlerem Korn der Sorte »B« mit einem Nennoberflächenbereich von 0,2 mVg erzeugt bei diesem Test etwa 8 — 12 ml Gas, v?ährend die Sorte » D«, ein sehr feines zerstäubtes Pulver, mit einem Ne«inoberfiächenbereich von 1,0 mVg, etwa 50-60 ml Gas erzeugt Sensibilisierungssorten, wie ü. B. die Sorte »C«, deren Oberflächenbereiche von 3 — 6 m²/g schwanken, deren Oberflächen aber durch einen hydrophoben Stearinsäureüberzug geschützt sind, erzeugen bei diesem Test praktisch kein Gas, wobei die experimentellen Ergebnisse in dem Bereich von 0,0 bis 1,0 ml Gas liegen.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt. Am Ende dieses Verfahrenslaufs wurde der Trockner geöffnet, um das erhaltene Pulver zu untersuchen, das nichtstaubend zu sein schien. Der Trockner wurde wieder geschlossen, und die Beschickung wurde einem zweiten Trocknungszyklus unterworfen. Am Ende dieser »doppelten Trocknung« war das erhaltene Pulver so nichtstaubend geblieben, wie nach dem ersten Z>klus.

Beispiel 4

Ein Filterkuchen der in dem Beispiel 1 benutzten Art wurde in der Mischkammer 32 A der F i g. 1 mit 0,16% Polytetrafluorethylen Sorte I (wobei sich die gesamten Festbestandteile auf das Aluminiumgewicht beziehen) vorgemischt, und das erhaltene Gemisch wurde in den Trockner 32 B eingetragen. Nach dem Trocknen in normaler Weise, wie in dem Beispiel 1 angegeben ist, war das erhaltene Pulver nach dem Austragen aus dem Trockner im wesentlichen nichtstaubend.

Wenn dieses nichtstaubende Produkt dem Stabilitätstest unterworfen wurde, wurde kein Gas erzeugt, und wenn es dem Test X unterworfen wurde, wurde eine Explosion bewirkt Das Produkt führte außerdem 2x1 einer Explosion, wenn es in einer Menge verwendet wurde, so daß es 3% der in der Formulierung enthaltenen Sorte »B« ersetzte. w

Beispiel 5
(Vergleichsbeispiel)

Ein Filterkuchen der in dem Beispiel 1 benutzten Art wurde ohne Polytetrafluorethylen getrocknet Das erhaltene Produkt war äußerst staubend. Es erzeugte kein Gas, wenn es dem Stabilitätstest unterworfen wurde, und führte zu einer Explosion, wenn es dem Test X unterworfen wurde. Es führte auch zu einer Explosion, ω wenn es bei dem Test X unter Ersatz von 3% der Sorte »B« verwendet wurde.

Wenn das erhaltene Pulver dem Hartmann-Test unterworfen wurde, zündete es bei einer Mindestexplosionskonzentration von 0,045 g/l, was anzeigt, daß es eine schwere Explosionsgefahr darstellt und spezielle Handhabungsverfahren beim Einsatz des Produkts erforderBch macht

Beispiel 6
(i/ergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt mit der Ausnahme jedoch, daß die Folge von Verfahrensmaßnahmen geändert wurde. Wärme und Vakuum wurden bei dem Trockner für etwa 2 Minuten vor Beginn des Vermischens angewendet. Diese Änderung in der Behandlungsfolge ist der einzige Unterschied von dem Verfahren des Beispiels 2.

Das erhaltene Pulver war äußerst staubend und hatte das sichtbare Aussehen des nach dem Beispiel 5 erhaltenen Produkts. Die in dem Trockner zum Zeitpunkt des Beginnens mit dem Vermischen vorhandene Temperatur überschritt nicht 43°C, und die in dem Trockner enthaltene Atmosphäre hatte noch nicht das volle Vakuum erreicht, wie die an dem Trockner befestigten Meßgeräte und Manometer anzeigten, so daß es weitgehend unwahrscheinlich war, daß irgendeine wesentliche Menge Flüssigkeit aus der Trocknerbeschickung während dieser kurzen Zeitspanne verlorengegangen war. Das Ausbleiben dieses Zyklus zur Bildung von nichtstaubendem Pulver wird auf eine Zunahme der Polytetrafluoräthylen-Teilchengröße aufgrund der Temperaturerhöhung zurückgeführt

Beispiel 7
(Vergleichsbeispiel)

10 Gew.-% entgaste Kieselsäure wurde in eine Dispersion von Polytetrafluorethylen der Sorte I eingemischt wobei Wasser absorbiert und eine pastenartige Masse gebildet wurde. Diese Kieselsäure-Polytetrafluoräthylenpaste wurde in einem dem Beispiel 2 entsprechenden Trocknungszyklus verwendet Das Produkt war äußerst staubend und ähnelte dem Augenschein nach dem Produkt des Beispiels 5.

Beispiel 8
(Vergleichsbeispiel)

Ein Filterkuchen wurde wie in dem Beispiel 5 getrocknet, und das erhaltene staubende Pulver wurde in dem Trockner gelassen. Eine Disper-ion von Polytetrafluoräthylen Sorte I wurde in einer Menge von 025% Festbestandteilen, bezogen auf das Aluminiumgewicht, zugegeben. Der Trockner wurde wieder verschlossen, und ein zweiter Trocknungszyklus wurde in der gleichen Weise durchgeführt Am Ende dieses Zyklus war das erhaltene Pulver extrem staubend geblieben.

Beispiel 9
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle der Aufschlämmung von Polytetrafluoräthylen der Sorte I Polytetrafluoräthylen der Sorte II verwendet wurde. Die festen PTFE-Bestandteile der Sorten II und I sollen, wie angegeben ist chemisch identisch sein, doch beträgt die mittlere Teilchengröße des Pulvers der Sorte II500 μπι.

Nach dem Trocknen war das Pulver extrem staubend und konnte visuell von Polytetrafluoräthylen-freiem Pulver, wie es nach dem Beispiel 5 hergestellt wird, nicht unterschieden werden.

Beispiel 10
(Vergleichsbeispiel)

Wie nach dem-Beispiel 5 hergestelltes Aluminiumpulver wurde in eine Bürstenpolieranlage 38 eingetragen.

und 0,5 Gew.-% Pulver aus PTFE der Sorte II wurde zugegeben. Die Polieranlage enthielt drehende Bürsten, die mit der inneren Wandoberfläcfte der Poliertrommel in Kontakt blieben (vgl, hierzu z, B, die US-Patentschrift '9 30 683 mit der Bezeichnung »Poiishing Machine for colored Pulverulent Bronze«). Während des Poliervorgangs wurde das in dem Polierer enthaltene Pulver fortwährend gerieben und bestrichen. Die durch diesen Vorgang erzeugte Reibungswärme erhöhte die Temperatur des Polierers auf 38 bis 49° C.

Die Aluminium- und Polytetrafluoräthylenpulver wurden gemeinsam für 12 Stunden poliert Am Ende dieser Zeitspanne war das Produkt extrem staubend und visuell von dem Pulver nach dem Beispiel 5 nicht zu unterscheiden.

Beispiel 11
(Vergleichsbeispiel)

Pulver aus PTFE Sorte Il wurde zu einer Aufschlämmung .»on Aluminiumblättchen mit »Schwimm«-Qualität (d. h, die mit Stearinsäure überzogen waren) in Lackbzw. Schwerbenzin in einer Menge von 0,5%, bezogen auf das Alumiritumgesamtgewicht, gegeben. Nach dem Rühren zum Verteilen der PTFE-Teilchen wurde die Aufschlämmung filtriert Der PTFE enthaltende Filterkuchen wurde dann wie in dem Beispiel 5 getrocknet Das nach dieser Behandlungsfolge gebildete Pulver v/ar extrem staubend.

Beispiel 12A

15 g Pulver PTFE der Sorte II und 60 ml Lack- bzw. Schwerbenzin wurden in eine Vibratio.ismühle mit einer Kapazität von einem Liter, die als Mahlmittel Stahlkugeln mit einer Größe von 0,6 cm enthielt, eingetragen. Diese Masse wurde für 15 Minuten vermählen, und dann wurde die Aufschlämmung georüfL Es wurde festgestellt daß das PTFE den größten Teil des Lack- bzw. Schwerbenzins absorbiert hatte und nur etwa 10 ml frei abflössen. Das PFTE und das Lackbenzin bildeten eine feuchte Masse mit den Stahlkugeln. Das gesamte Gemisch wurde bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet

Nach dem Trocknen haftete viel von dem PTFE an den Stahlkugeln in Form eines unterbrochenen filmartigen Überzugs an und mußte mechanisch abgelöst werden. Nach der Untersuchung mit einem schwachen Mikroskop hatte das PTFE ein filmartiges Aussehen mit einem kleinen Prozentsatz bandartiger Fäden. Der Film hatte sehr schlechte Zugeigenschaften und riß leicht beim gelinden Berühren. Es konnten keine feinen PTFE-Teilchen festgestellt werden.

Beispiel 12B
(Vergieichsbeispief)

Ein Pulver aus PTl-E der Sorte II wurde mit einer Konzentration von 03%, bezogen auf das Aluminiumgesamtgewicht in eine Kugelmühlenanlage 10 gemeinsam mit zerstäubtem Aluminiumpulver, Lackbenzin und Stearinsäure eingetragen. Nach dem Mahlen und Filtrieren wurde der Filterkuchen dieses Ansatzes wie in dem Beispiel 5 getrocknet Das erhaltene Produkt war extrem staubend.

Die Beobachtung des Siebvorgangs zeigte, daß ein großer Teil von dem PTFE mit übergroßen Ahiminiumteilchen entfernt worden war. Ein diskontinuierlicher filmartiger Belag auf dem Sieb, der nicht wegbrach oder durch das Sieb hindurchging, verlangsamte die Geschwindigkeit des Siebens erheblich.

Beispiel 13
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 12 B wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der Anteil an Pulver aus PTFE der Sorte II auf 0,75% des Aluminiumgewichts erhöht w«irde. Nach dem Trocknen war das erhaltene Pulver wiederum extrem staubend. Das Sieben der vermahlenen Aufschlämmung war besonders schwierig, ähnlich

ίο wie bei dem Beispiel 12 B.

Beispiel 14
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit

ι 5 der Ausnahme, daß die Aufschlämmung aus PTFE durch ein flüssiges Kolloid ersetzt wurde. Dieses ist ein aufgereinigter Kollagenproteinextrakt der bindende Eigenschaften hat und der auch Fäserchen beim Reiben oder Bestreichen bildet Es wurde eine Konzentration von 10% Prcteinfestbestandteilen, bezogen auf das Aluminiumgewicht angewendet

Das erhaltene Produkt hatte eine etwas verringerte Staubigkeit war aber immer noch stark staubend. Einige harte Pulverklumpen waren in der Masse vorhanden die sehr schwer zu zerkleinern waren.

Beispiel 15
(Vergleichsbeispiel)

Ein nach dem Beispiel 5 getrockneter Filterkuchen

jo wurde später mit Diäthanolamin in einer Menge von 10%, bezogen auf das Aluminiumgewicht vermischt Die Behandlung mit dieser organischen Flüssigkeit ergab ein nichtstaubendes Produkt Wenn das Pulver dem Stabilitätstest unterworfen v/urde, verteilte es sich

j5 leicht in der wäßrigen Testlösung und schien dem Augenschein nach nicht hydrophob zu sein. Es erzeugte bei diesem Test 40 ml Gas, was zeigte, daß der Stearinsäureüberzug zerstört worden war. Wenn das Pulver dem Test X unterworfen wurde, verursachte es keine Explosion, was zeigte, daß es sein Sensibilisierungävermögen verloren hatte.

Beispiel 16

Teilchen eines Pulvers aus PTFE der Sorte II wurden auf dem Erwärmungsobjektträger einer Schmelzpt-nktbestimmuRgsvorrichtung nach Fisher —Johns angeordnet Das Instrument wurde angestellt und die Teilchen wurden durch ein Vergrößerungsglas beobachtet Es wurde festgestellt daß in dem Bereich von 40 bis 50⁰C

ίο die stumpfen, weißen Teilchen einer Umwandlung unterlagen, wonach die Oberfläche glatt und stark glänzend erschien. Sich berührende Teilchen klebten aneinander und vereinigten sich miteinander. Es wurde jedoch kein Schmelzen beobachtet; die Teilchen behielten im wesentlichen ihre ursprünglichen i o. men bei. Beim Berühren mit einer Nadel konnten die an dem Endpunkt klebenden Teilchen nicht durch Schütteln abgelöst werden.

Die Temperatur des Erwärmungsobjektträgers wurde auf 275°C erhöht jedoch schien sich in dem visuell wahrnehmbaren Aussehen der Teilchen nichts zu ändern.

Beispiel 17

Der Versuch des Beispiels 16 wurde mit einer neuen Probe von PTFE de r Sorte II wiederholt jedoch wurden Aluminiumpulverblättchen auf die PTFE-Teilchen vor dem Einbringen in den Apparat bestreut Wenn der

Erwärmungsobjekttrager den Bereich von 40 bis 50⁰C erreichte, schienen die Pl t-t-Teüchen wiederum der in dem Beispiel 16 angegebenen Umwandlung zu unterliegen. Die auf den größeren PTFE-Teilchen liegenden Aluminiumblatteilchen schienen bei dieser Gelegenhei an den PTFE-Oberflächen zu kleben und konnten durch Berühren mit einer Nadel nicht entfernt werden.

Beispiel 18

Aluminiumpulverproben mit verschiedenen Verhältnissen von dem Oberflächenbereich zur Masse wurden mit Stearinsäure überzogen und dem Test X unterworfen. Die Ergebnisse wurden nachfolgend tabellenförmig angegeben.

Oberfläehenbereich	Test X-Ergebnis
0,2 m²/g	explodierte nicht
1.0 nrVg	explodierte nicht
la nr/g	unvollständige Explosion
2,5 nr/g	explodierte
4,2 nrVg	explodierte
8,3 m-'/g	explodierte

Diese Testreihe zeigt die Existenz eines Schwellenverhältnisses von dem Oberflächenbereich zur Masse, unter dem die Sensibilisierungsaktivität unzureichend is'. Für die bei dem Test X verwendete Formulierung und den verwendeten Beschickungsdurchmesser liegt dieser Schwellenwert nahe bei 2ß m²/g.

Beispiel 19

Eine Aufschlämmung aus zerstäubtem Aluminiumpulver in Lackbenzin wurde in einer Drehkugelmühle ohne Vorhandensein eines Schmiermittels vermählen. Das Vermählen wurde fortgeführt, bis die Aluminiumteilchen ein Verhältnis von dem Oberflächenbereich zur Masse von annähernd 4 mVg hatten. Die Aufschlämmung wurde durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,088 mm gegeben, um gröbere Teilchen zu entfernen, und anschließend filtriert und getrocknet Das erhaltene Pulver hatte einen gemessenen Oberfiächenbereich von 4,2 m²/g. Ein Teil dieses Pulvers wurde dann von dem Material abgenommen, und die Teilchen wurden mit Stearinsäure überzogen. Eiü anderer Teil wurde mit einer Gummimasse des Handels überzogen. Ein dritter Teil wurde mit einer anorganischen Deckschicht durch Behandlung mit einer methanolischen Lösung von Phosphorsäure versehen und erneut getrocknet. Ein vierter Teil wurde unbehandelt gelassen.

Die so hergestellten 4 Proben wurden jeweils dem Test X unterworfen. Nur das mit Stearinsäure überzogene Aluminiumpulver bewirkte eine Explosion; die anderen 3 Proben explodierten nicht

Beispiel 20

Das Verfahren des Beispiels 19 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß eine längere Mahldauer angewendet

Oberflächenbereich von 83 m²/g.

Es wurden wiederum 4 Proben hergestellt, und zwar 3 überzogene Proben und eine nichtüberzogene Probe. Diese Proben wurden dem Test X unterworfen, und nur das mit Stearinsäure überzogene Aluminiumpulver bewirkte eine Explosion; die anderen 3 Proben explodierten wiederum nicht.

Von den in den Beispielen 19 und 20 gebildeten beiden Gruppen aas 4 Proben waren nur die mit Stearinsäure überzogenen Pulver völlig hydrophob. Das heißt, beim Verrühren mit der Hand in einem Becher mit Wasser schwamm das Pulver an der Oberfläche. Die nichtüberzogenen und die mit der Deckschicht versehenen Pulver wurden benetzt und sanken sofort nach unten, während das mi* einem organischen Überzug versehene Pulver teilweise benetzbar r/ar und etwas sank und etwas schwamm.

Diese beiden Beispiele 19 und 20 erläutern die Bedeutung der chemischen Natur der Aluminiumoberfläche für die Sensibilisierungsaktivität des Pulvers.

Beispiel 21

Bei dieser neuen Modifizierung des Verfahrens der Erfindung wurde die Aufschlämmung aus PTFE der Sorte I zu einem zuvor aufgeschlämmten Gemisch von Aluminiumblättchen in Lackbenzin, z.B. aus einem unteren Schlammtank 20 erhalten, mit einer Konzentration von 025% PTFE-Festsubstanz, bezogen auf das Aluminiumgewicht, zugegeben. Nach diesem anfänglichen Vorvermischen mit der Aluminiumaufschlämmung wurde die erhaltene Auf .hlämmung filtriert, und der Filterkuchen wurde dann in einen Mischer 32 A für eine sehr kurze Mischdauer (etwa 10 Minuten) gebracht Dieser Filterkuchen wurde dann in den Trockner 32 B eingetragen und in normaler Art und Weise getrocknet Das erhaltene Produkt war nichtstaubend und vom Sensibilisierungsgrad. Der Hartmann-Test zeigte, daß das nichtstaubende Produkt keine Explosionsgefahr darstellt

Rpicnirl 00

— — - ·. p- - — - —

Das Verfahren des Beispiels 21 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Konzentration der Aufschlämmung aus PTFE der Sorte I auf 0,10% Festsubstanz, bezogen auf das Aluminiumgewicht, gesenkt wurde. Das erhaltene Pulver war nichtstaubend und vom Sensibilisierungsgrad. Wenn das erhaltene Pulver dem Hartmann-Test unterworfen wurde, ergab sich, daß es eine mäßige Explosionsgef *Ίγ darstellt

Beispiel 23

4<5 Aliquote Teile, etwa mit einem Volumen von 10 ml, wurden von einem einzelnen Ansatz einer Aufschlämmung aus PTFE der Sorte 1 abgenommen und in zwei Testrohre gebracht Ein Rohr wurde bei Raumtemperatur gehalten, und das andere Rohr wurde für 2 Minuten ohne Rühren oder anderes Bewegen in ein bei 93° C

gehaltenes Ölbad eingetaucht Beide Rohre wurden dann bei Raumtemperatur für etwa 2 Stunden gehalten.

Ein Teil von jeder Probe wurde mit einem Zähler, der

mit einem Analysator und einem logarithmischen Verstärker modifiziert war, und zwar zur Einteilung der Teilchengröße in 256 Kanäle, unter Anwendung eines Natriumchloridelektrolyten und einer 0,07-mm-Offnung analysiert Ein Standardlatex, bei dem der Hauptteil der Teilchen einen Durchmesser von etwa 0,0035 mm hatte, wurde ebenfalls analysiert und diente als Indexmarkiensng.

Die Ergebnisse wurden in Diagrammform in der F i g. 2 wiedergegeben.
Der Standardlatex hat einen Höchstwert im Kanal 14, was anzeigt, daß die Teilchen mit einem Durchmesser von 0,0035 mm, von diesem Kanal registriert werden. Der aliquote Teil der Aufschlämmung aus PTFE der Sorte I, der bei Raumtemperatur gehalten worden ist.

ragt am Ende der feinen Teilchen nach oben aus der Skala heraus; daher ist die mittlere Teilchengröße unter 0,002 mm, die etwa die untere Empfindlichkeitsgrenze des Zählers mit der speziellen Öffnung an der Stelle darstellt

Der aliquote Teil der Aufschlämmung aus PTFE der Sorte I₁ der kurz erwärmt worden ist, hat jedoch Höchstwerte bei den Kanälen 15 und 16 und ist demnach etwas gröber als 0,0035 mm, die von dem Kanal 14 registriert werden. Diese Verschiebung der Teilchengrößenverteilung nach dem Erwärmen zeigt daß eine gewisse nichtreversible Koagulation stattgefunden hat und stimmt mit den in den Beispielen 16 und 17 festgestellten Eigenschaften des Pulvers aus PTFE der Sorte II Oberem. Von diesen drei Proben wurden sehr wenig Teilchen jenseits des Kanals 30 registriert

Beispie! 24

Innerhalb von Tagen nach Erhalt eines Materials aus PTFE der Sorte I von dem Hersteller wurden gleiche Volumen von der PTFE-Aufschlämmung und von Lackbenzin in einen Scheidetrichter gegossen und miteinander geschüttelt Die PTFE-Aufschlämmung verteilte sich leicht in dem Lackbenzin unter Bildung einer einzigen milchigen Phase, die sich in 30 Minuten dem Aussehen nach nicht zu trennen schien. Die wäßrige Aufschlämmung schied sich langsam ab, wobei der abgesetzte Teil das gleiche Aussehen wie das ursprüngliche PTFE der Sorte I hatte.

5 Monate später wurde der gleiche Versuch wiederholt und zwar unter Verwendung der gleichen Chsr^e von PTFE osr So*"*s ^ die iⁿ de** 7vjj<wht>n ip\t bei 21 ±5" C aufbewahrt worden war. Beim erneuten Testen setzte sich die PTFE-Aufschlämmung sofort ab und setzte sich eine Minute nach einem Rühren fast vollständig ab. Dieses zeigt daß ein Altern die Dispersionseigenschaften von PTFE der Sorte I beeinflußt

Beispiel 25
(Vergleichsbeispiel)

Unter Zugrundelegung des von dem Hersteller angegebenen mittleren Durchmessers von O,ÖOÖ2 mm von aus PTFE der Sorte I bestehenden Teilchen sowie von 0,5 mm von aus PTFE der Sorte II bestehenden Teilchen wurden mittlere Oberflächenbereiche von 13,6 und 0,0054 m²/g für die beiden Produkte berechnet, unter Bezug auf eine Dichte von 2,2 g/ml für PTFE. Demnach hat PTFE der Sorte ! einen Oberflächenbereich, der 2500mal größer ist als der der Sorte II, unter der Annahme, daß die Teilchen kugelförmig sind.

Das Beispiel 21 zeigt daß 0,25% PTFE-Festbestandteil, bezogen auf das Aluminiumgewicht wenn das

FTFE in Form cinci Auijuinäiiiiiiuiig lici Suric ϊ

vorliegt das Aluminiumpulver in geeigneter Weise nichtstaubend macht Eine äquivalente Menge von PTFE der Sorte II zur Erzielung dieses Oberflächenbereichs der Sorte I würde 625% von der Sorte II, bezogen auf das Aluminiumgewicht, entsprechen.

Eine Mischkammer mit Sigmaflügel wurde mit einem Drehmomentrheometer verbunden. 90 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad wurden in die Mischkammer gebracht, die mit einem umlaufenden Ölbad auf 9O⁰C erwärmt wurde. Während das Mischen mit einer Geschwindigkeit von 50 Umdrehungen je Minute durchgeführt wurde, wurde PTFE der Sorte II langsam in das Aluminiumpulver gestreut bis insgesamt 50 g oder 55,6% des Aluminiumgewichts zugegeben worden waren. Das Pulver wurde für insgesamt 75

Minuten gemischt, blieb aber staubend. Diese hohe FTFE-Konzer· ration ist für dieses spezielle Produkt wirtschaftlich nicht tragbar; die Tatsache, daß das erhaltene Pulver staubend blieb, zeigt daß dieses relativ einfache Vermischen, das für ein Vermischen in dem

ίο Trockner 32 B typisch ist keinen ausreichenden neuen Oberflächenbereich bei den Teilchen aus PTFE der Sorte II schafft durch den das Aluminiumpulver nichtstaubend werden könnte.

Beispiel 26
(Vergleichsbeispiel)

Die Mischkammer mit Sigmaflüge! des Beispiels 25 wurde durch eine Kammer mit Walzblatt mit Druckkolbenverschluß ersetzt Bei Anwendung dieser Anlage kann auf den Inhalt der Kammer beim Vermischen Druck ausgeübt werden.
Die Kammer wurde bis zu ihrem normalen Fassungsvermögen mit einem Gemisch von 40 g Aluiriniumblättchen vom Sensibilisierungsgrad und 0,6 Gew.-% Pulver aus PTFE der Sorte II gefüllt Der Druckkolbenverschluß wurde eingesetzt die Kammer wurde mit einem umlaufenden ölbad auf 90⁰C erwärmt und das Walzblatt wurde mit einer Geschwindigkeit von 60 Umdrehungen je Minute gedreht Die der Drehbewegung entgegenstehende Torsionskraft betrug nach der Messung mit dem Drehmomentrheometer 35 m-g. Der Versuch wurde nach einer Mischdauer von 25 Minuten beendet; das erhaltene Produkt war flockig und leicht staubend.

Beispiel 27

Der Versuch des Beispiels 26 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß ein 50-g-Gemisch von Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad und PTFE der Sorte II in die Kammer durch Hir.eindriicken mit dem Druckkolbenverschluß eingetragen wurde. Die Torsionskraft erhöhte sich auf 180 m-g, wenn das Pulver zu Beginn vermischt wurde, während der Druckkoibenverschluß in die geeignete Lage gebracht wurde, und fiel dann nach 90 Sekunden schnell auf 130 m-g ab. Nach 5 Minuten begann sich die Torsionskraft allmählich zu erhöhen und erreichte nach einer Mischdauer von 15 Minuten einen Wert von 615 m-g. Die Torsionskraft nahm mit dem Fortführen des Vennischens aümählich ab und fiel nach 35 Minuten auf 255 m-g, wonach dann das Mischen beendet wurde. Das Produkt war eine glänzend metallische, kittartige Masse, die völlig staubfrei war. Das Produkt konnte nicht in Wasser ciispcrgieri werden, so daS es als Sensibihsicrungsmiiiei für Sprengmittelschlämme ungeeignet ist.

Das Produkt wurde mit einem Elektronenabtastmikroskop untersucht; es konnte dabei überraschenderweise kein Fasernetzwerk des in den US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 beschriebenen Typs festgestellt werden. Das Material ähnelte dem des Beispiels 28.

Mit einer mit einer Nadelspitze versehenen Sonde konnte das Produkt dieses Beispiels auseinandergerissen werden. Diese Operation führte zu einer Fasermatrix in der gestreckten Zone, was in der Fig.3

030 109/301

dargestellt ist. Abgebrochene Fasern bzw. Strange können in der gesamten Mikrophotographie erkannt werden, wobei viele dieser Stränge auf Aluminiumblaitteflchen lose zu liegen scheinen. Diese Art des Verhaltens ist zu erwarten, wenn zwei Oberflächen durch Teilchen aus einer elastischen Substanz schwach miteinander verklebt sind und die Oberflächen dann getrennt werden, wie z. B. ein zwischen zwei zusammengeklappten Händen klebender Kaugummi.

Beispiel 28

9 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad und 1 g PTFE der Sorte II wurden in einem Acbatmörser mit einem Pistill gelinde verrieben. Keine Wärme außer der durch das Reiben erzeugten Reibungswärme wurde angewendet. Das Gemisch wurde sehne!! gummiartig und pastenähnlich und ähnelte dem Aussehen nach dem Produkt des Beispiels 27. Es konnte nicht in Wasser dispergiert werden upH war als Sensibilisie.-ungsmittel für Sprengmittelschläi.
me ungeeignet, Mikrophotographien mit dem Elektronenabtastmikroskop von typischen Teilen dieses Produkts, wie in der Fig.4 und auch bei 5000facher Vergrößerung (nicht dargestellt), ließen keinerlei Fasernetzwerk erkennen.

Beispiel 29
(Vergleichsbeispiel)

10 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad wurden in !QQ m! Methanol durch !ar /jsames Verrühren mit einem mit PTFE beschichteten Rührstab über eine Magnetrührplatte aufgeschlämmi. Su g Pulver aus PTFE der Sorte II wurden zugegeben, und die Aufschlämmung wurde in einen 500-ml-Rundkolben gebracht, der dann an einem Drehvakuumverdampfer befestigt wurde. Der Kolben wurde in einem auf 85° C erwärmten Ölbad angeordnet, rail ffsm Drehen wurde begonnen, und das Vakuum wurde eingestellt Nach 30 Minuten war das gesamte Methanoi verdampft und wurde der Kolben aus der Vorrichtung entfernt. Das erhaltene Produkt wurde visuell geprüft, und es wurde festgestellt, daß es extrem staubend war.

Beispiel 30
(Vergieichsbeispiel)

150 mg PTFE der Sorte ! (50 mg PTFE-Fesibestandteile) wurden tropfenweise zu 100 ml Methanol unter Rühren mit einem Magnetrührer, wie in dem Beispiel 29, gegeben. Das PTFE dispergierte sich leicht in dem Methanol, wobei zunächst eine milchige Aufschlämmung gebiidei wurde; nach 5 rviinuten jedoch war das milchige Aussehen verschwunden und waren die Teflonteilchen koaguliert, und zwar unter Bildung von Klumpen, Filmteilchen und Fäden, was nach dem weiteren Klären des Methanols zu erkennen war. 10 Minuten nach Zugabe des PTFE war das Methanol im wesentlichen klar, wobei sich in dem gerührten Medium das PTFE-Koagulum langsam bewegte. Zu diesem Zeitpunkt dann wurden 10 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad zugegeben, wurde die Aufschlämmung in einen 500-ml-Rundbodenkolben gebracht und wurde das Methanol mit dem Drehvakuumverdampfer, wie in dem Beispiel 29, verdampft. Das erhaltene Produkt staubte sehr stark.

Beispiel 31

10 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad wurden in 100 ml Methanol unter Rühren mit einem Magnetrührer wie in dem Beispiel 29 aufgeschlämmt,

ίο 150 mg PTFE der Sorte I wurden innerhalb von 10 b^:s 15 Sekunden tropfenweise zu dieser Aufschlämmung gegeben, und die Aufschlämmung wurde dann sofort in einen Rundbodenkolben gebracht, der an einem Verdampfer montiert wer. Die Aufschlämmung wurde wie in dem Beispiel 29 getrocknet Das erhaltene Pulver kiebte an den Kolbenwänden in dem Maße, in dem die Aufschlämmung dicker und schließlich trocken wurde, wobei kein Umherstürzen des Pulvers in dem sich drehenden Kolben festgestellt wurde. Das erhaltene Pulver mußte durch Abkratzen von den Kolbenwänden losgelöst werden; es wurde festgestellt daß das Pulver im wesentlichen nicht staubte, und zwar im bemerkenswerten Gegensatz zu den nach den Beispielen 29 und 30 erhaltenen Pulvern.

Beispiel 32

Das Verfahren des Beispiels 22 wurde unter

jo Verwendung von PTFE der Sorte I von der Originalcharge wiederholt, die aber nach Durchführung des Versuchs nach dem Bebpiel 22 für 3 Monate aufbewahrt worden war. Es wurde festgestellt daß diese Charge aus PTFE-Aufschiämniung unmittelbar vor dem zweiten Versuch weniger leicht in Lackbenzin dispergierbar war als vor dem ersten Versuch, wie durch Schütteln einer kleinen Menge mit Lackbenzin in einem Restrohr ermittelt wurde. Während der Zwischenzeit waren die PTFE-Teilchen offensichtlich leicht koaguliert.

Das bei diesem zweiten Versuch erhaltene Produkt war auch bei Anwendung gleicher Konzentration und der gleichen Verfahrensführung wie bei dem Beispiel 22 staubend. Die PTFE-Konzentration mußte auf 0,15% Festsubstanzen, bezogen auf das Aluminiumgewicht, erhöht werden, um ein nichtstaubendes Produkt zu bilden. Diese Notwendigkeit der Anwendung höherer PTFE-Konzentrationen wird der Tatsache zugeschrieben, daß die PTFE-Teilchen einer langsamen Koagulation und dementsprechend einer Verminderung der

so Gesamtzahl der Teilchen, die für ein Zusammenkleben der Aluminiumblättchen zur Verfügung stehen, unterliegen.

Beispiel 33

Eine Reihe von Ansatzmassen aus nichtstaubendem Äiuminiumbiaiichensensibiiisator wurde durch Zugabe einer Aufschlämmung von PTFE der Sorte I zu dem unteren Schlammtank 20 der F i g. 1 hergestellt Das PTFE wurde mit unterschiedlicher Konzentration zu jeder Ansatzmasse gegeben. Die nichtstaubenden Produkte wurden dem Sensibilitätstest X unterworfen, bei dem Anteile von Brennstoff vom Nichtsensibilitätsgrad (Sorte »B«) durch den erhaltenen nichtstaubenden Sensibilisator ersetzt wurden, wie in dem Beispiel 2 beschrieben ist. Die Produkte wurden außerdem dem Hartmann-Test, unterworfen. Die Ergebnisse wurden nachfolgend tabellenförmig angegeben.

PTFE-Konzentration, zugesetzte
Anteile in % vom
Al-Gewicht

Physikalischer Zustand des Pulvers

Test X,

% Sensibilator in der
Formulierung als
B rennstoffersatz

Hartmann-Test,
Mindestexplosionsfconzentration, g/l

Keine

0,10

0,12

0,16

0,25

staubend
nichtstaubend
nichts taubend
nichtstaubend
nichtstaubend

3
3
3
4
5

0,05
0,15
0,29
0,81
>0,81

Wie ersichtlich ist, nimmt die Sensibüisien-2: _ - ■ _■ .alitat mit Zunahme der PTFE-Konzentration ab. ü»; Ergebnisse des Hartmann-Tests geben ebenialis diese zunehmende Festigkeit wieder, mit dz: die Aluminiumteilchen durch PTFE aneinand^ gehalten werden. Durch Extrapolation kann f.^eber.enfalls eine PTFE-Konzentration erreicht werde,: bei der das erhaltene Pulver nicht mehr als Sensibilisator gemäß Test X einzustufen ist.

Beispiel 34

Es wurde ein Versuch zur Ermittlung des Abdekkungsbereichs auf Wasser mit den Produkten des Beispiels 33 durchgeführt. Der Abdeckungstest, der auf dem Ausbreiten eines dünnen Films mit der Dicke eines Blättchens auf der Oberfläche von Wasser beruht und den bedeckten Bereich angibt, ist auf den Seiten 18-22 des Buchs »Aluminium Paint and Powder« von J. D. Edwards und R. L Wray beschrieben. Nach diesem Test hat das staubende Vergleichsprodukt des Beispiels 33 einen scheinbaren Abdeckungsbereich von 7800 cm²/g. Die übrigen nichtstaubenden Produkte, die verschiedene Teflonmengen enthielten, konnten nach dieser Technik nicht getestet werden, weil das PTFE ein Ausbreiten der Blättchen auf der Wasseroberfläche verhinderte.

Beispiel 35
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 03 PTFE-Pulver Sorte III bezogen auf das Aluminiumgewicht, anstelle von PTFE der Sorte I verwendet wurde. PTFE III ist ein Produkt mit einer angegebenen Teilchengröße von 0,5x0,15 mm und bisher mit Erfolg von den in den US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 genannten Erfindungen mr Herstellung verschiedener nichtstaubender Produkte verwendet worden.

Nach dem Trocknen staubte das erhaltene Pulver sehr stark und konnte visuell von Fi FE-freiem Pulver, wie es in dem Beispiel 5 hergestellt wird, nicht unterschieden werden.

Beispiel 36

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß eine PTFE-IV-Aufschlämmung anstelle von PTFE der Sorte ίΐ verwendet wurde. Es wurde eine solche PTFE-Menge zugesetzt, daß 03% PTFE-Festsubstanz, bezogen auf das Aluminiumgewicht, vorhanden war. PTFE IV ist ein Produkt aus einer Dispersion von in Wasser suspendierten Polytetrafluoräthylenteilchen mit einer Größe von 0,00005 bis 0,0005 mm. Nach dem Trocknen war das erhaltene Pulver nichtstaubend.

Beispiel 37

Teile von dem erhaltenen nichtstaubenden Sensibilisator des Beispiels 33 mit einem Zusatz von 0,16% PTFE, bezogen auf das Aluminiumgewicht, wurden bis zur Hälfte in jede von 3 Glasfläschchen mit Schraubdekkel und einem Fassungsvermögen von 25 ml eingefüllt Die Deckel wurden fest zugeschraubt, 'in Fläschchen wurde bei Raumtemperatur (22 +Γ C) gplassen, ein Fläschchen wurde in einem Kühlschrank (3 ±3° C) angeordnet, und ein Fläschchen wurde in dem Gefrierfach eines Kühlschranks (-14±2°C) angeordnet Dann vurde einmal am Tag jedes Fläschchen visuell geprüft, wobei es kurz zwei- oder dreimal mit schnellen Schüttelbewegungen des Handgelenks geschüttelt und

jo dann wieder an seinen Ort zurückgestellt wurde. Nach einem Tag des Aufbewahrens waren ai'e 3 Proben hinsichtlich ihres nichtstaubenden Verhaltens ähnlich. Nach vier Tagen waren die bei Raumtemperatur und Kühischranktemperatur aufbewahrten Proben nichtstaubend geblieben, war jedoch die im Gefrierfach gelagerte Probe etwas staubend. Nach sieben Tagen waren die ersteren beiden Proben immer noch nichtstaubend, hatte aber die im Gefrierfach gelagerte Probe stark staubende Tendenzen entwickelt. Während die Glaswände der Fläschchen, die die ersteren beiden Proben enthielten, klar und frei von Aluminiumbiättche;. blieben, war die Wand des im Gefrierfach gelagerten Fläschchens innen mit losem Aluminiumpulver überzogen. Dieses zeigt, daß GefriertemDeraturen (unter 0°C) die Klebebindung, durch die die Tcflonteilchen die Aluminiumblattchen zusammenhalten, beeinflussen, während Temperaturen über dem Gefrierpunkt einen geringen oder keinen Effekt auf diese Bindungen ausüben.

Beispiel 38

Ein ι ropfen π FL der Sorte i wurde auf einen Metallobjektträger eines Abtastelektronenmikroskops gebracht, und eine kleine Menge Aluminiumblättchenpulver verr Sensibilisierungsgrad wurde auf einen Teil dieses Tropfens gestreut Der Objektträger wurde mehrere I age an der Uitt getrocknet und dann unter dem Elektronenstrahl untersucht. Bei 200facher Vergrößerung war au sehen, daß das PTFE zu einem dünnen, rissigen Film getrocknet war. Bei der stärkeren Vergrößerung in der F i g, 5 erscheint dieser Film in dem Bereich 10 und besteht, wie zu sehen ist, aus gerundeten Teilchen, von denen jedes einen viel kleineren Durchmesser als 0,0001 mm hat. Die GrCSe dieser gerundeten Teilchen ist wesentlich kleiner als sogar die kleinsten Aluminiumblattchen.

Die vorstehenden Beispiele erläutern eine Reihe von Punkten, die das Verfahren und die Produkte der

Erfindung betreffen. Vielleicht das wesentlichste Einzelmerkmal, das im Hinblick auf die Lehren der US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 überraschend ist, ist die kritische Natur des Phänomens, das bei dem Produkt der Erfindung eine Teüchen-zu-Teitchen-Haftfähigkeit zu bestehen scheint. In der US-Patentschrift 3838 064 (Spalte 8, Zeilen 1-3) und der US-Patentschrift 38 38 092 (Spalte 2, Zeilen 67-71) ist angegeben, daß eine Teilchen-zu-Teilchen-Haftfähigkeit für die dortige Verfahrensweise und die dortigen Produkte ohne Bedeutung ist und daß der kritische Aspekt in der Bildung einer Fasermatrix liegt die normalerweise staubendes Material zurückhält oder lose einschließt (US-Patentschrift 38 38 092, Spalte 4. Zeilen 20 - 23 und Zeilen 69 - 7 5).

Die Beispiele 16 und 17 zeigen die Haft- bzw. Klebqualität von PTFE, die besonder¹; in einem Temperaturbereich von 40 bis 50⁰C in Erscheinung treten. Das Beispiel 23 zeigt eine Verschiebung der Teilchengrößenverteilung aufgrund eines irreversiblen Aneinanderklebens von PTFE-Teilchen, während sie in einem wäßrigen Medium dispergiert sind. Es wird angenommen, daß dieses Klebe- oder Haftvermögen für das nichtstaubende Produkt, das nach dem Beispiel 31 erhalten worden ist, verantwortlich ist, bei dem das Mischen vorsätzlich bei den Mindesterfordernissen für ein Dispergieren durchgeführt worden ist, um eine mechanische Bearbeitung von PTFE-Teilchen zu vermeiden. Es kann dann gleichfalls angenommen werden, daß die nichtstaubenden Produkte der Beispiele 1. 2. 3. 4. 21. 22, 27. 28. 31. 32, 33 und 36 ihre nichtstaubenden Eigenschaften durch Aluminiumblättchen erhalten, die durch ein PTFE-Teilchen oder mehrere PTFE-Teilchen (welche stark deformiert sein können, wie bei den Beispielen 27 und 28) zusammengehalten werden. Diese schwachen Bindungen zwischen Blättchen aufgrund von Klebe- oder Haftkräften können durch Gefriertemperaturen weiter geschwächt werden, wie in dem Beispiel 37 gezeigt ist Die Bindung wird außerdem stärker, wenn mehr PTFE-Teilche« im Gemisch mit Aluminiumblättchen vorhanden sind, wie das Beispiel 33 erläutert

Die letztere Bedingung ist ebenfalls überraschend, weil die US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 lehren, daß die physikalischen Eigenschaften von Pulvern, die durch Einschluß in einer Fasermatrix nichtstaubend gemacht worden sind, im wesentlichen gegenüber den Eigenschaften der ursprünglichen staubenden Pulver unverändert sind (US-Patentschrift 38 38 064 Spalte 3, Zeile IZ Spalte 7, Zeilen 65-71 und US-Patentschrift 38 38 092 Spalte 4, Zeilen 29 - 32). Die Unmöglichkeit eÜK"n Abdeckungstest mit den Produkten der Erfindung durchzuführen, wie in dem Beispiel 34 gezeigt ist, steht im Gegensatz zu den Erwartungen gemäß der US-Patentschrift 38 38 064 (Spalte 7, Zeilen 65—7t) bei Pulvern, die einfach in einer Fasermatrix eingeschlossen sind.

Einige Fasern sind in nichtstaubendem Sensibilisator festgestellt worden, der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden ist doch scheinen diese eine nebensächliche Begleiterscheinung des Verfahrens zu sein, die sich aus der Art der mechanischen Bearbeitung ergibt wie in dem Beispiel 27 eindrucksvoll erläutert ist Eine typische mit einem Abtastelektronenstrahl erhaltene Mikrophotographie ist in der Fig.6 wiedergegeben. Eine Vergleichsmikrophotographie von unbehandeltem (staubendem) Sensibilisator ist in der F i g. 7 wiedergegeben. Abgesehen von einigen in der Fig.6 zu erkennenden willkürlichen Fasern scheinen die nichtstaubenden und staubenden Sensibilisatoren ein ähnliches mikroskopisches Aussehen zu haben.

Ein zweites für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens der Erfindung erforderliches Kriterium ist eine geeignete Verteilung von PTFE-Teilchen in der gesamten Masse aus den Aluminiumblättchen unter Bedingungen« die eine vorzeitige Koagulation von PTFE-Teilchen auf ein Mindestmaß einschränken. Die erheblichen Folgen von vorzeitiger Koagulation sind leicht ersichtlich bei einem Vergleich der Leistung von dispergierten PTFE-Teilchen (Sorten I oder IV) mit der Leistung von vorkoaguliertem PTFE-Pulver (Sorten II oder III) unter gleichen Mischbedingungen. Beim Vergleich von Beispiel 1 mit Beispiel 9. Beispiel 21 mit Beispiel 11. Beispiel 31 mit Beispiel 29 und Beispiel 36 mit Beispiel 35 ist zu ersenen, daß ein nichtstaubendes Pulver bei Verwendung einer PTFE-Dispersion erhalten wird, wägend ein vorkoaguliertes Pulver in jedem Fall unter iut.. .sehen Mischverfahren ein staubendes Produkt ergibt

Die Beispie' 6, 7. 8 und 30 erläutern ebenfalls die Bedeutung H- /erwendung einer Dispersion vor einer Koagul?tion, während das Beispiel 32 den Effekt eines kleineren Koagulationsgrads erläutert

Eine vo; eitige Koagulation von den PTFE-Teilchen

so stört das Verfahren. '""? ?f^ar höchstwahrscheinlich wegen der PTFE-Oberfiächenverminderung, die zum gemeinsamen Binden von Aluminiumblättchen zur Verfugung steht Dieser Nachteil kann durch Vermischen der koagulierten PTFE-Teilchen unter Bedingun-

J5 gen beseitigt werden, unter denen das PTFE mechanisch deformiert wird, wodurch neue Oberflächen geschaffen werden, an denen Aluminiumblättchen haften können. Die Notwendigkeit eines solchen Mischens unter Anwendung starker Kräfte geht aus einem Vergleich des Beispiels 26 mit dem Beispiel 27 und der Beispiele 27 und 28 mit den Beispielen, in denen mildere Mischtechniken angewendet werden, wie z. B. in den Beispielen 25. 9,10,11 und 35 hervor.

Die in den Beispielen 9. 10. und 11 angewendeten herkömmlichen Mischtechniken sind offensichtlich für die Schaffung erheblicher neuer PTFE-Oberflächen nicht ausreichend und erfordern daher, daß ein wesentliches Merkmal des Verfahrens der Erfindung gegeben ist und zwar einer geeigneten Verteilung von PTFE-Teilchf π mit großem Oberflächenbereich, bevor diese Teilchen koagulieren. Ausgehend von einer PTFE-Dichte von 22 g/cm³.einem mittleren ΡΤΡΕ-ΓείΙ-chendurchmesser von kugelförmigen Teilchen von 0,0002 mm einer Aluminiumblättchendichte von 2,7 g/cm³ und einem mittleren Durchmesser von zylindrischen Teilchen aus Aluminiumblättchen von 0,008 mm und einer Höhe von 0,001 enthält nach der Berechnung, ein Gemisch von 0,25 Gew.-% PTFE in Aluminium 30 bis 40 PTFE-Teilchen für jedes vorhandene Aluminhimblättchen. Daraus ist zu ersehen, daß, wenn eine geeignete Anzahl von PTFE-Teilchen vorhanden ist um Aluminhimblättchen aneinander zu kleben, keine weitere Zunahme des PTFE-Oberflächenbereichs durch Bearbeiten, Bestreichen, Kneten oder Zerquetschen erforderlich ist

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aluminiumpulver für schlammfönnige Explosiv- und Sprengstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumteiichen einen hydrophoben Oberzug aus Stearinsäure aufweisen und als Haftstoff ein Polytetrafluoräthylen enthalten, in dein keinerlei Matrix aus Polytetrafluoräthylenfasern vorhanden ist, wobei das Polytetrafluoräthylen eine Teilchengröße < 0,250 mm besitzt, und das Aluminiumpulver einen Sensibilisierungsgrad aufweist, der dem Grad gemäß Test X entspricht, und daß das Aluminiumpulver gemäß Vergleichstest Y nichtstaubend ist

2. Aluminiumpulver nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß es höchstens eine wäßrige relative Explosionsgefahr, bestimmt nach dem Hartmann-Test, aufweist

3. Aluminiumpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es keine relative Explosionsgefahr, bestimmt η ach dem Hartmann-Test, aufweist.

4. Verfahren zur Gewinnung von niehtstaubendem Aluminiumpulver eines hohen Sensibilisierungsgrades nach Anspruch 1 durch Mischen von Aluminiumpulver und Polytetrafluoräthylen, dadurch gekennzeichnet, daß ein nasses Aluminiumpulver aus Aluminiumteiichen mit einem hydrophoben Überzug aus Stearinsäure mit einer Teilchengröße kleiner als 0,074 mm und mit dem nach Test X ermittelten Sensibilisierungsgrad mit in einer Flüssigkeit dispergierten PoIj'etrafluoräthylenteilchen einer Teilchengröße kleiner als 0,250 mm gemischt wird, wobei sich dieser Mischvorganp über einen Zeitraum erstreckt der ausreicht, das Pulver nichtstaubend zu machen, bestimmt nach «jem Vergleichstest Y im trockenen Zustand, jedoch nicht ausreicht eine Matrix aus Polytetrafluoräthylenfasern zu schaffen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen in einer Menge von 0.¹ bis 0,6%, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumpulvers, eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Polytetrafluoräthylenteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,2 μπι als Aufschlämmung in Wasser eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumpulver verwendet wird, dessen Teilchen eine wirksame Oberfläche von mindestens 2 m²/g aufweisen.

hohen Sensibilisierungsgrad. Ferner ist aus der US-PS 31 22 462 eine pyrotechnische Mischung bekannt, wie sie beispielsweise für die Erzeugung von Lichtsignalen verwendet wird, in der Polytetrafluoräthylen als Bindemittel dient

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aluminiumpulver für schlammförmige Explosions- und Sprengstoffe bereitzustellen, das sowohl nichtstaubend ist als auch einen hohen Sensibilisierungsgrad aufweist Außerdem soll ein Verfahren zur Gewinnung eines derartigen nichtstaubenden Aluminiumpulvers eines hohen Sensibilisierungsgrades unter Verwendung von Polytstrafluoräthy-Ien geschaffen werden.

Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 angegebene Aluminiumpulver und das in Anspruch 4 angegebene Verfahren gelöst Bevorzugte Ausführungen des Aluminiumpulvers sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3, bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 7.

A. Test X

Bei dem Test X wird die Sensibilisierungswirkung von zu testenden Aluminiumpulvern in der folgenden Formulierung bestimmt: