DE2603313C3

DE2603313C3 - Aluminiumpulver für schlammförmige Explosiv- und Sprengstoffe und Verfahren zu dessen Gewinnung

Info

Publication number: DE2603313C3
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: 1980-10-16
Also published as: GB1528501A; IN155817B; FR2328748A1; GB1528502A; SE421863B; FR2328748B1; DE2603313B2; DE2603313A1; SE7600858L; JPS51105977A; FR2333837A1; BR7600622A; CA1065525A; NO142438C; FR2333837B1; JPS5524481B2; PH13561A; MX4527E; NO760090L; NO142438B

Description

A. Test X

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

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 Aluminiumnjtrat
Wasser

Aluminiumpulver
Guargummi
pH-Puffer (Phosphat)

Gewichtsteile 59,5 28,7 10,0 1,5

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 4,5. 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 stattfindet, entspricht das Aluminiumpulver dem Sensibilisierungsgrad.

B.Test Y

Der Vergleichsgießtest Y wird wie folgt durchgeführt:

Eine Standardzapfbürette mit einem Fassungsvermögen von 500 cm^J wird verwendet. Der bei den Tests benutzte zylindrische Teil der Bürette beträgt etwa 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 0,5 cm vom oberen Rand entfernt. Die Bürette wird dann mit einem Klemmhalter und einer Nachlaßklammer 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 I lohe 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. Der 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 dieser Technik füllt man die Bürette mit einem Aluminiumpulver dss Handels, bei dem 90 Gew.-% der Teilchen größer als 0,044 mm sind und 10 Gew.-% der Teilchen kleiner als 0,044 mm sind (im folgenden mit »A« bezeichnet), und beobachtet wie das Pulver staubt, wenn die Folie fortgenommen wird und es in den Behälter aus der Standardhöhe fällt Durch visuellen Vergleich ermittelt man, ob das Stauben beim Fallen der zu untersuchenden Probe in den Behälter schwächer ist als das Stauben der Standardprobe, d. h. des fallengelassenen Aluminiumpulvers der obigen Sorte »A«. Wenn das Stauben schwächer ist wird die zu untersuchende Probe klassifiziert als »nichtstaubend, bestimmt durch Vergleichsgießtest Y«.

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. 1 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, Inc., 1973, ist der Stand der Technik zu entnehmen, der diese dem" Fachmann bekannte Verfahren betrifft. Die Pfeile in F i g. 1 zeigen den Verfahrensablauf.

Bei diesem Verfahren wird zerstäubtes Aluminium oder werden Aluminiumfolienschnitzel gemeinsam mit Lack- bzw. Schwerbenzin und Stearinsäure in die Kugelmühle 10 aus einem rechteckigen trichterförmigen Buhälter 12 eingetragen. Die Kugelmühle schlägt die Aluminiumbeschickung flach, pulverisiert diese und bringt sie in Blättchenform, während dieses Vermahlens erhalten die Blättchen einen Stearinsäureüberzug, um diesen Blättchen sogenannte »Schwimmw-Eigenschaften zu verleihen. Im wesentlichen neigt ein schwimmendes Pigment dazu, zu Jer Oberfläche von Überzügen zu steigen, in denen sie enthalten sind. Das aus der Kugelmühle ausgetragene Material bewegt sich durch Leitung 14 in den oberen Schlammtank, der im wesentlichen ein Vorratstank ist, und von dort nach unten durch das Sieb 18. Die Teilchen mit Übergrößen 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 «:.hne Lösungsmittelzusatz in dem Mischer 32/4 vermischt und 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

ίο Herstellung eines Aluminiumpulvers vom Sensibilisierungsgrad benutzt werden. Sowohl der Oberflächenbereich als auch die chemische Beschaffenheit der Oberfläche von Aluminiumpulvern sind bedeutende Faktoren für deren Sensibilisierungsaktivität wie z. B. in den Beispielen 18 bis 20 gezeigt wird. Ein Mindestoberflächenbereich in dem Bereich von 2,0 bis 2,5 mVg 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, hifoen, und zwar je nach der Art und den Verhältnissen der benutzten Bestandteile und dem Durchmesser und der Länge des hergestellten Beschickungsmaterials. Oberflächenbereiehe unter 1,5 bis 2,0 m²/g sind jedoch im allgemeinen zur Sensibilisierung des Hauptteils der zur Zeit der Industrie bekannten Sprengmittel unwirksam.

Aluminiumpulver mit Oberflächenbereichen über 2,5 mVg explodieren bei dem Test X nicht, wenn nicht

jo die Oberfläche außerdem hydrophob ist. Es ist gefunden worden, daß ein Überzug aus Stearinsäure diese erforderliche wasserabstoßende Eigenschaft ergibt. Es wird angenommen, daß die Wirksamkeit einer nicht benetzbaren Oberfläche auf die Leichtigkeit zurückzu-

j5 führen 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 Aluminiumoberfläche, die der Ort einer Brennstoff-Oxidationsmittel-Grenzfläche darstellt.

Wenn Pigmentpulver des Handels vom Standardschwimmgrad (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 Tabelle I der US-Patentschrift 38 38 064 angegeben ist, oder zerstäubtes Aluminium mit einem Überflächenbereich entsprechend 0,1 bis 03 m²/g (im folgenden Sorte »B«), bei dem Test X verwendet wird. Die Qualifizierung »Brenns'offgrad« wird benutzt, um ein Aluminium-

bo pulver zu bezeichnen, 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

h5 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 Exjflosion stattfindet.

Der Anteil einer Scnsibilisatorsorte, 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 nachfol- κι genden 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 ι. 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 27,5 mA und eine Zerreißscheibe aus I l-cm-Filterpapier vor. Die r. folgende Skala wird zur Auswertung der Ergebnisse benutzt, die bei der Bestimmung von Aluminiumpulvern mit der Hartmann-Vorrichtung erhalten worden sind:

Mindcstcxplosionskonzenlration Relative ^iu

lixplosionsgcfahr

0,02 - 0,06 g/1
0,06-0,12 g/l
0.12-0,30 g/l
0.30 -0,60 g/l
0,60 g/l

schwere

starke

madige

schwache

keine

Unter Zugrundelegung dieser Skala und der Ergeb- w nisse des Hartmann-Tests ergibt zerstäubtes Pulver der Sorte »B« eine Bewertung als »starke« Explosionsgelanr und die borte »A« (eine mitteigroDe sortej eine Bewertung als mäßige Explosionsgefahr. Aluminiumpulver vom Sensibilisierungsgrad. die gemäß den Lehren 4", 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. Wenn niedrigere >o Polytetrafluoräthvlenkonzentrationen benutzt werden, stellen nichtstaubende Aluminiumpulver der Erfindung 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 nichmaubend. Diese Kombination von Eigenschaf- ω ten ist bisher nicht erzielt worden. Aluminiumpulver, die bisher als Sensibilisatoren benutzt worden sind, staubten immer, und erforderten demnach eine besondere Sorgfalt um zufällige Explosionen zu vermeiden. Das Aluminiumpulver vom Sensibilisierungsgrad gemäß der Erfindung, das außerdem nichtstaubend 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, dessen Teilchen einen hydrophoben Überzug aus Stearinsäure aufweisen, mit in Flüssigkeit diespergierten Polytetrafluoräthylenteilchen einer Teilchengröße unter 0,250 mm erhalten, wobei man dieses Vermischen für eine zum Nichtstaubendmachen des Pulvers genügende Zeitspanne vornimmt, welche durch den Vergleichsgießtest Y bestimmt wird, wenn das Gemisch trocken ist, und die Mischwirkung nicht zur Bildung einer Matrix aus Poly tetrafluoräfhylenfasern ausreicht.

In Fig. I 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 Filterkuchenabzugsmaterial des Filters 28 vorgefunden werden. Wenn in Wasser dispergierte Polyletrafluoräthylenteilchen 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, weil man 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 Schlamn-tankM.

Bevorzugte Polytetrafluoräthylenprozentgehalte liegen zwischen 0.1 und 0,6%, bezogen 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 U₂ Minute und 8 Stunden ist angewendet worden. 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 38 092 Descnricbene Situation /eigen iiiikrus'nupiM.!!!; UiuciSuchungen des Produkts der Erfindung praktisch keine Aluminiumteilchen, die in irgendeiner Matrix aus Polytetrafluoräthylenfasern 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. Hinsichtlich der allgemeinen Art der Beispiele werden folgende Hinweise gegeben:

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

erfolgreiche Ausführungsformen 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

Verg!eichsbeispieie9-n, 12 Bund 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 »II«

Beispiel 18

Erläuterung der Bedeutung des Oberflächenbercichs auf die Sensibilisierungseigenschaften

Beispiele 19.20

E^Häntprunty rjpQ Einflusses der chemischen Netur ^/J der Aluminiumoberfläche auf die Sensibilisierungseigenschaften

Vergleichsbeispiele 25,26, 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

Al-Polytetrafluoräthylen-Teilchengrößen-

beziehung

Beispiel i

Ein Filterkuchen, z. B. von dem Filter 28, bestehend aus etwa 80 Gew.-% Aluminiumblättchenpigmentteilchen, 1% Stearinsäure und als Rest aus Lack- bzw. Schwerbenzin wurde in einen Vakuumtrockner mit einem Fassungsvermögen von 5661, der mit einem Drehflügelmischer ausgestattet war, eingetragen. Eine Aufschlämmung von Polytetrafluoräthylenteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,2 μπι (Sorte I), dispergiert 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 (110"C) 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 I wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß nur 0,25% Polytetrafluorethylen, bezogen auf das Aluminiumgewicht, in den Trockner in Form einer Aufschlämmung von Polytetrafluorethylen

ίο »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.

r> 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%

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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, was anzeigte, daß der hydrophobe Stearinsäureüberzug durch die

)» Behandlung mit Polytetrafluorethylen nicht beeinträchtigt worden ist.

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

j-, Die Vorrichtung besteht aus einem 250-ml-Erlenmayerkolben, der mit einem Einlochgummistopfen versehen ist, in dem ein Mikrokühler angebracht ist. Eine flexible Rohrleitung führt von dem Kühler zu einer 25-ml-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 2Oeew.-°/oigen wäßrigen Ammoniumnitratlösung werden in den Erlenmayerkolben eingetragen. Der Gummistopfen mit Kühler wird eingesetzt, und der

Kolben wird in ein auf 93^CC erwärmtes ölbad gebracht. Alle Kolben einer Reihe mit mehreren Tests werden bis zu der gleichen Höhe in das Bad eingetaucht, und das Rührer, des Öls wird so eingestellt, daß ein größtmögliches Bewegen ohne Bespritzen um die Kolben erreicht

-,ο wird, so daß das Temperaturgleichgewicht 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 Sperrhahns 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 Ammoniumnitratlösung 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

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 - 2AI(OH)i + 3H₂

Ungeschützte Oberflächen erzeugen Gas im Verhältnis zu ihren Oberflächenbereichen. Zerstäubtes Pulver mit mittlerem Korn der Sorte »B« mit einem Nennoberflächenbereich von 0,2 mVg erzeugt bei diesem Test etwa 8 — 12 ml Gas. während die Sorte »D«, ein sehr feines zerstäubtes Pulver, mit einem Nennoberflächenbereich von 1,0 mVg, etwa 50 — 60 ml Gas erzeugt. Sensibilisierungssorten, wie z. 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 Zyklus.

Beispiel 4

Ein Filterkuchen der in dem Beispiel 1 benutzten Art wurde in der Mischkammer 32 A der Fig. 1 mit 0,16% Polytetrafluoräthylen Sorte I (wobei sich die gesamten Festbestandteile auf das Aluminiumgewicht beziehen) vorgemischt, und das erhaltene Gemisch wurde in den Trockner 32 ß eingetragen. Nach dem Trocknen in normaler Weise, wie in dem Beispiel 1 angegeben ist, war das erhaltene Puller 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 zu einer Explosion, wenn es in einer Menge verwendet wurde, so daß es 3% der in der Formulierung enthaltenen Sorte »B« ersetzte.

Beispiel 5
(Vergleichsbeispiel)

Ein Filterkuchen der in dem Beispiel 1 benutzten Art wurde ohne Polytetrafluoräthylen 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, 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 anzeige daß e« eine schwere Explosionsgefahr darstellt und spezielle Handhabungsverfahren beim Einsatz des Produkts erforderlich macht

Beispiel 6
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt mit der Ausnahmejedoch, 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

ίο 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 vorhan-ϊ dene 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 irgendei-

_>(i ne 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 auf-

2i grund der Temperaturerhöhung zurückgeführt.

Beispiel 7
(Vergleichsbeispiel)

10 Gew.-% entgaste Kieselsäure wurde in eine

ίο Dispersion von Polytetrafluoräthylen 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

r> 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 Dispersion von Polytetrafluorethylen Sorte i wurde in einer Menge vun 0,25% Festbestandteilen, bezogen auf das Aluminium-

4-, gewicht, 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 II 500 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 Il wurde zugegeben. Die Polieranlage enthielt drehende Bürsten, die mit der inneren Wandoberfläche der Poliertrommel in Kontakt blieben (vgl. hierzu z. B. die US-Patentschrift 19 30 683 mit der Bezeichnung »Polishing 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 unterschieden.

Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel)

Pulver aus PTFE Sorte Il wurde zu einer Aufschlämmung von Aluminiumblättchen mit »Schwimmw-yuaütät (d. h., die mit Stearinsäure überzogen waren) in Lackbzw. Schwerbenzin in einer Menge von 0,5%, bezogen auf das Aluminiumgesamtgewicht, 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 war extrem staubend.

Beispiel 12A

15 g Pulver PTFE der Sorte Il und 60 ml Lack- bzw. Schwerbenzin wurden in eine Vibrationsmühle 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 geprüft. 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.

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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 12 B (Vergleichsbeispiel)

Ein Pulver aus PTFE 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 Aluminiumteilchen 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

-, mi', der Ausnahme, daß der Anteil an Pulver aus PTFE der Sorte 11 auf 0,75% des Aluminium^ewichts erhöht wurde. Nach dem Trocknen war das erhaltene Pulver wiederum extrem staubend. Das Sieben der vevmahlenen Aufschlämmung war besonders schwierig, ähnlich

κι wie bei dem Beispiel 12 B.

Beispiel 14
(Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit

ι -. 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

2(i von 10% Proteinfestbestandteiien, 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, r, die sehr schwer zu zerkleinern waren.

Beispiel 15
(Vergleichsbeispiel)

Ein nach dem Beispiel 5 getrockneter Filterkuchen j» 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 wurde, verteilte es sich 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 Sensibilisierungsvermögen verloren hatte.

Beispiel 16

Teilchen eines Pulvers aus PTFE der Sork. Il wurden auf dem Erwärmungsobjektträger einer Schmelzpunktbestimmungsvorrichtung 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 5O⁰C die stumpfen, weißen Teilchen einer Umwandlunf 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 Formen 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 der Sorte II wiederholt, jedoch wurden Aluminiumpulverblättchen auf die PTFE-Teilchen vor dem Einbringen in den Apparat bestreut. Wenn der

Erwärmungsobjektträger den Bereich von 40 bis 50⁰C erreichte, schienen die PTFE-Teilchen wiederum der in dem Beispiel 16 angegebenen Umwandlung zu unterliegen. Die auf den größeren PTFE-Teilchen liegenden Aluminiumblatteilchen schienen bei dieser Gelegenheit 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.

Oberflächenbereich Test X-Ergebnis

0,2 mVg 1,0 mVg 2,2 mVg 2,5 mVg

4.2 mVg

8.3 m7g

explodierte nicht explodierte nicht unvollständige Explosion explodierte explodierte explodierte

io

Diese Testreihe zeigt die Existenz eines Schwellenverhältnisscs von dem Oberflächenbereich zur Masse, unter dem die Sensibilisierungsaktivität unzureichend ist. Für die bei dem Test X verwendete Formulierung und den verwendeten Beschickungsdurchmesser liegt ji> dieser Schwellenwert nahe bei 2,5 m²/g.

Beispiet 19

Eine Aufschlämmung aus zerstäubtem Aluminiumpulver in Lackbenzin wurde in einer Drehkugelmühle ohne r, 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 Oberflächenbereich von 4,2 m²/g. Ein Teil dieses Pulvers wurde dann von dem Material abgenommen, 4-, und die Teilchen wurden mit Stearinsäure überzogen. Ein 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 «1 wurde. Das erhaltene Pulver hatte einen gemessenen Oberflächenbereich von 8,3 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 μ das mit Stearinsäure überzogene Aluminiumpulver bewirkte eine Explosion: die nndcrcn 3 Proben explodierten wiederum nicht.

Von den in den Beispielen 19 und 20 gebildeten beiden Gruppen aus 4 Proben waren nur die mit Stearinsäure überzogenen Pulver völlig hydrophob. Das heißt, bein* 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 mit einem organischen Oberzug versehene Pulver teilweise benetzbar war 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 Aluminiumblättchcn in Lackbenzin, z. B. aus einem unteren Schlammtank 20 erhalten, mit einer Konzentration von 0,25% PTFE-Festsubstanz. bezogen auf das Aluminiumgewicht, zugegeben. Nach diesem anfänglichen Vorvermischen mit der Aluminiumaufschlämmung wurde die erhaltene Aufschlämmung 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 getrockneu Das erhaltene Piodukt war nichtslaubend und vom Sensibilisierungsgrad. Der Hartmann-Test zeigte, daß das nichtstaubende Produkt keine Explosionsgefahr darstellt.

Beispiel 22

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 Explosionsgefahr darstellt

Beispiel 23

Aliquote Teile, etwa mit einem Volumen von 10 ml, wurden von einem einzelnen Ansatz einer Aufschlämmung aus PTFE der Sorte I 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-mnvöffnung analysiert. Ein Standardlatex, bei dem der Hauptteil der Teilchen einen Durchmesser von etwa 0,0035 mm hatte, wurde ebenfalls analysiert und diente als Indexmarkiefung.

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 I, 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 überein. Von diesen drei Proben wurden sehr wenig Teilchen jenseits des Kanals 30 registriert

Minute durchgerührt wurde, wurde PTFE der Sorte 11 langsam in das Aluminiumpulver gestreut, bis insgesamt 50 g oder 55,6% des Aluminiumgewiehts zugegeben worden waren. Das Pulver wurde für insgesamt 75 Minuten gemischt, blieb aber staubend. Diese hohe PTFE-Konzentration 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

lu 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 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 Charge von PTFE der Sorte I die in der Zwischenzeit bei 21 ±3° 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 0,0002 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 for PTFE. Demnach hat PTFE der Sorte I 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 PTFE in Form einer Aufschlämmung der Sorte I vorliegt, das Aluminiumpulver in geeigneter Weise nichtstaubend macht Eine äquivalente Menge von PTFE der Sorte Il zur Erzielung dieses Oberflächenbereictis der Sorte I würde 625% von der Söfte II, bezögen auf das Aluminiumgewicht, entsprechen.

Eine Mischkammer mil Signiaflügcl wurde mit einem Drehmomentrheomelcr verbunden. 90 g Aluminiumblältchen vom Scnsibilisierungsgnid wurden in die Mischkammer gebracht, die mit einem umlaufenden Ölbad auf 90°C erwärmt wurde. Während das Mischen mit einer Geschwindigkeit von 50 Umdrehungen je Beispiel 26 (Vergleichsbeispiel)

Die Mischkammer mit Sigmaflügel 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 Fassungs-

2% vermögen mit einem Gemisch von 40 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad und 0,6 Gew.-% Pulver aus PTFE der Sorte Il gefüllt Der Druckkolbenverschluß wurde eingesetzt die Kammer wurde mit einem umlaufenden Ölbad auf 90⁰C erwärmt und das

jo 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

J5 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 Hineindrücken mit dem Druckkolbenverschluß eingetragen würde. Die Tor-

4Ί sionskraft erhöhte sich auf 180 m-g, wenn das Pulver zu Beginn vermischt wurde, während der Druckkolbenverschluß 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

-,α erhöhen und erreichte nach einer Miscifdauer von l'5 Minuten einen Wert von 615 m-g. Die Torsionskraft nahm mit dem Fortführen des Vermischens allmählich ab und fiel nach 36' Minuten auf 255 m-g, wonach dann das Mischen beendet wurde. Das Produkt war eine

v» glänzend metallische, kittarlige Masse, die völlig staubfrei war. Das Produkt konnte nicht in Wasser dispergiert werden, so daß es als Sensibilisierungsmittel für Sprengmittelschlämme ungeeignet ist.

Das Produkt wurde mit einem Elektronenabtastmi-

kroskop untersucht; es konnte dabei überraschenderweise kein Fasernelzwerk des in den US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 beschriebenen Typs festgestellt werden. Das Material ähnelte dem des Beispiels 28.

b'> 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

\7

dargestellt ist. Abgebrochene Fasern bzw, Stränge können in der gesamten Mikrophotographie erkannt werden, wobei viele dieser Stränge auf Aluminiumblattteilchen lose zu liegen scheinen, Piese 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 Achatmörser mit einem Pistill gelinde verrieben. Keine Wärme außer der durch das Reiben erzeugten Reibungswärme wurde angewendet Das Gemisch wurde schnell gummiartig und pastenähnlich und ähnelte dem Aussehen nach dem Produkt des Baispiels 27. Es konnic nicht in Wasser dispergiert werden und war als Serisiisilisierungsmittel für Sprengmittelschlämme 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.

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, 150 mg PTFE der Sorte i wurden innerhalb vojt 10 bis 15 Sekunden tropfenweise zu dieser. Aufschlämmung gegeben, und die Aufschlämmung wurde dann sofort in einen Rundbodenkolben gebracht der an einem Verdampfer montiert war. Die Aufschlämmung wurde wie in dem Beispiel 29 getrocknet Das erhaltene Pulver klebte 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

ίο 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 29
(Vergleichsbeispiel)

10 g Aluminiumblättchen vom Sensibilisierungsgrad wurden in 100 ml Methanol dmvh langsames Verrühren mit einem mit PTFE beschichteten Rührstab über eine Magnetrührplatte aufgeschlämrc; . 50 g Pulver aus PTFE der Sorte Il 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, mit dem Drehen wurde begonnen, und das Vakuum wurde eingestellt. Nach 30 Minuten war das gesamte Methanol 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
(Vergleichsbeispiel)

150 mg PTFE der Sorte I (50 mg PTFE-Festbestandteile) 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 gebildet wurde; nach 5 Minuten 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 Zugabc 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-Rundbodcnkolben gebracht und wurde das Methanol mit dem Drehvakuumverdampfer.

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 Beispiel 22 für 3 Monate aufbewahrt worden war. Es wurde festgestellt daß diese Charge aus PTFE-Aufschlämmung unmittelbar vor dem zweiten

r> 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,

4^r) 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

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

Beispiel 33

Eine Reihe von Ansatzmassen aus nichtstaubendem Aluminiumblättchensensibilisator wurde durch Zugabe einer Aufschlämmung von PTFE der Sorte I zu dem unteren Schlammtank 20 der Fig. 1 hergestellt. Das

W) PTFE wurde mit unterschiedlicher Konzentration zu jeder Ansatzmasse gegeben. Die nichtstaubenden Produkie wurden dem Sensibilitätstest X unterworfen, bei dem Anteile von Brennstoff vom Nichtsensibilitätsgrad (Sorte »B«) durch den erhaltenen nichtstaubenden

h-, Sensibilisator ersetzt wurden, wie in dem Beispiel 2 beschrieben ist. Die Produkte wurden außerdem dem Hartmann-Test unterworfen. Die Ergebnisse wurden nachfolgend tabellenförmig angegeben.

Keine

0,10

0,12

0,16

0,25

staubend
nichts taubend
nichts taubend
nichts taubend
nichts taubend

PTFE-Konzcn-	Physikalischer Zustund	Test X,	Hsrtmann-Test,
tralion, zugesetzte	lies Pulvers	% Sensibilmor in tfer	Mindest-
Anteile in % vom		Formulierung als	explosions-
Al-Gewicht		BrennstolTersaU	konzentratiort, g/I

3 3 3 4 5

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

Wie ersichtlich ist, nimmt die Sensibilisierungsqualitäi mit Zunahme der PTFE-Konzentration ab. Die Ergebnisse des Hartmann-Tests geben ebenfalls diese zunehmende Festigkeit wieder, mit der die Aluminiumteilcben durch PTFE aneinander gehalten werden. Durch Extrapolation kann gegebenenfalls eine PTFE-Konzentration erreicht werden, 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 Rims 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. 1. 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 0,5±0,15 mm i<nd bisher mit Erfolg von den in den US-Patentschriften 38 38 064 und 38 38 092 genannten Erfindungen zur Herstellung verschiedener nichtstaubender Produkte verwendet worden.

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

Beispiel 36

Das Verfahren des Beispiels I wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß eine PTFE-(V-Aufschlämmung anstelle von PTFE der Sorte Il verwendet wurde. Es wurde eine solche PTFE=Menge zugesetzt, daß 0,3% 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 Aluminiurngewicht wurden bis

2Q zur Hälfte in jede von 3 Glasfläschchen mit Schraubdekkel und einem Fassungsvermögen von 25 ml eingefüllt Die Deckel wurden fest zugeschuubt Ein Fläschchen wurde bei Raumtemperatur (22±i°C) gelassen, ein Fläschchen wurde in einem Kühlschrank (3 ±3° C) angeordnet und ein Fläschchen wurde in dem Gefrierfach eines Kühlschranks (—14±2°C) angeordnet Dann wurde einmal am Tag jedes Fläschchen visuell geprüft, wobei es kurz zwei- oder dreimal mit schnellen Schüttelbewegungen des Handgelenks geschüttelt und dann wieder an seinen Ort zurückgestellt wurde. Nach einem Tag des Aufbewahrens waren alle 3 Proben hinsichtlich ihres nichtstaubenden Verhaltens ähnlich. Nach vier Tagen waren die bei Raumtemperatur und Kühlschranktemperatur aufbewahrten Proben nicht-

J5 staubend 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 ersterpn beiden Proben enthielten, klar und frei von Aluminiumblättchen blieben, war die Wand des im Gefrierfach gelagerten Fläschchens innen mit losem Aluminiumpulver überzogen. Dieses zeigt, daß Gefriertemperaturen

4> (unter 0⁰C) die Klebebindung, durch die die Teflonteilchen die Aluminiumblättchen zusammenhalten, beeinflussen, während Temperaturen über dem Gefrierpunkt einen geringen oder keinen Effekt auf diese Bindungen ausüben.

Beispiel 38

Ein Tropfen PTFE der Sorte I wurde auf einen Metallobjektträger eines Abtastelektronenmikroskops gebracht, und eine kleine Menge Aluminiumblättchenpufv.jr vom Sensibilisierungsgrad wurde auf einen Teil dieses Tropfens gestreut. Der Objektträger wurde mehrere Tage an der Luft getrocknet und dann unter dem Elektronenstrahl untersucht. Bei 200facher Vergrößerung war zu 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 bestehe wie zu sehen ist, aus gerundeten Teilchen, von denen jedes einen viel kleineren Durchmesser als 0,0001 mm hat. D<e Größe dieser gerundeten Teilchen ist wesentlich kleiner als sogar die kleinsten Aluminiumblättchen.

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 Teilchen-zu-Teilchen-Haftfähigkeit zu bestehen scheint. In der US-Patentschrift 38 38 064 (Spalte 8, Zeilen 1-3) und der US-Patentschrift 38 38 092 (Spalte 2. Zeilen 67-71) ist angegeben, daß eine Tcilchen-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 - 75).

Die Beispiele 16 und 17 zeigen die Haft- bzw. Klcbqualität von PTFE, die besonders in einem Temperaturbereich von 40 bis 50° C in Erscheinung treten. L)as Beispiel 23 zeigt eine Verschiebung der Teilchengrößenverteilung aufgrund eines irreversiblen Aneinanderklebens von PTFE-Teilchen. während sie in einem wäßrigen Medium dispcrgiert sind. Es wird angenommen, daß dieses Klebe- oder Haftvermögen für das nichtstaubende Produkt, das nach den 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 PTFF.-Teilchen zu vermeiden. Es kann dann gleichfalls angenommen werden, daß die nichtstaubenden Produkte der Beispiele I, 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-Teilchen im Gemisch mit Aluminiumblättchen vorhanden sind, wie

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 12. Spalte 7. Zeilen 65-71 und US-Patentschriw 38 38 092 Spalte 4. Zeilen 29-32). Die Unmöglichkeit, einen 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 — 71) 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 F i g. 6 wiedergegeben. Eine Vergleichsmikropholographie 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 ΡΤΙΈ-Tcilchcn 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 vorkoagulicrtem PTFE-Pulver (Sorten Il oder III) unter gleichen Mischbedingungen. Beim Vergleich von Beispiel I mit Beispiel 9, Beispiel 21 mit Beispiel i'i, Beispiel 31 i'iiii ucispic! 29 und ßc;spic! 36 mit Beispiel 35 ist zu ersehen, daß ein nichlslaubendes Pulver bei Verwendung einer PTFE-Dispcrsion erhalten wird, während ein vorkoagulicrtes Pulver in jedem Fall unter identischen Mischverfahren ein staubendes Produkt ergibt.

Die Beispiele 6, 7, 8 und 30 erläutern ebenfalls die Bedeutung der Verwendung einer Dispersion vor einer Koagulation, während das Beispiel 32 den Effekt eines kleinen μ Koagulationsgrads erläutert.

Eine vorzeitige Koagulation von den PTFE-Teilchen stört das Verfahren, und zwar höchstwahrscheinlich wegen der PTFE-Obcrflächen\crmindcrung, die zum gemeinsamen Binden von Ataminiumblättchen zur Verfugung steht. Dieser Nachteil kann durch Vermischen der koagulierten PTFE-Teilchen unter Bedingungen beseitigt werden, unter denen das PTFE mechanisch deformiert wird, wodurch neue Oberflächen geschaffen werden, an denen Aluminiumbläitchcn 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 Mischtech- !iiken spge^enHpi 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-Teilchen mit großem Oberflächenbereich, bevor diese Teilchen koagulieren. Ausgehend vot. einer PTFE-Dichte von 2.2 g/cm^J, einem mittleren PTFE-Teilchendurchmesser 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 Alummiumblättchen. Daraus ist zu ersehen, daß, wenn eine geeignete Anzahl von PTFE-Teilchen vorhanden ist, um Aluminiumblättchen 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 schlammförmige Explosiv- und Sprengstoffe, dadurch gekennzeich- ϊ net, daß die Aluminiumteilchen einen hydrophoben Oberzug aus Stearinsäure aufweisen und als Haftstoff ein Polytetrafluoräthylen enthalten, in dem keinerlei Matrix aus Polytetrafluoräthylenfasern vorhanden ist, wobei das Polytetrafluoräthylen eine ι ο 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 ι»

2. Aluminiumpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es höchstens eine mäßige relative Explosionsgefahr, bestimmt nach dem Hartmann-Test aufweist

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

4. Verfahren zur Gewinnung von nichtstaubendem Aluminiumpulver eines hohen Sensibilisierungsgrades nach Anspruch 1 durch Mischen von Aluminiumpulver und Polytetrafluorethylen, dadurch gekennzeichnet, daß ein nasses Aluminiumpulver aus Aluminiumteilchen mit einem hydrophoben Überzug aus Stearinsäure mit einer Teilchengröße kleiner als 0,074 mm und mit dem nach Test X ermittelten ju SensibilisUrungsgrad mit in einer Flüssigkeit dispergierten Polytetrafluoräthylenteilchen einer Teilchengröße kleiner als 0,250 mm gemischt wird, wobei sich dieser Miscftvorsang über einen Zeitraum erstreckt der ausreicht das Pulver nichtstau- Ji bend zu machen, bestimmt nach dem 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 4^ri 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. in

hohen Sensibilisierungsgrad, Ferner ist aus der US-PS 31 22 462 eine pyrotechnische Mischung bekannt, wie sie beispielsweise für die Erzeugung von Uchtsignalen 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 Polytetrafluoräthylen 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.