DE2603927A1 - Temperaturkompensierende treibladung - Google Patents

Description

- - - Troisdcrf, den 30.1.1976

OZ: 76009 (2559) Dr.Sk/Sch

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DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln

Temparaturkompensierende Treibladung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Treibladungspulver, die die Gasentwicklung einer damit hergestellten Treibladung temperaturunabhängig machen, sowie die Verwendung dieser Pulver in kombinierten Ladungen von Treibladungspulvern.

Treibladungspulver auf Basis von Nitrocellulose, das in unmodifiziertem Zustand als Grünkornpulver bezeichnet wird, brennt im Allgemeinen derart ab, daß es bei der Prüfung in der ballistischen Bombe eine hohe Druckspitze zeigt und der Druck sehr schnell wieder abfällt. Die hohe Druckspitze bewirkt, daß die gesamte Energie nicht - wie gewünscht - in kinetische Energie umgewandelt wird, sondern teilweise als statische Energie verloren geht. Ein Abbau der Druckspitze und die zeitliche Ausdehnung des Maximaldrucks bewirken also eine Leistungsverbesserung des Pulvers. Zum Abbau dieser ungewünscht hohen Druckspitze und zum längeren Aufrechterhalten des Druckes sind bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, die Treibladungspulver zu modifizieren.

So ist es bekannt, den Treibladungspulvern Weichmacher oder Phlegmatisatoren unterzumischen, um die Druckspitze abzubauen. Solche Stoffe sind z.B. Kampfer, Harnstoffderivate, die auch

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als Centralite bezeichnet werden, oder Ester zweibasischer organischer Dicarbonsäuren, wie 2.B. die Äthyl-, Kexyl- oder Octylester der Phthalsäuren. Diese Stoffe werden mit Hilfe von Lösungsmitteln, welche die Oberfläche der Pulver anquellen, in die Pulveroberfläche eingebracht (vgl. z.B.. DT-OS 2.351.778). Sie befinden sich also innerhalb der oberen Schicht der Pulverkörner in mehr oder minder großer Schichtdicke. Mittels dieser Verfahrensweise läßt sich zwar die Druckspitze abbauen und ein günstigerer Druckverlauf als bei Grünkornpulver erreichen. Die erzielten Ergebnisse sind aber nicht zufriedenstellend, da sowohl der Druckabfall, gemessen in der ballistischen Bombe, immer nocli zu schnall erfolgt, als auch

: der Druckverlauf temperaturabhängig ist.

; Die Temperaturabhängigkeit des Pulvers offenbart sich in der ballistischen Bombe in der Weise, daß beim Abbrand sowohl bei tiefen Temperaturen (-50 ⁰C) als auch bei Raumtemperatur oder bei +50 ⁰C die dynamische Lebhaftigkeit (Druckänderung pro Zeit-■ einheit, bezogen auf die'Summe aus dem jeweiligen Druck und '. dem Maximaldruck) direkt proportional der Temperatur ist; d.h. je höher die Temperatur, desto größer ist die in der ballistischen Bombe gemessene Lebhaftigkeit.

Es bestand demzufolge die Aufgabe, Treibladungspulver herzustellen, die bei ihrem Abbrand eine dynamische Lebhaftigkeit in der ballistischen Bombe zeigen, die temperaturunabhängig ist. Weiterhin bestand die Aufgabe, Treibladungspulver herzustellen, die beim Abbrand möglichst keine Druckspitze zeigen und bei denen der entstehende Gasdruck möglichst lange erhalten bleibt.

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In Erfüllung dieser Aufgaben wurde nun ein Treibladungspulver gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die einzelnen Pulver-Partikel mit einem Acrylharz umhüllt sind. In weiterer Erfüllung der gestellten Aufgabe wurde ebenfalls gefunden, daß sich dieses Pulver in kombinierten Treibladungen verwenden läßt.

Es ist zwar schon bekannt, Treibladungspulver mit einer Umhüllungsschicht zu versehen. So wurden bereits Kugeipulver mit Gelatine umhüllt, um den Maximaldruck und das Abbrandverhalten dieser Pulver zu beeinflussen. Eine Temperaturbeeinflussung des Pulvers konnte damit aber aicht ^rreicht werden.

Das erfindungsgemäß Treibladungspulver zeigt nicht nur einen temperaturunabhängigen Abbrand, sondern auch noch einen verzögerten Anbrand, der sich für seine Verwendung in kombinierten Pulverladungen als besonders günstig erweist. Die Temperaturunabhängigkeit demonstriert sich darin, daß die dynamische Lebhaftigkeit, gemessen in der ballistischen Bombe, sich umgekehrt proportional zur Temperatur verhält; abgekühlte erfindungsgemäße Pulver reagieren lebhafter als erwärmte Pulver.

Wenn das erfindungsgemäße Pulver mit z.B. einem handelsüblichen bekannten Pulver in einer kombinierten Ladung, z.B. einer Duplex-Ladung, eingesetzt wird, ergibt sich aus der Kombination heraus folgender Effekt: Bei tiefen Temperaturen bewirkt das bekannte Pulver eine niedrige Lebhaftigkeit und das erfindungsgemäß umhüllte Pulver eine höhere Lebhaftigkeit. Bei erhöhter Temperatur zeigt das bekannte Pulver eine hohe Lebhaftigkeit,

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während das erfindungsgemäße Pulver eine gesenkte Lebhafiigkeit aufweist. Die zusammengefaßte Gasentwicklung ist also bei geeigneter Zusammensetzung in-allen Temperaturbereichen etwa die gleiche, so daß die kombinierte Laaung veitgehend temperaturunabhängig ist.

Je nach den Anteilen der einzelnen Ladungsbestandteile und der gegebenenfalls durchgeführten Kodifizierung des Grünkornpulvers nach bisher bekannten Methoden ist es möglich, ein für einen bestimmten Einsatzzweck verwendbares kombiniertes Pulver herzustellen. Das erfindungsgemäße Pulver kann demzufolge in beliebigen Anteilen bekannten und gegebenenfalls modifizierten Pulvern zugemischt werden.

Die Umhüllung des Pulvers mit der Lackschicht erf:1<Λ nach allgemein bekannten Verfahren. Der Lack wird in einem geeigneten Lösungsmittel für den Lack gelöst oder dispergiert und durch Tauchen, Spritzen, Bürsten oder Streichen auf die Pulverkörner aufgebracht. Als Lösungsmittel sollen nach Möglichkeit solche Lösungsmittel eingesetzt werden, in denen das Treibladungspulver schwer löslich oder unlöslich ist. Bevorzugt werden aromatische Lösungsmittel, z.B. Benzol, Toluol eingesetzt. Der Überzug braucht nicht durch einmaliges Aufbringen einer einzigen Schicht aufgetragen zu werden; es ist vielmehr durchaus möglich und in vielen Fällen auch empfehlenswert, den Lack in mehreren dünnen Schichten aufzutragen und vor dem Aufbringen einer neuen Schicht das Lösemittel, z.B. durch Spülen der Trommel, in der sich das Pulver befindet, mit Preßluft unter andauernder Rotation, zu entfernen.

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Die verwendbaren Acrylharze umfassen Polymerisate und Copolymerisate von Acrylsäure, Methacrylsäure, sowie den Estern, Nitrilen oder Amiden dieser Säuren, ills Ester kommen hauptsächlich die Methyl-, Äthyl- und Butylester in Frage. Es kennen auch Gemische dieser Harze untereinander oder mit anderen Harzen eingesetzt werden, sofern der Anteil der Acrylharze in diesen Harzgemischen mindestens 50 Gew.-Jo beträgt.

Den Harzen können auch in an sich bekannter Weise Füllstoffe und Flammschutzmittel untergemischt sein.

Die Dicke der Harzschicht auf den Pulver-Partikeln kann in weiten Bereiche variiert werden; sie hängt u.a. von dem Durchmesser und der Form der Partikel sowie von den gewünschten Eigenschaften des Pulvers ab. Der Gesamtauftrag ε.ΊΙ jedoch etwa 2 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pulvers, betragen. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 10 und 20 Ge\r.-%, bezogen auf das Gewicht des Pulvers.

Als Treibladungspulver können sowohl einbasige als auch mehrbasige Pulver eingesetzt werden. Die mehrbasigen Pulver können neben Nitrocellulose noch Glycerintrinitrat und/oder Glycoldinitrat und/oder Nitroguanidin und/oder Hexogen enthalten. Das Glycerintrinitrat kann auch teilweise oder vollständig durch andere, explosive organische Salpetersäureester ersetzt werden, wie z.B. durch Diglycoldinitrat, Triglycoldinitrat, Methrioltrinitrat oder Butantrioltrinitrat.

Die geometrische Form der Pulver kann ebenfalls beliebig sein.

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Demzufolge kann das Pulver beispielsweise als Ein- oder Mehrlochpulver, oder als Kugelpulver, Elättchenpulver, Röhrchenpulver oder Streifer.pulver vorliegen.

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Beispiel: o

In einen Kolben v/erden 150 g eines Polymethylmethacrylats (Handelsbezeichnung M 345 der Firma Rohm GmbH, Darmstadt) in 800 g Toluol bei 60 ⁰C unter Rühren gelöst. In diese Lösung werden 27 g Titandioxid sowie 15 g Diphenylcresylphosphat und 0,5 g Sb„O-, gegeben. Nach kurzem Durchrühren wird die Mischung in eine Kugelmühle überführt, worin sie zur gleichmäßigen Verteilung der Füllstoffe 20 Stunden gemahlen wird.

Die Hälfte der erhaltenen Mischung wird durch Verdünnen mit Toluol auf eine Viskosität von 11 see. Auslaufzeit aus einem Fordb°cher mit Düse 4 gebracht. Diese Lack-Lösung wird mit Hilfe einer Spritzpistole auf 400 g eines dreibasigen Pulvers aufgespritzt. Das Pulver lag in Form eines 1S Loch-Pulvers mit einem Durchmesser von ca. 5,4 mm und einer Höhe von 6,0 mm vor. Es befand sich in einer Dragiertrommel, die in einem solchen Neigungswinkel aufgestellt war, daß die Pulverteilchen herunter rieselten.

Während des Drehens der Dragiertrommel werden die Körner Jeweils etwa 3 Minuten besprüht und anschließend etwa 15 Minuten mit Preßluft zum Austreiben des Lösungsmittels behandelt. Dieser Vorgang wird etwa 20 Mal wiederholt. Anschließend wird das umhüllte Pulver noch 17 Stunden bei 25 ⁰C im Umlufttrockenschrank mit Frischluftzufuhr getrocknet.

Dieses Pulver wird zusammen mit einem einbasigen 19-Loch-Grünkornpulver im Verhältnis 20:80 in eine ballistische Bombe eingebracht. Die Bombe wird auf -50 ⁰C bzw. +20 ⁰C bzw. +50 °C

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temperiert und darauf das Pulver elektrisch gezündet. Gemessen

wird die dynamische Lebhaftigkeit in Abhängigkeit von dem Anteil der verbrannten Pulvermasse. Das Ergebnis der Messungen geht aus der beigefügten graphischen Darstellung hervor.

Aus dieser graphischen Darstellung läßt sich leicht erkennen, daß zuerst die Ladung aus dem bekannten Treibladungspulver abbrennt, wobei dieser Abbrand das bisher bekannte normale Abbrand- und Temperaturverhalten zeigt. Erst nach dem sehr deutlichen Abfall der Druckkurven dieser ersten Ladung brennt das erfindungsgemäße Pulver zeitlich verzögert mit umgekehrtem Temperaturverhalten ab.

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Leerseite

Claims (5)

Pa tentansprüche

1. Treibladungspulver auf Basis von Nitrocellulose, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Pulver-Partikel mit einer Schicht aus Acrylharz umhüllt sind.

2. Treibladungspulver gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Harz-Umhüllung 2 bis 25 Gew.-#, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-5b, bezogen auf das Gewicht des Treibladungspulvers, ausmacht.

3. Treibladungspulver gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn- '. zeichnet, daß das Acrylharz]ack Polymethylmethacrylat ist.

; 4. Verwendung von Treibladungspulver gemäß Anspruch 1 als ι Ladungsbestandteil in kombinierten Treibladungen.

5. Verwendung von Treibladungspulver gemäß Anspruch 1 als Ladungsbestandteil in temperaturunabhängigen Treibladungen.

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