DE2629949A1

DE2629949A1 - Leuchtende pyrotechnische zusammensetzung und sie enthaltende mittel

Info

Publication number: DE2629949A1
Application number: DE19762629949
Authority: DE
Inventors: Claude Bernardy
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1977-01-20
Also published as: ES449205A1; DE2629949B2; LU75282A1; DE2629949C3; JPS528793A; DK298376A; DK145928C; US4078954A; NL7606956A; CH612409A5; NO143022B; IT1063132B; BE843740A; IE43690B1; NO762192L; DK145928B; GB1515039A; FR2316204A1; JPS5813518B2; IE43690L

Description

Patentanwälte Oipl.-Ing. R. B E ETZ sen. Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z Jr.

8 München 22, steinsdorfstr.10 Tel. (089)227201/227244/295910

Telegr. Allpatent München Telex B 22048

550-25.758P

2. 7. 1976

SOCIETE NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIPS, PARIS (Prankreich)

Leuchtende pyrotechnische Zusammensetzung und sie enthaltende Mittel

Die vorliegende Erfindung betrifft leuchtende pyrotechnische Zusammensetzungen und antreibende pyrotechnische Zusammensetzungen, die in Form von Blöcken verwendet werden.

Erfindungsgemäß umfaßt die Zusammensetzung die folgenden Bestandteile:

- 40 - 70 % eines stabilen Verbrennungsmittels, z.B. Alkalinitrate oder Erdalkalinitrate;

- 5 - 20 % Nitrocellulose;

- 12 - 45 % eines nicht flüchtigen organischen Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 100 ⁰C stabil ist und dessen Verbrennung völlig exotherm ist, wobei jede Verbindung, die diesen Brennstoff bildet, earbazotiert ist und höchstens zwei Kohlenstoffatome,

550-(B569)-BoBk

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die unmittelbar miteinander verbunden sind, für jede kohlenstoffhaltige Gruppe der Verbindung aufweist, wobei diese Verbindungen beispielsweise Dicyandiamid, Cyanursäure, Aminotetrazol, Dimethylolharnstoff, Glycoluril und Hexamethoxymethylmelamin darstellen; und

- 0 - 15 % eines metallischen Bestandteils, wie Aluminium oder Magnesium, wobei die prozentuale Menge nicht 65/100 der prozentualen Menge des organischen Brennstoffs überschreitet.

Die pyrotechnischen Mittel werden beispielsweise für Signallichter bzw. -fackeln und Scherzartikel für Feuerwerke (spectacles d'artifices) verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft leuchtende pyrotechnische Zusammensetzungen und antreibende Zusammensetzungen, die insbesondere in Form von Blöcken verwendbar sind, sowie pyrotechnische Mittel bzw. Gegenstände, für die derartige Zusammensetzungen verwendet werden, um Beleuchtungen insbesondere für Signal- oder Belustigungszwecke vorzusehen.

Es gibt zahlreiche Typen von leuchtenden pyrotechnischen Zusammensetzungen, wobei die pulverförmigen Zusammensetzungen die ältesten sind und zahlreiche Mängel aufweisen; beispielsweise ist es nötig, eine geeignete Konditionierung und ein besonderes System des Zündens vorzusehen; außerdem ist die Handhabung vom Mischen der Bestandteile bis zum Endkonditionieren gefährlich. Die leuchtenden pyrotechnischen Zusammensetzungen, die in Form von Blöcken verwendet werden, sind nach zahlreichen Jahren bis zu einem Punkt

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gebracht worden, bei dem man hauptsächlich folgende Bindemittel verwendet:

einerseits Polymere, wie Polyesterharze, wobei diese Bindemittel den großen Nachteil besitzen, daß sie die Flamme gelb färben und daß das Licht, das durch die Verbrennung dieser Verbindungen ausgestrahlt wird, kein so reines Spektrum liefert, wie es durch die alleinige Verbrennung von strahlenden Metallen der Fall sein kann, beispielsweise von Alkali- und Erdalkalimetallen; andererseits Bindemittel auf Basis von Kohlehydraten, wie Gummi, Dextrinen oder Stärken, wobei diese Bindemittel feuchtigkeitsempfindlich sind und schwierig zu zünden sind und außerdem ein Befeuchten mit Wasser erfordern, was mit der Anwendung bestimmter Metalle unverträglich ist und einen zusätzlichen Trocknungsvorgang am Ende des Herstellungsverfahrens erfordert.

Bestimmte leuchtende Zusammensetzungen verwenden Nitrocellulose als Bindemittel, was die Gelbfärbung der Flamme herabsetzt, jedoch verwenden diese Zusammensetzungen als Brennstoff einen sehr großen prozentualen Anteil an Metall, wie Aluminium und Magnesium, was die Flamme weißlich färbt und das Spektrum des ausgestrahlten Lichts verfälscht; derartige Zusammensetzungen sind in der US-PS 3 715 248 beschrieben und erläutern sehr gut diese Technik, die die erwähnten Nachteile widerspiegelt. Unabhängig von der Reinheit der Färbung der Flamme und des ausgestrahlten Lichts rufen die leuchtenden Zusammensetzungen, die gegenwärtig bekannt sind, einen Auswurf glühender Teilchen hervor und bilden schwer eine Flammenerscheinung, da sie nicht genügend Gas erzeugen; das beschränkt im übrigen ihre Verwendung als

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Antriebsmittel der pyrotechnischen Gegenstände, die diese Zusammensetzungen verwenden; und das erfordert entweder ein spezielles Abschußsystem zu verwenden oder einen komplexen Gegenstand vorzusehen, der eine antreibende Zusammensetzung und eine leuchtende Zusammensetzung enthält, und es ist beispielsweise allgemein bekannt, daß es im Verlauf eines Feuerwerks viele völlig dunkle Momente gibt, die den Momenten zwischen der Zündung am Boden und dem Verbrennen am Himmel entsprechen.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, alle Nachteile zu überwinden, die sich beim Verbrennen der leuchtenden pyrotechnischen Zusammensetzungen zeigen, die bisher bekannt sind5 die leuchtenden Zusammensetzungen gemaß der Erfindung erlauben einerseits eine Bildung von Gas, um die Ausbildung einer Flammenerscheinung und ggf. den Antrieb eines pyrotechnischen Gegenstands mit der Ausbildung einer gefärbten Flamme zu gewährleisten, was einen wesentlichen Fortschritt insbesondere für die Durchführung von Feuerwerken darstellt, und sie ermöglichen andererseits ein sehr reines und sehr lebhaftes Licht, wobei die Zusammensetzungen ferner den Vorteil bieten, daß sie eine sehr begrenzte Menge an Rauch und Verbrennungsrückständen bilden, da die Zusammensetzungen mit sehr verschiedenen Geschwindigkeiten abbrennen können und leicht zu entzünden und zu löschen sind, und wobei andererseits eine zufriedenstellende Stetigkeit der Verbrennung sogar mit wenig energiereichen Zusammensetzungen bei geringer Verbrennungsgeschwindigkeit erhalten werden kann.

Die pyrotechnischen leuchtenden gaserzeugenden Zusammensetzungen der Erfindung sind insbesondere in Form von Blöcken anwendbar und umfassen mindestens ein stabiles Verbrennungs-

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_ 5 —

mittel aus der durch Alkali- und Erdalkalimetallnitrate gebildeten Gruppe und einen Brennstoff, der einen metallischen Bestandteil umfassen kann, wobei diese Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet sind, daß sie die folgenden Bestandteile umfassen, deren Anteile in Prozent des Gesamtgewichts dieser Zusammensetzungen folgende sind:

- 30 - 75 % des stabilen mineralischen Verbrennungsmittels, das mindestens ein Alkali- oder Erdalkalimetallnitrat umfaßt;

- J5 - 20 % des sehr energiereichen Bindemittels, das durch ein nitriertes Kohlehydrat gebildet wird;

- 12 - 60 % eines nicht flüchtigen organischen Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 100 ⁰C stabil ist und dessen Verbrennung insgesamt exotherm ist, wobei jede Verbindung, die diesen Brennstoff bildet, carbazotiert ist und höchstens zwei Kohlenstoffatome enthält, die direkt miteinander verbunden sind; und

- 0 - 15 fo metallischer Bestandteil, dessen prozentualer Anteil nicht den prozentualen Anteil des nicht flüchtigen organischen Brennstoffs überschreitet.

Diese relativen Anteile der Bestandteile ermöglichen das Zünden und das Verbrennen der genannten pyrοtechnischen Zusammensetzungen. Insbesondere besitzt jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel, die mindestens zwei Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen aufweist; vorteilhafterweise weist diese chemische Formel mindestens einen Kohlenstoff -Stickstoff-Heterocyclus und/oder eine Mehrfachbindung zwischen einem Kohlenstoffatom und einem Stickstoffatom auf, wobei diese Bindung also eine Doppel- oder Dreifachbindung sein kann. Das Vorliegen einer Mehrfachbindung zwischen

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einem Kohlenstoffatom und einem Stickstoffatom ist für das Zünden und Verbrennen der Zusammensetzung besonders wichtig und die Verwendung eines sehr energiereichen Bindemittels, wie Nitrocellulose, ermöglicht befriedigende Ergebnisse, selbst wenn die chemische Formel des organischen Brennstoffs keine derartige Bindung aufweist.

Vorzugsweise weist jede organische Verbindung des Brennstoffs nur Kohlenstoffatome auf, die chemisch an andere Atome als Kohlenstoffatome gebunden sind; wenn diese organischen Verbindungen zwei Kohlenstoffatome aufweisen, die unmittelbar miteinander verbunden sind, ist es vorteilhaft, daß mindestens eines dieser beiden Kohlenstoffatome mit einem elektronegativen Atom aus der durch Stick- · stoff-, Sauerstoff-, Schwefel-, Chlor-, Brom- und Jodatome gebildeten Gruppe verbunden ist.

Die zahlreichen Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, haben erkennen lassen, daß die beiden Hauptursachen für die Verfälschung des von der Flamme ausgesendeten Lichts einerseits die Verwendung einer zu großen Menge metallischen Brennstoffs, was eine weißliche Flamme liefert,und andererseits die verwendung organischer Verbindungen sind, die Kohlenstoffketten aufweisen, wobei die Gelbfärbung der Flamme um so größer ist, je größer die Anzahl der Kohlenstoffatome ist, die direkt miteinander verbunden sind. Außerdem wurde festgestellt, daß die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen und den'Stickstoffatomen wesentlich sind, einerseits um eine große Reinheit der Flamme zu erzielen und andererseits um ein großes Gasvolumen zu erzeugen, was den Antrieb und die Ausbreitung der Flamme zu einer Flammenerscheinung ermöglicht, wodurch die Sichtbarkeit der Flamme erhöht wird.

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Insbesondere überschreitet also erfindungsgemäß die prozentuale Menge des metallischen Bestandteils nicht 65/100 der prozentualen Menge des flüchtigen organischen Brennstoffs.

Nach der Erfindung, bei der die Verwendung des metallischen Brennstoffs beschränkt ist, haben die Untersuchungen gezeigt, daß es erforderlich ist, einen Brennstoff zu verwenden, der exotherm ist, wobei diese Bedingung um so wichtiger ist, als die Menge des Bindemittels, das durch ein nitriertes Kohlehydrat gebildet wird, herabgesetzt ist und als man andererseits Verbrennungsgeschwind!gkeiten, die nicht zu klein sind, und eine starke Leuchtkraft erzielen will.

Die zahlreichen Merkmale, die der organische Brennstoff aufweisen muß, begrenzen beträchtlich die Anzahl der Verbindungen, die den Brennstoff bilden können, und zwar allein oder in Kombination; die Hauptverbindungen sind folgende, wobei es selbstverständlich ist, daß die Derivate dieser Verbindungen, die den angegebenen Merkmalen entsprechen, gleichfalls unter die Erfindung fallen:

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Dicyandiamid HH₂ - C - NH - c s N

NH Cyanamid (neigt zum Dimerisieren) NH₂ -C =

NII₂

Melamin (oder Tricyantriamid) /^N=C\

NH - C N

N-C.

OH /

Cyanurs äure / ^N ~ ^C\

OH-C N

W //

N-C_x

OH

-CH₂ - ^CII2 0» 0

Tri-(hydroxyäthyl)-isocyanurat C^

N N

C. C.

HO -CH₂ - CH₂ -

Hexame thoxyme tliylmel amxn	N-C	N= C	N^	t	C112	8	- 0 -	CH₃
		/ I N			CH₂	- O -	CH₃
CH₃ - 0 - CH₂^		'n-c		38
CH₃-O- CH₂^		\
	H I		'CH2	- O	- CH₃
	N		CH₂	- 0	- CH₃

Aminotetrazol _N _	N ^%//>	C - NH₂
//	098
N -		83/0
6

Azotetrazol

Äthylenharnstoff Glycoluryl

	N	\	C-	/	-N =	N- I	II	\	N
	ν'				■· N-	Il
N —					N
Il				^N-
Ν —

II

H₉C — ν.

H₂C — N

C =0

H H H ' ι ι N-C-N

HHH

=

Hexamethylentetramin Γ N

^CH

CH₂

CH,

Dimethylharnstoff

- N-

η
I

C- N-CH-

Dimethylolharnstoff HO -

I₂ - NH - C - NH - CH₂ - OH 0

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Azodicarbonamid H₀R-C

Insbesondere werden die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung in den folgenden Anteilen eingesetzt:

4-0 bis 70 Gew.-% des stabilen Verbrennungsmittels; 5 bis 20 Gew.-% des nitrierten Kohlehydrats; 12 bis 4-5 Gew.-% des organischen Brennstoffs; und

0 bis 15 Gew.-% des metallischen Bestandteils; vorzugsweise werden die relativen Anteile der verschiedenen Bestandteile so gewählt, daß im Verlauf der Verbrennung das stabile Verbrennungsmittel merklich die Überführung einerseits des Kohlenstoffs der Zusammensetzung in Kohlenmonoxid und andererseits des Wasserstoffs der Zusammensetzung in Wasser gewährleistet. Die Verbrennungsgase der Zusammensetzung sind praktisch frei von Kohlenmonoxid infolge des Sauerstoffs der Luft, der den Verbrennungsvorgang vervollkommnet .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem organischen Brennstoff und dem metallischen Bestandteil einerseits und dem stabilen mineralischen Verbrennungsmittel andererseits im Bereich von 0,2 bis 1. Vorteilhafterweise entspricht das Gesamtgewicht des nitrierten Kohlehydrats und des organischen Brennstoffs einem Prozentsatz, der im Bereich von 25 bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung liegt.

Der organische Brennstoff der Erfindung soll eine Verbrennungsreaktion liefern, die völlig exotherm ist, jedoch kann dieser

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Brennstoff eine Mischung verschiedener organischer Verbindungen darstellen, von denen einige endotherm verbrennen, was beispielsweise bei Cyanursäure der Fall ist, die andererseits den Vorteil bietet, daß die Menge der festen Rückstände der Verbrennung herabgesetzt wird. Wenn der Brennstoff eine Mischung organischer Verbindungen ist, stellt vorzugsweise eine dieser Verbindungen Dicyandiamid dar. Insbesondere wird der organische Brennstoff durch mindestens eine organische Verbindung aus der durch Dicyandiamid, Cyanamid, Melamin, Tri-(hydroxyäthyl)-isocyanurat, Hexamethylentetramin und Hexamethoxymethy!melamin, wobei der Brennstoff ferner Cyanursäure enthalten kann, Azotetrazol, Aminotetrazol, Äthylenharnstoff, Glycoluryl, Dimethylharnstoff, Dirnethylo!harnstoff und Azodicarbonamid gebildeten Gruppe gewählt.

Bei dem stabilen Verbrennungsmittel kann es sich gleichfalls um eine Mischung handeln, Jedoch soll mindestens eine der mineralischen Verbindungen ein Alkali- oder Erdalkalinitrat sein; bei den anderen mineralischen Verbindungen, wie Metallnitraten, kann es sich beispielsweise um Bleinitrat, das praktisch nicht zur Färbung der Flamme beiträgt, und Eupfernitrat, das eine grüne oder blaue Flamme ergibt und sehr hygroskopisch ist, oder beispielsweise um Chlorate oder Perchlorate handeln, die die Zündung erleichtern, jedoch schwierig zu handhaben sind und einen unangenehmen Rauch bilden. Die Alkali- oder Erdalkalinitrate sind gleichzeitig sehr energiereiche (riches) Verbrennungsmittel und ."ϊ^^.-ϊ: sehr gute Färbemittel, wenn es beim Temperaturanstieg zum Strahlen kommt, was einschließt, daß die anderen Bestandteile bei der Verbrennung ein Minimum an Flammenfärbung, Rauch und festen Rückständen liefern, was ein Ziel der Erfindung ist. Vorzugsweise wird das stabile Verbrennungsmittel ausschließlich von mindestens einem Alkali- oder Erdalkalinitrat gebildet, wobei die Anteile der verschiedenen ITiträte von der gewünschten Färbung oder den Zündungsbedingungen ab-

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hängen, insbesondere wenn man Kaliumnitrat verwendet.

Bei dem nitrierten Kohlehydrat handelt es sich vorzugsweise um Nitrozellulose mit einem erhöhten Stickstoffgehalt (Dinitrozellulose), da man mit dieser Verbindung ein Bindemittel erhalten kann, das sehr wirksam ist, um die Zusammensetzung zu verformen, wobei die Nitrozellulose die Flamme infGlge der Oxydation seiner Kohlenstoffatome nur sehr wenig färbt; dieses Kohlehydrat ist ferner besonders energiereich und ein Gaserzeuger, was die Rolle des gaserzeugenden Brennstoffs verstärkt, der gemäß der Erfindung verwendet wird. Ss ist in der Pyrotechnik bekannt, daß man mit einer Kombination eines Kohlehydrats mit einer alkalischen Verbindung keine Zusammensetzungen erhalten kann, die einige Zeit stabil sind; dennoch hat man festgestellt, daß trotz der hohen Anteile an Nitrozellulose, die bis 20 % gehen können,· die organischen Brennstoffe, die die Bedingungen der Erfindung erfüllen und die in sehr hohen Anteilen bis zu 60 % mit bestimmten derartigen Brennstoffen verwendet werden,. nur eine Instabilität mit sich bringen, die außerordentlich klein ist; es wurde in überraschender Weise festgestellt, daß die Eigenschaften der Zusammensetzungen gemäß der Erfinderung nach einer Lagerung von 3 «Jahren bei einem schwachen Schutz gegen die äußere Feuchtigkeit praktisch unverändert blieben. Es können andere nitrierte Kohlehydrate verwendet werden, beispielsweise nitrierte Stärke, jedoch bewirkt die leichte Hydrolyse, daß dieses Bindemittel weniger Interesse als Nitrozellulose findet, während diese eine wirksame Einbettung aller pulverförmigen Bestandteile ermöglicht, was eine Verbesserung der Stabilität der Zusammensetzung nach sich zieht. Die Stabilität ist so groß, daß es möglich ist, der Zusammensetzung auf Basis von Nitrozellulose zahlreiche spezielle und schwer zu handhabende Bestandteile zuzufügen, beispiels-

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weise Zersetzungskatalysatoren, Mittel zur Flammenfärbung oder Färbung der Zusammensetzung und Magnesium, wobei diese Stabilität auf dem Gebiet der pyrotechnisehen Gegenstände noch verbessert werden kann, indem man die Blöcke der Zusammensetzung durch Überziehen oder Befeuchten mit einem isolierenden Produkt einbettet.

Für die Zubereitung und die Herstellung der Zusammensetzung ist im allgemeinen die Plastifizierung des nitrierten Kohlehydrats erforderlich; da aber Weichmacher eine kohlenstoffhaltige Struktur aufweisen, die eine Gelbfärbung der Flamme verursachen kann, ist es besonders vorteilhaft,einerseits die Menge des Weichmachers auf 25 % des Gesamtgewichts des nitrierten Kohlehydrats zu beschränken und andererseits einen Weichmacher zu verwenden, der möglichst wenig Kohlenstoff atome besitzt, die unmittelbar miteinander verbunden sind, wobei Polyäthylenglyko1 ein besonders angepaßter Weichmacher ist, wenn ein Weichmacher erforderlich ist.

Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein Metall oder um eine Legierung handeln, und Aluminium als auch Magnesium, die laufend in der Pyrotechnik verwendet werden, sind besonders vorteilhaft, insbesondere Aluminium mit sehr kleiner Körnung und Magnesiumpulver oder -schuppen.

Wenn es erforderlich ist, daß die hergestellte Zusammensetzung gute mechanische Eigenschaften besitzt, ist es möglich, den Bestandteilen ein plastisches Bindemittel in Anteilen zuzufügen, die weniger als 8 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen. Wenn spezielle Farbeffekte erwünscht sind oder wenn spezielle Verbrennungseigenschaften erforderlich sind, ist es möglich, der Zusammensetzung ein Färbemittel und/oder einen Zersetzungskatalysator zuzufügen.

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Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.

Bei der Herstellung der leuchtenden pyrotechnischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung -werden übliche Techniken der Pyrotechnik angewendet, und zwar sowohl im Hinblick auf die verwendeten Materialien als auch in Hinblick auf die Vorsichtsmaßnahmen und Sicherheitsvorschriften; "besonders beim Einsatz organischer fester Brennstoffe, die verwendet werden, bietet jedoch die Herstellung dieser Zusammensetzungen im allgemeinen weniger Gefahren als die Herstellung der bisher bekannten Zusammensetzungen; außerdem ist es möglich, die Sicherheitsbedingungen oft zu erleichtern. Das Bindemittel, das durch ein nitriertes Kohlehydrat gebildet wird, wird mit einem entfernbaren organischen Lösungsmittel befeuchtet, beispielsweise mit einem Keton, einem Äther oder einem Alkohol; die Masse, die durch alle diese Bestandteile gebildet wird, wird den Dosierungs-, Misch- und Formungsvorgängen unterworfen, die wesentlich durch die Verringerung des mechanischen Aufwandes erleichtert werden, der sich aus der Erniedrigung der Viskosität der Paste ergibt, die das Lösungsmittel enthält.

Das bevorzugte Bindemittel Nitrozellulose wird vorteilhafterweise in gelöster Form als Collodium verwendet. Die Prozentsätze in den verschiedenen folgenden Beispielen sind auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen.

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Beispiel 1

Natriumnitrat 50 %

Dicyandiamid 4-0 %

Nitrozellulose 10 %

Alle Bestandteile wurden gemischt und zu Stäbchen mit einem Durchmesser von 8 mm extrudiert; diese Stäbchen, die einmal getrocknet wurden, zündeten leicht mit einem Streichholz und brannten ab, wobei sie ein schönes leuchtend gelbe sldcht gaben und wobei die Geschwindigkeit der Verbrennung der Stäbchen in der Größenordnung von 5 cm/min lag.

Beispiel 2

Bariumnitrat 66 %

Dicyandiamid 17 %

Nitrozellulose 17 %

Nach dem Mischen aller Bestandteile wurde die erhaltene Paste zu Flachmaterial kalandert, das zerlegt und danach getrocknet wurde. Die erhaltenen Plättchen zündeten leicht und brannten mit einer schönen grünen Flamme ab. Die Färbung der Flamme kann gegebenenfalls mit Färbemitteln modifiziert werden. Beispielsweise mit Kupfersalzen und Borderivaten.

Beispiel 3

Strontiumnitrat 61 %

Dicyandiamid 17 %

Nitrozellulose 11 %

Aluminium 11 %

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Die Nitrozellulose wurde in Form yob, Granalien mit 18 % Polyäthylenglykol verwendet j diese Bestandteile -wurden mit den anderen Bestandteilen gemischt, wobei das Aluminium mit einer mittleren Körnung der Größenordnung von 20/im vorlag. Die Mischung wurde mit Aceton befeuchtet, danach geformt und getrocknet. Die erhaltenen Stücke zündeten leicht und "brannten unter Ausbildung eines charakteristischen Regens (cascade) ab, der durch das Glühen der brennenden Aluminiumteilchen gebildet wurde»

Beispiel 4·

9	O/ /O
24-	%
10	%
2,	5 %
4-	%

Strontiumnitrat Dicyandiamid Cyanursäure Nitrozellulose Magnesium Polyvinylchlorid

Die Paste, die durch Mischen erhalten wurde, wurde unter Druck geformt und danach getrocknet; die erhaltene Zusammensetzung verbrannte sehr langsam mit einer lebhaft roten Flamme. Die Verwendung der Cyanursäure mit einer endothermen Verbrennungsreaktion ermöglicht es, eine Verbrennungsgeschwindigkeit zu erzielen, die lediglich der Größenordnung von 3 cm/min entspricht, so daß eine derartige Zusammensetzung insbesondere für alle Signalzwecke geeignet ist. Es kann eine Zündungsvorrichtung am pyrotechnischen Gegenstand angebracht werden, der eine derartige Zusammensetzung verwendet, so daß das Entzünden der Zusammensetzung erleichtert wird.

Beispiel 5

Strontiumnitrat 60 %

Dicyandiamid 23,5 %

Nitrozellulose 609883/0388 ⁵'^5% Magnesium - 11 %

Eine derartige Zusammensetzung brannte mit einer hohen Verbrennungsgeschwinäigkeit der Größenordnung von 1 cm/sec ab, was die Verwendung für pyrotechnische Gegenstände zur Himmelserleuchtung ermöglicht, wobei das entwickelte rote Licht sehr intensiv war.

Beispiel 6

Strontiumnitrat 55 %

Kaliumnitrat 6 %

Dicyandiamid 25 %

Nitrozellulose 5,5 %

Magnesium 8,5 %

Diese Zusammensetzung lieferte ein rötlich-violettes Licht, das zum Violetten neigen kann, wenn man den Prozentsatz des Kaliumnitrats erhöht, jedoch ist mit dieser Erhöhung ein schwieriges Zünden und Unterhalten einer regelmäßigen Verbrennung verbunden..

Beispiel 7

Bariumnitrat 67 %

Dicyandiamid 10 %

Azodicarbonamid 8 %

Nitrozellulose 15 %

Durch die Verwendung von Azodicarbonamid kann man eine Zusammensetzung erhalten, die langsamer als die Zusammensetzung des Beispiels 2 abbrennt, wobei man analoge Flammeneigenschaften erhält.

Beispiel 8

Strontiumnitrat 52 %

Dicyandiamid 11 %

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Dimethylolharnstoff 26 %

Nitrozellulose 11 %

Eine derartige Zusammensetzung lieferte gleichfalls eine geringe Verbrennungsgeschwindigkeit.

Beispiel 9

Strontiumnitrat 59,2 %

Dicyandiamid 27,2 %

Aminotetrazol 6,8 %

Nitrozellulose 6,8 %

Beispiel 10

Strontiumnitrat 67,5 %

Dicyandiamid 16,5 %

Hexamethoxymethylmelamin 11 %

Nitrozellulose 5 %

Diese Zusammensetzung wird vorteilhaft in Form einer granulierbaren Masse hergestellt, die die Herstellung eines formbaren Pulvers ermöglicht.

Beispiel 11

Strontiumnitrat 66 %

Dicyandiamid 16,5 %

Hexamethoxymethylmelamin 9 %

Nitrozellulose 7 %

Polypropylenoxid 1,5%

Diese Zusammensetzung ermöglicht gleichfalls die Herstellung eines formbaren granulierten Pulvers.

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Beispiel 12

Bariumnitrat 65 %

Hexamethoxymethylmelamin 19 %

Nitrozellulose . 16 %

Biese Zusammensetzung -wird vorteilhafterweise in Form einer formbaren Paste hergestellt.

Beispiel 13 -

Strontiumnitrat 68,2 %

Hexamethoxymethylmelamin 20,4- % Nitrozellulose mit 18 % PoIy-

propylenglykol als Weichmacher 11,4 %

Diese Zusammensetzung lag in Form einer plastischen Hasse vor, die eine schwach rote Flamme lieferte, die gewünschten' falls durch ein Färbemittel intensiviert werden konnte, beispielsweise durch ein Lithiumsalz.

Beispiel 14

Strontiumnitrat 74,8 %

Hexamethylentetramin 19?5 % Nitrozellulose mit 18 % PoIy-

propylenglykol als Weichmacher 5»7 %

Diese Zusammensetzung ist beispielsweise als pulverige Mischung brauchbar, die leicht zu zünden ist und unter geringer Rauchentwicklung abbrennt. Dieses Pulver kann in einfachen Plastikbeuteln aufbewahrt werden.

Die leuchtenden pyrotechnischen Zusammensetzungen, die Gegenstand der Erfindung sind, sind insbesondere an die Herstellung

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von festen Körpern bzw. Blöcken (blocs) angepaßt, z. B. Stäbchen, Plättchen oder Zylindern, mit denen die pyrotechnischen Gegenstände ausgerüstet sind, beispielsweise Signalfackeln, die ein Notsignal aussenden, Luftkörper (pieces aeriennes), die ein vorübergehendes Aufhellen ermöglichen, sowie Vergnügungsartikel (sowohl am Boden als auch in der Luft), die zu Feuerwerken verwendet werden.

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Claims

Ansprüche

Pyrotechnische leuchtende Zusammensetzung, die insbesondere in Form von Blöcken verwendbar ist, die mindestens ein stabiles Verbrennungsmittel aus der durch Alkalinitrate und Erdalkalinitrate gebildeten Gruppe und einen Brennstoff umfaßt und einen metallischen Bestandteil umfassen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung die folgenden Bestandteile umfaßt, deren Anteile in Prozent des Gesamtgewichts der Zusammensetzung ausgedrückt sind:

- 30 - 75 $ eines mineralischen stabilen Verbrennungsmittels, das mindestens ein Alkalinitrat oder Erdalkalinitrat umfaßt;

- j5 - 20 % eines sehr energiereichen Bindemittels, das durch ein nitriertes Kohlehydrat gebildet wird;

- 12 - 60 % eines organischen nicht flüchtigen Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 100 ⁰C stabil ist und dessen Verbrennung vollständig exotherm ist, wobei jede Verbindung, die den Brennstoff bildet, carbazotiert ist und höchstens zwei Kohlenstoffatome, die unmittelbar miteinander verbunden sind, je kohlenstoffhaltige Gruppe der Verbindung aufweist;

- 0 - 15 % des metallischen Bestandteils, dessen prozentuale Menge nicht die prozentuale Menge des organischen nicht flüchtigen Brennstoffs übersteigt,

wobei die relativen Anteile dieser Bestandteile die Zündung und die Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung ermöglichen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel besitzt, die mindestens zwei Kohlenstoff-Stick-
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Bindungen aufweist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die prozentuale Menge des metallischen Bestandteils nicht 65/IOO der prozentualen Menge des organischen nicht flüchtigen Brennstoffs überschreitet.

4. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel besitzt, die mindestens einen Kohlenstoff-Stickstoff-Heterocyclus umfaßt.

5. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel besitzt, die mindestens eine Mehrfachbindung zwischen einem Kohlenstoffatom und einem Stickstoffatom aufweist.
6. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs nur Kohlenstoffatome aufweist, die chemisch an andere Atome als Kohlenstoffatome gebunden sind.
7. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5# dadurch gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs, bei der zwei Kohlenstoffatome unmittelbar miteinander verbunden sind, eine derartige chemische Formel besitzt, daß mindestens eines der beiden Kohlenstoffatome mit einem elektronegativen Atom aus der durch Stickstoff-, Sauerstoff-, Schwefel- , Chlor-Brom- und Jodatome gebildeten Gruppe gewählt sind.

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8. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relativen Anteile der verschiedenen Bestandteile derart festgelegt sind, daß im Verlauf der Verbrennung das stabile Verbrennungsmittel die Umwandlung einerseits des Kohlenstoffs der Zusammensetzung in Kohlenmonoxid und andererseits des Wasserstoffs der Zusammensetzung in V/asser gewährleistet.
9. Zusammensetzung nach mindestens' einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Komponenten umfaßt:

-40-70 Gew.-% des stabilen Verbrennungsmittels;

- 5-20 Gew.-% des nitrierten Kohlehydrats;

- 12 - 45 Gew.-% eines organischen Brennstoffs; und

- 0-15 Gew.-% des metallischen Bestandteils.
10. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis zwischen dem organischen Brennstoff und dem metallischen Bestandteil einerseits und dem stabilen mineralischen Verbrennungsmittel andererseits zwischen 0,2 und 1 liegt.
11. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Brennstoff aus mindestens einer organischen Verbindung aus der durch Dicyandiamid, Cyanamid, Melamin, Tri(hydroxyäthyl)-isocyanurat, Hexamethylentetramin und Hexamethoxymethylmelamin gebildeten Gruppe aufbaut.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff ferner eine organische Verbindung aus der durch Cyanursäure, Azotetrazol, Aminotetrazol, Ethylenharnstoff, Glycoluryl, Dimethylharnstoff, Dimethylolharnstoff und Azodicarbonamid gebildeten Gruppe umfaßt.

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13· Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff durch eine Mischung aus mindestens zwei organischen Verbindungen gebildet wird, von denen eine Dicyandiamid ist.
l4. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stabile 'Verbrennungsmittel nur durch mindestens ein Alkalimetallnitrat oder Erdalkalinitrat gebildet wird.
15· Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem nitrierten Kohlehydrat um Nitrocellulose handelt.
16. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1, 9 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das nitrierte Kohlehydrat einen Weichmacher umfaßt, dessen Anteil nicht 25 % des Gesamtgewichts des nitrierten Kohlehydrats übersteigt.
17· Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Bestandteil aus der durch Aluminium und Magnesium gebildeten Gruppe gewählt ist.
18. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Kunststoffbindemittel umfaßt, das in einem Anteil von weniger als 8 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorliegt.
19. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Färbemittel und/oder einen Zersetzungskatalysator umfaßt.

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20. Pyrotechnische Mittel, bestehend aus oder mit einem Gehalt an einer Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

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