DE2629949B2 - Pyrotechnische Zusammensetzung für Leucht- und Antriebszwecke und ihre Verwendung - Google Patents
Pyrotechnische Zusammensetzung für Leucht- und Antriebszwecke und ihre VerwendungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine pyrotechnische Zusammensetzung für Leucht- und Antriebszwekke,
die insbesondere in Form von Blöcken verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält folgende Bestandteile:
- 30 bis 75% mindestens eines Alkali- oder Erdaikalinitrates sowie gegebenenfalls anderer
Metallnitrate, Chlorate oder Perchlorate,
- 3 bis 20% nitriertes Kohlenhydrat,
- 12 bis 60% eines organischen, nichtflüchtigen Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 1000C
stabil ist und dessen Verbrennung insgesamt exotherm ist, wobei jede Verbindung, die den
Brennstoff bildet, carbazotiert ist und höchstens; zwei Kohlenstoffatome enthält, die direkt miteinander
verbunden sind,
und
- 0 bis 15% des metallischen Bestandteils, dessen prozentuale Menge die prozentuale Menge des
organischen, nichtflüchtigen Brennstoffs nicht übersteigt.
Die pyrotechnischen Mittel sind beispielsweise für Signallichter bzw. -fackeln und Scherzartikel für
Feuerwerke verwendbar.
Die Erfindung betrifft pyrotechnische Zusammenset■·
zungen für Leucht- und Antriebszwecke, die insbesondere in Form von Blöcken verwendbar sind, sowie
pyrotechnische Mittel bzw. Gegenstände, insbesondere für Signal- oder Belustigungszwecke, für die derartige
Zusammensetzungen verwendet werden.
Es gibt zahlreiche Typen von pyrotechnischen Leucht-Zusammensetzungen, wobei die pulverförmiger!
Zusammensetzungen die ältesten sind und zahlreiche Mangel aufweisen; beispielsweise ist es nötig, eine
geeignete Konditionierung und ein besonders Zündsystern vorzusehen; außerdem ist die Handhabung vom
Mischen der Bestandteile bis zum Endkonditionieren gefährlich. Die pyrotechnischen Leucht-Zusammensetzungen,
die in Form von Blöcken verwendet werden, sind nach zahlreichen Jahren bis zu einem Entwicklungsstand
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 der Basis von Kohlenhydraten wie Gummi, Dextrinen oder Stärken, wobei diese
Bindemittel feuchtigkeitsempfindlich 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 Leucht-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 37 15 248
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 Leucht-Zusammensetzungen,
die gegenwärtig bekannt sind, einen Auswurf elühender Teilchen hervor und rufen nur schwer eine
Flammenerscheinung hervor, da sie nicht genügend Gas erzeugen; im übrigen ist dadurch ihre Verwendung als
Antriebsmittel für pyrotechnische Gegenstände beschränkt, die diese Zusammensetzungen verwenden,
j ferner ist es erforderlich, entweder ein spezielles Abschußsystem zu verwenden oder komplex aufgebaute
pyrotechnische Gegenstände vorzusehen, die eine Antriebs-Zusarnmensetzung und eine Leucht-Zusammensetzung
enthalten, wobei es beispielsweise allge-
H) mein bekannt ist, daß es im Verlauf eines Feuerwerks
zahlreiche Dunkelphasen geben kann, die den Zeiten zwischen der Zündung am Boden und der Verbrennung
am Himmel entsprechen.
In der D1E-AS 20 63 586 sind gasbildende Massen
ij beschrieben, die unter anderem aus Alkali- bzw.
Erdalkalinitraten, einem organischen Bindemittel und einem nitrierten Kohlenhydrat oder Azodicarbonamid,
Hexamethylentetramin bzw. Dicyandiamid bestehen können; als gasbildende Mittel werden dabei hochmolekulare
organische Materialien genannt, z. B. thermoplastische Harze wie Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polystyrol,
Polyäther, Polyvinylacetat u. dgl., thermoplastische Elastomere wie Styrol-Butadien-Blockcopolymere
u.dgl., thermisch härtbare Harze wie Polyacetale, j Epoxyharze u. dgl. und thermisch härtbare Kautschuke
wie Polyurethane, Polysulfide, Polybutadien, Polybutadien-Acrylsäure-Copolymere
u. dgl.
Die DE-AS 20 63 586 betrifft dabei die Verwendung derartiger Massen zum Aufblasen von Prallsäcken.
jo Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle Nachteile zu überwinden, die sich beim Verbrennen
derartiger, bisher bekannter pyrotechnischer Zusammensetzungen zeigen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
erlauben einerseits eine Erzeugung von
j'i Gas, um die Ausbildung einer Flammenerscheinung und
gegebenenfalls den Antrieb eines pyrotechnischen Gegenstandes mit der Ausbildung einer gefärbten
Flamme zu gewährleisten, was einen wesentlichen Fortschritt insbesondere für die Durchführung von
w Feuerwerken darstellt, und sie ergeben 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
■η 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 Verbrennungsge-
)0 schwindigkeit erhalten werden kann.
Die leuchtenden und gaserzeugenden pyrotechnischen Zusammensetzungen der Erfindung sind insbesondere
in Form von Blöcken anwendbar und enthalten mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel, einen
■n Brennstoff, ein nitriertes Kohlenhydrat und gegebenenfalls
einen metallischen Bestandteil und sind durch folgende Bestandteile, deren Mengen in Prozent des
Gesamtgewichts der Zusammensetzung angegeben sind, gekennzeichnet:
W) - 30 bis 75% mindestens eines Alkali- oder
Erdalkalinitrates sowie gegebenenfalls anderer Metallnitrate, Chlorate oder Perchlorate,
- 3 bis 20% nitriertes Kohlenhydrat,
- 12 bis 60% eines organischen, nichtflüchtigen e» Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 1000C
stabil ist und dessen Verbrennung insgesamt exotherm ist, wobei jede Verbindung, die den
Brennstoff bildet, carbazotiert ist und höchstens
zwei Kohlenstoffatome enthält, die direkt miteinander
verbunden sind,
und
und
— 0 bis 15% des metallischen Bestandteils, dessen prozentuale Menge die prozentuale Menge des
organischen, nichtflüchtige-i Brennstoffs nicht
übersteigt.
Diese relativen Anteile der Bestandteile ermöglichen das Zünden und die Verbrennung der genannten
pyrotechnischen 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 einem Kohlenstoffatom
und einem Stickstoffatom v*t für das Zünden
und Verbrennen der Zusammensetzung besonders wichtig, wobei die Verwendung eines sehr energiereichen
Bindemittels wie Nitrocellulose selbst dann zufriedenstellende Ergebnisse liefert, 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 Stickstoff-, 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 ausgesandten 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 umso 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, um einerseits eine große Reinheil der Flamme zu erzielen und um andererseits ein großes
Gasvolumen zu erzeugen, was den Antrieb und die Ausbreitung der Flamme zu einer Flammenerscheinung
ermöglicht, wodurch die Sichtbarkeit der Flamme erhöht wird.
Die prozentuale Menge des metallischen Bestandteils überschreitet insbesondere also erfindungsgemäß
65/100 der prozentualen Menge des flüchtigen organischen Brennstoffs nicht.
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 umso wichtiger ist, als die Menge des Bindemittels, das durch ein nitriertes Kohlenhydrat
gebildet wird, herabgesetzt ist und als man andererseits Verbrennungsgeschwindigkeiten, die nicht zu klein sind,
und eine starke Leuchtkraft erzielen will.
Die zahlreichen Merkmale, die der organische Brennstoff aufweisen muß, begrenzen die Anzahl der
Verbindungen beträchtlich, 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:
Dicyandiamid
NH1-C-NH-C=N
' Il
NH
Cyanamid (neigt zum Dimerisiercn)
NH1-C=N
Melamin (oder Tricyantriamid)
NH2
NH2-C-' N
Ν —c'
NH,
Cyanursäure
OH
N - C
OH C N
Tri-(hydroxyälhyl)-isocyanurat
Hexamelhoxymethyl melamin
Aminotetrazol
Λ/otelrazol
AihvlenharnslufT
(ilycoluril
CH2-CH2OH
I c
y \
N N
I Il
HO—CH,-CH,-O —C C—Ο —CH,-(
CH2-O-CH,
CH3-O-CH, N=C
N-C N
CH3-O-CH, N-C
CH2-O-CH3
CH2-O-CH3
N-N
N-N
C-NH2
N-N N-N
ι ■-. /
j c·—N ,-N--C
Il / \ Il
N-N N-N
Il
CH, N
C
C1H, N
" I
Il
O C
Il Il Il
: I I
NC N
NC N
I ι I
II Il Il
c ο
(H,
Hexamethylentetramin
Dimethylharnstoff
DimcthylolharnstofT
DimcthylolharnstofT
Azodicarbonamid
HO-CH1-NH-C-NH-Ch1-OH
O
H,N—C — N=N-C-NH,
H,N—C — N=N-C-NH,
Il
ο
Insbesondere werden die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung in den folgenden Anteilen
eingesetzt:
40 bis 70 Gew.-% des anorganischen Oxidationsmittels;
5 bis 20 Gew.-% des nitrierten Kohlenhydrats;
12 bis 45 Gew.-% des organischen Brennstoffs,
12 bis 45 Gew.-% des organischen Brennstoffs,
und
0 bis 15 Gew.-% des metallischen Bestandteils;
0 bis 15 Gew.-% des metallischen Bestandteils;
vorzugsweise werden die relativen Anteile der verschiedenen Bestandteile so gewählt, daß im Verlauf der
Verbrennung das anorganische Oxidationsmittel die Überführung einerseits des Kohlenstoffs der Zusammensetzung
in Kohlenmonoxid und andererseits des Wasserstoffs der Zusammensetzung in Wasser in
merklichem Maße gewährleistet. Die Verbrennungsgase der Zusammensetzung sind infolge des Sauerstoffs
der Luft, der den Verbrennungsvorgang vervollkommnet, praktisch frei von Kohlenmonoxid.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem
organischen Brennstoff und dem metallischen Bestandteil einerseits und d^m stabilen mineralischen Verbrennungsmittel
andererseits im Bereich von 0,2 bis 1. Vorteilhafterweise entspricht das Gesamtgewicht des
nitrierten Kohlenhydrats und des organischen Brennstoffs einem Prozentsatz, der im Bereich von 25 bis 50
Gew.-% der Zusammensetzung liegt.
Der organische Brennstoff soll erfindungsgemäß eine Verbrennungsreaktion liefern, die völlig exotherm ist,
jedoch kann dieser 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 Hexamethoxymethylamin, wobei der Brennstoff ferner Cyanursäure
enthalten kann, Azotetrazol, Aminotetrazol, Äthylenharnstoff, Glycoluril, Dimethylharnstoff, Dimethylolharnstoff
und Azodicarbonamid gebildeten Gruppe gewählt.
Bei dem anorganischen Oxidationsmittel kann es sich gleichfalls um eine Mischung handeln, jedoch soll
mindestens eine der anorganischen Verbindungen ein Alkali- oder Erdalkalinitrat sein; bei den anderen
anorganischen Verbindungen wie Metallnitraten kann es sich beispielsweise um Bleinitrat, das praktisch nicht
zur Färbung der Flamme beiträgt, und Kupfernitrat, 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 Verbrennungsmittel und 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 anorganische Oxidationsmittel ausschließlich von mindestens einem
Alkali- oder Erdalkalinitrat gebildet, wobei die Anteile der verschiedenen Nitrate von der gewünschten
Färbung oder den ZUndungsbcdingungen abhängen, insbesondere, wenn inan Kaliumnitrat verwendet.
Bei dem nitrierten Kohienhydrat handelt es sich vorzugsweise um Nitrocellulose mit einem erhöhten
Stickstoffgehalt (Dinitrocellulosc), da man mit dieser Verbindung ein Bindemittel erhalten kann, das sehr
wirksam ist, um die Zusammensetzung zu verformen, wobei die Nitrocellulose die Flamme infolge der
Oxydation seiner Kohlenstoffatome nur sehr wenig färbt; dieses Kohlenhydrat ist ferner besonders
energiereich und ein Gaserzeuger, was die Rolle des > gaserzeugenden Brennstoffs verstärkt, der gemäß der
Erfindung verwendet wird. Es ist in der Pyrotechnik bekannt, daß man mit einer Kombination eines
Kohlenhydrats mit einer alkalischen Verbindung keine Zusammensetzungen erhalten kann, die einige Zeit ι ο
stabil sind; dennoch wurde festgestellt, daß trotz der hohen Anteile an Nitrocellulose, 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 r> Brennstoffen verwendet werden, nur eine außerordentlich
kleine Instabilität mit sich bringen; es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Eigenschaften
der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung nach einer Lagerung von 3 Jahren bei einem schwachen 2»
Schutz gegen äußere Feuchtigkeit praktisch unverändert blieben. Es können andere nitrierte Kohlenhydrate
verwendet werden, beispielsweise nitrierte Stärke, jedoch bewirkt die leichte Hydrolyse, daß dieses
Bindemittel weniger Interesse als Nitrocellulose 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 Nitrocellulose zahlrei- j<> ehe spezielle und schwer zu handhabende Bestandteile
zuzufügen, beispielsweise Zersetzungskatalysatoren, Mittel zur Flammenfärbung oder Färbung der Zusammensetzung
und Magnesium, wobei diese Stabilität auf dem Gebiet der pyrotechnischen Gegenstände noch s>
verbessert werden kann, indem man die Blöcke der Zusammensetzung durch Überziehen oder Tränken mit
einem isolierenden Produkt umgibt.
Für die Herstellung und Formgebung der Zusammensetzung ist im allgemeinen die Plastifizierung des w
nitrierten Kohlenhydrats 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 -r> Kohlenhydrats zu beschränken und andererseits einen
Weichmacher zu verwenden, der möglichst wenig Kohlenstoffatome besitzt, die unmittelbar miteinander
verbunden sind, wobei Polyäthylenglycol ein besonders geeigneter Weichmacher ist, wenn ein Weichmacher
>» erforderlich ist.
Bei dem metallischen Bestandteil kann es sich um ein Metall oder um eine Legierung handeln; Aluminium wie
auch Magnesium, die üblicherweise in der Pyrotechnik verwendet werden, sind besonders vorteilhaft, insbeson- v>
dere Aluminium mit sehr kleiner Körnung und Magnesiumpulver oder -schuppen.
Wenn die hergestellte Zusammensetzung gute mechanische Eigenschaften besitzen soll, ist es möglich, den
Bestandteilen ein plastisches Bindemittel in Anteilen wi
zuzufügen, die weniger als 8% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen. Wenn spezielle Farbeffekte
erwünscht oder spezielle Verbrennungseigenschaften erforderlich sind, ist es möglich, der Zusammensetzung
ein Färbemittel und/oder einen Zersetzungskatalysator br>
zuzufügen.
Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele nühcr erläutert.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen pyrotechnischen Zusammensetzungen werden übliche Verfahren
der Pyrotechnik angewendet, und zwar sowohl im Hinblick auf die verwendeten Materialien als auch im
Hinblick auf die Vorsichtsmaßnahmen und Sicherheitsvorschriften; besonders beim Einsatz fester organischer
Brennstoffe 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 Kohlenhydrat 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 Nitrocellulose wird vorteilhafterweise in gelöster Form als Collodium
verwendet. Die Prozentsätze in den verschiedenen folgenden Beispielen sind auf das Gesamtgewicht der
Zusammensetzung bezogen.
Natriumnitrat
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Dicyandiamid
Nitrocellulose
50%
40%
10%
40%
10%
Alle Bestandteile wurden gemischt und zu Stäbchen mit einem Durchmesser von 8 mm extrudiert; diese
Stäbchen zündeten nach dem Trocknen leicht mit einem Streichholz und brannten ab, wobei sie ein schönes,
leuchtendgelbes Licht gaben und die Geschwindigkeit der Verbrennung in der Größenordnung von 5 cm/min
Bariumnitrat
Dicyandiamid
Nitrocellulose
66%
17%
17%
17%
17%
Nach dem Mischen aller Bestandteile wurde die erhaltene Paste zu Flachmaterial kalandert, das
zerschnitten 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.
Strontiumnitrat
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Aluminium
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Aluminium
61%
17%
11%
11%
Die Nitrocellulose wurde in Form von Granalien mit 18% Polyäthylenglycol verwendet; diese Bestandteile
wurden mit den anderen Bestandteilen gemischt, wobei das Aluminium mit einer mittleren Körnung in der
Größenordnung von 20 μπι vorlag. Die Mischung wurde mit Aceton befeuchtet, danach geformt und getrocknet.
Die erhaltenen Stücke zündeten leicht und brannten unter Ausbildung einer charakteristischen Kaskadenwirkung
ab, die durch das Glühen der brennenden Aluminiumteilchen hervorgerufen wurde.
Strontiumnitrat
Dicyandiamid
Cyanursäure
Nitrocellulose
Magnesium
Polyvinylchlorid
50,5%
9% 24% 10%
2,5%
4%
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 in der Größenordnung von 3 cm/min liegt, so daß eine derartige Zusammensetzung
insbesondere für alle Signalzwecke geeignet ist. Es kann eine Zündungsvorrichtung am pyrotechnischen Gegenstand
angebracht werden, der eine derartige Zusammensetzung enthält, so daß das Entzünden der
Zusammensetzung erleichtert wird.
Strontiumnitrat
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Magnesium
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Magnesium
60% 23,5% 5,5% 11%
Eine derartige Zusammensetzung brannte mit einer hohen Verbrennungsgeschwindigkeit in der Größenordnung
von 1 cm/sec mit intensiv rotem Licht ab, was die Verwendung für pyrotechnische Gegenstände zur
Himmelserleuchtung ermöglicht.
Strontiumnitrat
Kaliumnitrat
Dicyandiamid
Nitrocellulose
Magnesium
55% 6%
25% 5,5% 8,5%
Diese Zusammensetzung lieferte ein rötlichviolettcs Licht, das zum Violetten neigen kann, wenn man den
Prozentsatz an Kaliumnitrat erhöht, jedoch ist mit dieser Erhöhung ein schwieriges Zünden und Unterhalten
einer regelmäßigen Verbrennung verbunden.
Bariumnitrat
Dicyandiamid
Azodicarbonamid
Nitrocellulose
Dicyandiamid
Azodicarbonamid
Nitrocellulose
67%
10%
8%
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.
Strontiumnitrat 52%
Dicyandiamid 11%
Dimethylolharnstoff 26%
Nitrocellulose 11%
Eine derartige Zusammensetzung lieferte gleichfalls eine geringe Vcrbrcnnungsgcschwindigkcit.
Strontiumnitrat 59,2%
Dicyandiamid 27,2%
Aminotetrazol 6,8%
Nitrocellulose 6,8%
Beispiel 10
Strontiumnitrat 67,5%
Dicyandiamid 16,5%
Hexamethoxymethylamin 11% Nitrocellulose 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%
Nitrocellulose 7% Polypropylenoxid 1,5%
Diese Zusammensetzung ermöglicht gleichfalls die Herstellung eines formbaren granulierten Pulvers.
Beispiel 12
Bariumnitrat 65%
Hexamethoxymethylmelamin 19%
Nitrocellulose
16%
Diese Zusammensetzung wird vorteilhafterweise in Form einer formbaren Paste hergestellt.
Beispiel 13.
Strontiumnitrat 68,2%
Hexamethoxymethylmelamin 20,4% Nitrocellulose mit 18% PoIy-
propylenglycol als Weichmacher 11,4%
Diese Zusammensetzung lag in Form einer plastischen Masse vor, die eine schwachrote Flamme lieferte,
die gewünschtenfalls durch ein Färbemittel intensiviert werden konnte, beispielsweise durch ein Lithiumsalz.
Beispiel 14
Strontiumnitrat 74,8%
Hexamethylentetramin 19,5% Nitrocellulose mit 18% PoIy-
propylenglycol 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 erfindungsgemäßen pyrotcchiiischcn Zusammensetzungen
sind insbesondere zur Herstellung von festen Körpern bzw. Blöcken geeignet, z. B. Stäbchen,
Plättchen oder Zylindern, mit denen pyrotechnische Gegenstände ausgerüstet sind, beispielsweise Signalfakkeln,
die ein Notsignal aussenden, Feuerwerkskörper, die in der Luft ein vorübergehendes Aufhellen
ermöglichen, sowie etwa Feuerwerkskörper für Vcrgnügungszwcckc,
die am Boden wie auch in der Luft anwendbar sind.
Claims (18)
1. Pyrotechnische Zusammensetzung für Leucht-
und Antriebszwecke, insbesondere in Form von ' ■-> Blöcken, die mindestens ein anorganisches Oxidationsmittel,
einen Brennstoff, ein nitriertes Kohlenhydrat und gegebenenfalls einen metallischen
Bestandteil enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusammensetzung die folgenden ι ο Bestandteile umfaßt, deren Anteile in Prozent des
Gesamtgewichts der Zusammensetzung ausgedrückt sind:
— 30 bis 75% mindestens eines Alkali- oder Erdallcalinitrates sowie gegebenenfalls anderer ι >
Metallnitrate, Chlorate oder Perchlorate,
— 3 bis 20% nitriertes Kohlenhydrat,
— 12 bis 60% eines organischen, nichtflüchtigen
Brennstoffs, der bis zu einer Temperatur von 100° C stabil ist und dessen Verbrennung 2n
insgesamt exotherm ist, wobei jede Verbindung, die den Brennstoff bildet, carbazotiert ist und
höchstens zwei Kohlenstoffatome enthält, die direkt miteinander verbunden sind,
und r>
— 0 bis 15% des metallischen Bestandteils, dessen prozentuale Menge die prozentuale
Menge des organischen, nichtflüchtigen Brennstoffs nicht übersteigt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch I1 dadurch id
gekennzeichnet, daß jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel besitzt, die
mindestens zwei Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen aufweist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, r> dadurch gekennzeichnet, daß die prozentuale
Menge des metallischen Bestandteils 65/100 der prozentualen Menge des organischen, nichtflücllitigen
Brennstoffs nicht überschreitet.
4. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jede organische Verbindung des Brennstoffs eine chemische Formel besitzt, die mindestens einen
Kohlenstof f-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. r>o
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 Kohlensioffatome 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 wi
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.
8. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß sie
40 bis 70 Gew.-% Nitrat,
5 bis 20 Gew.-% nitriertes Kohlenhydrat,
12 bis45Gew.-% eines organischen Brennstoffs und
5 bis 20 Gew.-% nitriertes Kohlenhydrat,
12 bis45Gew.-% eines organischen Brennstoffs und
0 bis 15Gew.-% des metallischen Bestandteils
enthält.
9. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 8, 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.
10. 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 Hexamethoxymechylmelamin
gebildeten Gruppe aufbaut.
U. Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff ferner eine
organische Verbindung aus der durch Cyanursäure, Azotetrazol, Aminotetrazol, Äthylenharnstoff, GIycoluril,
Dimethylharnstoff, Dimethylolharnstoff und Azodicarbonamid gebildeten Gruppe umfaßt.
12. 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.
13. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das nitrierte Kohlenhydrat Nitrocellulose ist.
14. Zusammensetzung nach mindestens einem der Ansprüche 1,8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß
das nitrierte Kohlenhydrat einen Weichmacher enthält, dessen Anteil 25% des Gesamtgewichts des
nitrierten Kohlenhydrats nicht übersteigt.
15. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der metallische Bestandteil unter Aluminium und Magnesium ausgewählt ist.
16. Zusammensetzung nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Kunststoffbindemittel enthält, das in
einem Anteil von weniger als 8% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorliegt.
17. Zusammensetzung nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Färbemittel und/oder einen
Zersetzungskatalysator enthält.
18. Verwendung der pyrotechnischen Zusammensetzungen
nach einem der vorhergehenden Ansprüche in bzw. zur Herstellung von pyrotechnischen
Mitteln.
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---|---|---|---|
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ID=9157485
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DE2629949A Expired DE2629949C3 (de) | 1975-07-03 | 1976-07-02 | Pyrotechnische Zusammensetzung für Leucht- und Antriebszwecke und ihre Verwendung |
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