DE2819850C2 - Pyrotechnischer Nebelsatz - Google Patents

Description

Theorie und Technik der natürlichen Nebelbildung, und insbesondere der künstlichen Nebelerzeugung, werden in kurzer und umfassender Weise in TECHNIK UND VERSORGUNG 1970, Seiten 63 bis 68 erörtert. Neben den verschiedensten Mitteln und Wegen zur Erzeugung von künstlichem Nebel oder Rauch, nämlich zur Sichthemmung, werden dort auf den Seiten 65 bis 67 unter der Gruppe der pyrotechnischen Nebel auch Chlorkohlenwasserstoff-Metall-Nebelsätze und Phosphor-Nebelsätze beschrieben. Eine spezielle Art der Chlorkohlenwasserstoff-Metall-Nebelsätze sind solche, die als Metall Zinkstaub enthalten, wobei ein Teil dieses Zinkstaubs gegebenenfalls auch durch Zinkoxid ersetzt sein kann und als Reaktionsbeschleuniger geringe Mengen weiterer Metallpulver, beispielsweise Aluminiumpulver, vorhanden sind. Entsprechende Nebelsätze gehen auch aus GB-PS 127 031 und MODERN PYROTECHNICS von Dr. H. Ellern 1961, Seite 2/7. hervor. Als Chlorkohlenwasserstoff wird dabei in der Regel Hexachloräthan bevorzugt. Neben Zinkpulver und gegebenenfalls Zinkoxidpulver können derartige Nebelsät/e zusätzlich zu Aluminiumpulver oder statt dessen auch noch geringe Mengen an pulverförmigem Silicium, Titan, Eisen und/oder Magnesium enthalten, wobei gegebenenfalls ferner auch noch kleine Mengen an üblichen Metalloxidpulvern, wie pulverförmigem Mangandioxid, Kupferoxid oder Eisenoxid, vorhanden sein können. Die Phosphor-Nebelsätze enthalten neben rotem Phosphor in der Regel auch noch andere Zusätze, wie Metallpulver, beispielsweise Magnesiumpulver; Metalloxide, wie Mangandioxid oder insbesondere Kupferoxid, oder auch Nitrate, wie Kaliumnitrat oder Bariumnitrat

Aus DK-PS 8 87128 ist ein Räuchermittel zur Bekämpfung von Ungeziefer bekannt, bestehend aus einer sich verflüchtigenden, die Schädlinge vernichtenden Verbindung sowie Guanidinnitrat und einem dessen exotherme Zersetzung fördernden Stoff, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der die Zersetzung steigernde Stoff ein Polynitrophenol oder ein Polynitrosophenol ist Beispielsmäßige Mittel dieser Art enthalten einen überwiegenden Anteil an Guanidinnitrat (67 bzw. 65%), 4,6- Dinitro-o-kresol bzw. Dinitroresorcin (18 bzw. 15%) als Schädlingsvernichtungsmittel und a,«-Bis(p-chlorphenyl)-0J?,/}-trichloräthan bzw. y-Hexachlorcyclohexan (15 bzw. 20%). Durch die Verwendung von Chlorkohlenwasserstoffen soll anscheinend eine starke Rauchentwicklung erreicht werden. Über

2^r> den Zweck des in diesem Räuchermittel vorhandenen Guanidinnitrats wird zwar nichts ausgeführt, doch sollte durch dessen Verwendung offensichtlich durch die bei seiner thermischen Zersetzung entstehenden Gase eine Verflüchtigung der übrigen Komponenten bewirkt

so werden. Metallpulver und weitere Komponenten, wie sie bei pyrotechnischen Nebelsätzen üblich sind, sind in diesem Räuchermittel zwangsläufig überhaupt nicht vorhanden, und ein solches Mittel würde sich bereits wegen seiner Giftigkeit nicht als Nebelsatz eignen.

Vi Die oben abgehandelten pyrotechnischen Nebelsätze auf Basis von Chlorkohlenwasserstoffen, insbesondere Hexachloräthan, und Metallpulver, insbesondere Zinkpulver, oder auf Basis von rotem Phosphor zeichnen sich zwar durch eine an sich ausreichend hohe Nebelleistung mit guter Deckkraft aus, haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht im an sich gewünschten Ausmaß untoxisch sind. Bei der Vernebelung derartiger Nebelsätze entstehen nämlich Chlorwasserstoff oder Phosphorpentoxid, die bei ihrer Einatmung zu schweren Vergiftungserschei-

4^r) nungen führen können. Es kam daher hiermit auch schon zu tödlichen Unfällen, und zwar insbesondere dann, wenn Nebelsätze auf dieser Basis in mehr oder weniger geschlossenen Räumen und/oder unter Bedingungen eines zu geringen Feuchtigkeitsangebotes

w abgebrannt wurden. Da ein Nebel jedoch ausschließlich zu Tarnzwecken dient, soll er grundsätzlich ungiftig sein. Dieses Erfordernis erfüllen Nebelsätze auf Basis von Chlorkohlenwasserstoffen und Metallpulver wegen des bei ihrer Vernebelung entstehenden Chlorwasserstoffs

τ> nicht, und entsprechendes gilt auch in etwas abgeschwächter Form für die Nebelsätze auf Basis von rotem Phosphor, bei deren Vernebelung Phosphorpentoxid gebildet wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die

mi oben diskutierten bekannten Nebelsätze auf Basis von Chlorkohlenwasserstoff und Metallpulver oder auf Basis von Phosphor so zu modifizieren, daß sie bei wenigstens gleich guter oder sogar erhöhter Nebellcistung nicht mehr toxisch sind, wobei sich natürlich

hi kostenmäßig im wesentlichen keine Verschlechterung ergeben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nun in der in den Ansprüchen gekennzeichneten Weise gelöst.

Das zu diesem Zweck verwendete Guanidinnitrat hat die Formel

NH,

HN=C

HNO₃

NH,

Es zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß es eine energiereiche und sauerstoffhaltige Verbindung ist, die in den Ablauf der Nebelbildungsreaktion exotherm, und somit reaktionswärmeli:efemd, eingreift und dabei zugleich Reaktions- bzw. Zersetzungsprodukte ergibt, die die bei der Vernebelung von Nebelsätzen der genannten Art freiwerdenden Säuren (Salzsäure und Phosphorsäure) neutralisiert Diese Stoffe können somit ihre toxische Wirkung nicht mehr entfalten, so daß die entstehenden Nebel in bezug auf ihren Säuregrad untoxisch sind. Die Tatsache, daß es sich beim Guanidinnitrat nicht nur um ein die freiwerdenden Säuren neutralisierendes, sondern zugleich energielieferndes Mittel handelt, bringt zwangsläufig den äußerst erwünschten Effekt mit sich, daß durch dessen Verwendung auf den sonst bei derartigen Nebelsätzen unbedingt notwendigen Zusatz an Reaktionsbeschleunigern, bei denen es sich vor allem um energiereiche Metallpulver, wie insbesondere Aluminiumpulver bzw. Magnesiumpulver handelt, oder die beispielsweise auch energiereiche Metalloxidpulver oder sonstige Sauerstoffspender sein können, in der Regel ganz verzichtet werden kann. In gewissen Fällen können solchen Guanidinnitrat enthaltenden erfindungsgemäßen pyrotechnischen Nebelsätzen gewünschtenfalls jedoch auch derartige übliche Mittel in geringer Menge zugesetzt werden. Wesentlich allein ist jedoch die Gegenwart einer für den angegebenen Zweck ausreichenden Menge an Guanidinnitrat. Der erfindungsgemäße Nebelsatz kann somit entweder nur aus einem geeigneten Chlorkohlenwasserstoff, Metallpulver und Guanidinnitrat oder nur aus rotem Phosphor und Guanidinnitrat in jeweils dem gewünschten Zweck entsprechenden wohlabgewogenen Mengenverhältnissen bestehen. Alle sonstigen Zusätze sind im Rahmen des fachmännischen Könnens liegende, nicht unbedingt erforderliche Eventualmaßnahmen von mengen- und wirkungsmäßig relativ untergeordneter Bedeutung.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen pyrotechnischen Nebelsatzes basiert auf a) einem Chlorkohlenwasserstoff und einem Metallpulver und enthält als Reaktionsbeschleuniger Guanidinnitrat.

Als Metallpulver lassen sich dabei Zinkpulver, Aluminiumpulver, Titanpulver oder Siliciumpulver verwenden, wobei Zinkpulver besonders bevorzugt wird. Der Einsatz der anderen soeben genannten Metallpulver ergibt in der Regel eine so hohe Reaktionswärme, daß das als Neutralisationsmittel dienende Guanidinnitrat ohne Bildung des zur Neutralisation erforderlichen Ammoniaks zerstört wird. Bei Verwendung solcher Metallpulver muß man die für den Ablauf der Neutralisationsreaktion erforderliche Reaktionstemperatur daher durch Zusatz geeigneter Mittel einstellen, und hierzu sind in erster Linie Zinkoxid oder Titandioxid geeignet.

Als Chlorkohlenwasserstoffe lassen sich hierbei im Prinzip alle bei derartigen Nebelsätzen üblichen Chlorkohlenwasserstoffe verwenden, beispielsweise gesättiete aÜDhatische Chlorkohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Tetrachloräthan oder Hexachloräthan, oder auch aromatische Chlorkohlenwasserstoffe wie Pentachlorbenzol oder Hexachlorbenzol. Tetrachlorkohlenstoff und Hexachloräthan werden hiervon bevorzugt, wobei insbesondere Hexachloräthan verwendet wird.

Die Menge an Chlorkohlenwasserstoff reicht im allgemeinen, bezogen auf die Bildung an Metallchlorid aus dem jeweiligen Metall, von etwa der stöchiometrisch erforderlichen Menge bis zu einem etwa 15prozentigen Oberschuß.

Die Menge an Guanidinnitrat macht im allgemeinen wenigstens etwa ein Mol auf drei Chloratome im Chlorkohlenwasserstoff aus. Eine bestimmte Menge des Metallpulvers, beispielsweise des Zinkpulvers, kann auch durch reaktionsmildernde Metalloxidpulver, beispielsweise durch Zinkoxidpulver ersetzt sein, wodurch sich die Reaktionszeit steuern läßt Im allgemeinen können bis zu 40 Gew.-% der Menge an Zinkstaub durch Zinkoxid ersetzt sein. Vorzugsweise sind 10 bis 40 Gew.-%, und insbesondere 20 bis 30 Gew.-%, des Zinkstaubs durch Zinkoxid ersetzt. Das Zinkoxid kann auch ganz oder teilweise durch andere Metalloxidpulver ersetzt sein, beispielsweise durch Kupferoxid, Eisenoxid,

r, Mangandioxid oder Titandioxid. Neben Zinkpulver können auch geringe Mengen anderer üblicher Metallpulver vorhanden sein, beispielsweise pulverförmiges Silicium, Titan, Aluminium, Eisen oder Magnesium und deren Legierungen.

j« Die Menge an Guanidinnitrat macht im allgemeinen etwa 36 bis 46 Gew.-°/o des gesamten Nebelsatzes aus.

Sie liegt vorzugsweise bei etwa 31 bis 41 Gew.-%, und beträgt insbesondere etwa 36 Gew.-%.

Ein besonders bevorzugter Nebelsatz auf Basis von

j-, Chlorkohlenwasserstoffen und Metallpulver enthält etwa 34 Gew.-% Hexachloräthan, etwa 22 Gew.-% Zinkpulver, etwa 8 Gew.-% Zinkoxid und etwa 36 Gew.-% Guanidinnitrat.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Kupferoxid pyrotechnischer Nebelsatz, der auf b) rotem Phosphor basiert und ferner Guanidinnifrat enthält. Im allgemeinen sind neben rotem Phosphor als Rest etwa 30 bis 50 Gew.-% Guanidinnitrat, vorzugsweise etwa 35 bis 45 Gew.-% Guanidinnitrat, und insbesondere etwa 40 Gew.-% Guanidinnitrat vorhanden. Nebelsätze dieser Art können gegebenenfalls auch übliche Bindemittel enthalten, beispielsweise in einer Menge von bis zu etwa 25 Gew.-%.

Neben den bei einem derartigen Nebelsatz unbedingt

^r,ii erforderlichen Komponenten, nämlich rotem Phosphor und Guanidinnitrat können genauso wie den Nebelsätzen auf Basis von Chlorkohlenwasserstoffen, Zinkpulver und Guanidinnitrat gegebenenfalls auch noch geringe Mengen anderer üblicher reaktionsregulierender Mittel

M vorhanden sein, wie sie bereits oben im Zusammenhang mit dem Nebelsatz auf Basis von Chlorkohlenwasserstoffen und Zinkpulver diskutiert wurden, und als solche Mittel kommen Metallpulver von Zink, Magnesium, Aluminium, Titan oder Metalloxidpulver, wie Kupfer-

w) oxid oder Mangandioxid, in Frage. Ferner können derartige Nebelsätze auch geringe Mengen üblicher Sauerstoffspender als reaktionsregulierende Mittel enthalten, wie Kaliumnitrat oder Bariumnitrat. Ein besonders bevorzugter pyrotechnischer Ncbelsatz auf

h^ri Bn 's von rotem Phosphor enthält etwa 60 Gcw.-% ri> η Phosphor und etwa 40 G?w.-% Guanidinnitrat.

Ein Teil des roten Phosphors kann bei Nebelsätzcn dieser Art auch durch einen Chlorkohlenwasserstoff

ersetzt sein, beispielsweise durch Hexachloräthan, und ein derartiger Nebelsatz enthält beispielsweise 66 Gew.-% roten Phosphor, 40 Gew.-% Guanidinnitrat und 4 Gew.-% Hexachloräthan.

Die erfindungsgemäßen Nebelsätze werden mit üblichen Anzündsätzen gezündet.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert

Beispiel 1

Nebelsatz auf Basis von Hexachloräthan und Zinkpulver

Zur Bildung eines Nebelsatzes werden folgende Komponenten gründlich miteinander vermischt:

34 Gew.-% Hexachloräthan, 22Gew.-% Zinkpulver,
8Gew.-% Zinkoxid,
36 Gew.-°/o Guanidinnitrat.

Beispiel Nebelsatz auf Basis von rotem Phosphor

Zur Bildung eines Nebelsatzes auf Basis von rotem Phosphor vermischt man folgende Komponenten gründlich miteinander:

60 Gew.-% roten Phosphor und 40 Gew.-% Guanidinnitrat

Beispiel Nebelsatz auf Basis von rotem Phosphor

Es werden folgende Komponenten gründlich miteinander vermischt:

56 Gew.-°/o roter Phosphor, 40 Gew.-% Guanidinnitrat, 4Gew.-% Hexachloräthan.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Pyrotechnischer Nebelsatz auf Basis von

a) Chlorkohlenwasserstoffen und einem Metallpulver oder

b) rotem Phosphor, der teilweise durch einen Chlorkohlenwasserstoff ersetzt sein kann,

und gegebenenfalls mit geringen Mengen üblicher reaktionsregulierender Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner Guanidinnitrat enthält

2. Nebelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß a) die Menge an Chlorkohlenwasserstoff, bezogen auf die Bildung an Metallchlorid aus dem jeweiligen Metall, von etwa der stöchiometrisch erforderlichen Menge bis zu einem etwa 15%igen Überschuß reicht

3. Nebelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß a) die Menge an Guanidinnitrat wenigstens etwa ein Mol auf drei Chloratome im Chlorkohlenwasserstoff ausmacht.

4. Nebelsatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 34 Gew.-% Hexachloräthan, etwa 22 Gew.-% Zinkpulver, etwa 8 Gew.-°/o Zinkoxid und etwa 36 Gew.-% Guanidinnitrat enthält

5. Nebelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß er gemäß b) roten Phosphor und 30 bis 50 Gew.-% Guanidinnitrat enthält

6. Nebelsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er roten Phosphor und 35 bis 45 Gew.-% Guanidinnitrat enthält.

7. Nebclsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 60 Gew.-% roten Phosphor und etwa 40 Gew.-% Guanidinnitrat enthält.

8. Nebelsatz nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er bis zu 25 Gew -% eines üblichen Bindemittels enthält.