DE2826463A1

DE2826463A1 - Eingedickter waessriger schlammsprengstoff

Info

Publication number: DE2826463A1
Application number: DE19782826463
Authority: DE
Inventors: Joseph Francis Mclean Craig
Original assignee: Canadian Industries Ltd
Current assignee: PPG Architectural Coatings Canada Inc
Priority date: 1977-06-23
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1979-01-11
Also published as: AU3684678A; FR2395241A1; GB2000115A; NZ187364A; US4130449A; SE7806277L; BR7803863A; IN148564B; NO144701B; SE442863B; ZA783087B; BE868328A; AU514514B2; NO144701C; NO782172L; GB2000115B; MX147740A; CA1071875A

Description

PATENTANWALT ΐ 5, JUHJ 1978

DRi RICHARD KNEISSL

Wictenimyastr. 45 2826463

D-8000 MÜNCHEN 22 Tel. 089/295125

Mappe 24 431

CANADIAN INDUSTRIES LIMITED Montreal, Quebec / Kanada

Eingedickter vräßriger Schlanmsprengstoff

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-l_y_.-S._c _h r e i b u η g

Die Erfindung bezieht si el: auf gelierte oder eingedickte wäßrige Schiarmsprengstoffe mit verbesserten rheologischen Eigenschaften. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eingedickte Schlamm-Sprengstoffe, die als SenciMlisierungsmittel ein wasserlösliches organisches Nitrat, wie z.B. Äthylenglycolmononitrat, enthalten.

_;iiigeiickt3 wäßrige Schlar.:r.spr-2ngstoffe, die als Sensibilisatoren lösliche organische Nitrate einhalten, sind beispielsweise in den US-PSen 3 409 434. 3 451 155, 3 401 0o7 und 3 653 992 beschrieben. In all diesen Patentschriften enthält der Schlammsprengstoff als wesentlichen Bestandteil einen Eindicker oder ein Gelierungsmittel, uia eine Abscheidung oder Ausfällung der Bestandteile zu verhindern, um Gemische zu erzielen, cie leichter in feste, formhaltige Patronen verarbeitet und verpackt v/erden können, und um Wasserbeständigkoitseigensch£.fte:i zu erzielen, die erforderlich sind, wenn die Sprengstoffe in einer nassen Umgebung verwendet werden. Diese Eindicker cder Celierungsaittel sind im allgemeinen Materialien, wie Arabiengumni, Agar-Agar, Irisch-Koos, JohannisbrotbohneiT-, Tamarind-, Psyllun- oder Guargunnii, Stärken, Hydroxyäthylcellulose und hydrophile Vinylpolymors, wis z.T.. Polyacrylaniid. Der an meisten in Schaunspreiigstoffen A^er^-rendete Eindicker ist Guargummi, ein --Iaterisl, das in selbst-komploxierenden L""crr.3ii (wobei ein Vcmetzur.gnrittel 3ing:;arbeitet wird) oder in nichV.->cr:plexi&r-3nden ?orn:on (die k3in Veriietzungsnittel enthalten) hergsstellt werdsn kann. ".*enn c.ie nicht-komplexicrende Form verwendet wird, dann werden iri allgemeinen kleine Mengen eines her-Ic crmlichen Vc-rnetziongsrrdttels, wie z.B. Borax oder Kaliunpyroantir.onat, eingearbeitet, um ein festeres oder stärkeres Gel zu erziele.:!. In der Sprar.gstoffindustrie wird es im allgemeinen bevorzugt, dio nicht-komplexierende Form des Eindickers zu verwenden, dariit die Eigenschaften des Gemischs leichter kontrolliert warden können, und zwar insbesondere im Hinblick auf den erwünschten E'estigkeitsgrad. Je nach der vorgesehenen Anwendung des SchlaroTisprengstoffs und dem verwendeten Herstellungsverfahren

809882/0769 BAD ORIGINAL,

kann die Dickflüssigkeit oder der Gelatinisierungsgrad von einer leicht fließbaren Konsistenz bis zu einen sehr festen, gummiartigen Gel reichen. Diese Eigenschaften ergeben sich größtenteils aus der Menge und der Art des verwendeten Gelierungsmittels. Bei der Herstellung von Schlammsprengstoffen, die lösliches organisches Nitrat als Sensibilisator enthalten, werden besondere Probleme angetroffen, da die üblicherweise in den meisten Schlammsprengstoffen verwendeten Gelierungsnittel im allgemeinen unwirksam sind oder unverhältnismäßig langsam ihre Aktivität entfalten, so daß sie für diesen Zweck unbrauchbar sind. Dieser Nachteil ist der Einwirkung des gelösten organischen Nitrats auf die Lösung zuzuschreiben, da das gelöste organische Nitrat die Hydratation des Eindickers verhindert oder hemmt. Es hat sich im allgemeinen gezeigt, daß in Anwesenheit von löslichen organischen Nitraten die sogenannten modifizierten Guargummis, nämlich hydroxyäthyl- und hydroxypropylmodifizierten Guarguinmis, als Eindicker am wirksamsten sind und bevorzugt werden. In der Tat sind in einigen Zusammensetzungen diese modifizierten Guargunmis die einzigen Eindicker, die mit Erfolg verwendet werden können.

Cheniiscli gesehen ist Guargummi ein Galactomannan oder, anders ausgedrückt, ein hochmolekulares Kohlehydratpolymer oder Polysaccharid, das sich aus Mannose- und Galactoseeinheiten zusammensetzt, welche in der Weise miteinander verbunden sind, wie dies in der folgenden Strukturformel gezeigt ist.

CHaOR

CH₂OH

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Bei Standardguargumril oder unmodifiziertem Guargunni besteht R aus Wasserstoff. Bei hydroxyäthylmodifiziertem Guargummi besteht R aus CH₂CHpOH, wobei die Anzahl der Mole der Substituenten R je Galactomannaneinheit von ungefähr 0,7 bis ungefähr 1,3 variieren kann. Bei hydroxypropylmodifiziertem Guargummi besteht R aus CH₂CH(CH₅)OH, wobei die Anzahl der Hole der Substituenten R von ungefähr 0,35 bis ungefähr 0,45 variieren kann.

Wenn mit löslichen organischen nitraten sensibilisierte Schlammsprengstoffe mit Hilfe von Ilydroxyäthylguargummi oder Hydroxypropylguargummi eingedickt werden, dann zeigt sich, daß sehr rasch sehr hohe Viskositäten erreicht werden. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung, da der gemischte Schlammsprengstoff nach dem Mischen verhältnismäßig rasch abgepackt werden muß. Jede Verzögerung kann ein Gemisch ergeben, das für die weitere Handhabung in herkömmlichen Verpackungsmaschinen zu viskose ist. Wenn die verwendete Menge Eindicker verringert wird, um die geeigneten niedrigen Viskositäten für eine leichte Verpackung zu erzielen, dann bleibt der Schlammsprengstoff im allgemeinen zu weich, was eine schwache Patrone oder Packung ergibt, die sich schlecht lagern läßt und die bei Sprengvorgängen schwierig zu handhaben ist. Das elastische Verhalten des Gels ergibt oftmals Packungen, die nach dem Verschließen bersten. Außerdem ist die Stopfbarkeit in Bohrlöchern solcher Patronen verschlechtert. In der Industrie wurde seit langem zur Überwindung der obigan Schwierigkeiten ein Eindicker für die Verwandung bei mit organischer, nitraten sensibilisierten Schlammsprengstoffen gesucht, der ein Produkt liefert, das leicht gemischt werden kann und mehrere Stunden fließbar und pumpbar bleibt, so daß ein leichtes Verpacken möglich ist, aber eine feste und stopfbare Patrone oder Bohrlochladung ergibt. Es wurde nunmehr gefunden, daß dieses Ziel dadurch erreicht v/erden kann, wenn man als Eindicker in einem mit einem organischen Hitrat sensibilisierten Schlanmsprengstoff ein ausgev70ger.es Gemisch aus hydroxypropylmodifiziertem Guargummi und unmodifiziertem Guargummi verwendet.

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Es wurde gefunden, daß durch die Verwendung eines Gemischs aus unmodifiziertem Guargummi und hydroxypropylmodifiziertem Guargummi ein unerwarteter synergistischor Effekt bei Schlammsystemen erhalten wird, die als Sensibilisator ein organisches Nitrat enthalten, da die endgültige Gelfestigkeit der Zusammensetzungen nach dem Verpacken wesentlich größer ist als die Gelfestigkeit ähnlicher Zusammensetzungen, die als Eindicker entweder modifizierten Guargummi oder unmodifizierten Guargummi alleine enthalten. Es wurde weiterhin gefunden, daß dieser Synergismus beschleunigt wird, wenn Calciumnitrat als oxidierendes Salz in Schlammsprengstoff anwesend ist.

Bei der Herstellung und beim Abpacken von Schlammsprengstoffen wird von der Sprengstoffinäustrie bei der Herstellung von Patronen mit kleinem Durchmesser ein dünnwandiges Kunststoffilmrohr verwendet, das an jedem Ende verschlossen ist und den Schlammsprengstoff enthält. Diese Patronen werden mit Hilfe einer speziell angepaßten Wurstspritze hergestellt, wobei der Schlammsprengstoff unter Druck in das ilunststoffilmrohr extrudiert wird, welches anschließend verschlossen wird. Da dieser Extrusionsprozeß normalerweise dadurch ausgeführt wird, daß durch Einblasen oder Einpumpen des Schiammsprengstoffs ein Druck ausgeübt wird, ist es nötig, den Druck zu beschränken, um die Gefahren zu verringern, welche mit diesem I-Isrstellungsproze3 verbunden sind, und um in einigen Fällen die Sprengeigenschaften dar Zusammensetzungen zu bewahren. Dieses Verfahren erfordsr'c im allgemeinen Arbeitsdrücke im Bereich von 1,4 bis 7 atü, wobei der letztere Vert der obere Grenzwert ist. Diese Beschränkung macht es erforderlich, daß der Schlammsprengstoff wShrsnd das Abpackens ausreichend fließfähig ist, um Gefahren zu vermeiden, die bsi übermäßigen Drücken auftreten, aber nach dem Abpacken eine charakteristische steife, feste, gallertartige Zusammensetzung darstellt, so daß die Patronenform beibehalten wird und daß ein leicht handhabbares Produkt erzielt wird, das während einer längeren Lagerung seine Form nicht verliert. Die Verwendung von gemischten Guargummis und von gegebenenfalls Calciumnitrat gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung eines mit einem organischen Nitrat sensibilisierten Schlammsprengstoffs,

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der während der Misch- und Abpackoperationen flüssig und pumpfähig bleibt, aber innerhalb eines Tages nach dem Abpacken eine hohe Gelfestigkeit ergibt und der Patrone die nötige Starrheit verleiht.

Um Schlammsprengstoffe mittels einer herkömmlichen Patronenfüllraaschine der ^T.iurstsprit2entype bei sicheren Brücken von weniger als 7 atü (ohne die Anwendung von Wärme zur Viskositätserniedrigung, was natürlich HersteHungsgefahren mit sich bringt) zu bearbeiten und abzupacken, wurde festgestellt, daß die unbelüftete, eingedickte flüssige Phase des Schlanmsprengßtoffs, wie z.B. diejenige ■von Beispiel 1, eine "scheinbare" Viskosität von nicht mehr als ungefähr 200000 Centipoise aufweisen sollte. Der Ausdruck "scheinbare" Viskosität wird im Hinblick auf das pseudo-plastische, nicht-Uewton'sche Verhalten dieser Gele verwendet. Dieses Verhalten ergibt Viskositätsnessungen, die von der Schergeschwindigkeit, ausgedrückt in Umdrehungen je rain des IleßinstrumDiits, abhängig sind. Ausgedrückt als Ablesung an einen 3rookfield-RVT-Viskosimeter unter Verwendung einer Spindel ITr. 6 bei 5 U/min, entsprechen 200000 Centipoise einer Ablesung von 100.

Ziel der Industrie ist die Schaffung von Schlammsprengstoffen, deren flüssige Phase während des Kisehens und Abpackens eine scheinbare Viskosität von nicht mehr als 100 (Brookfield) (im allgemeinen ungefähr 60 min lang) aufweist, worauf die Viskosität dann bis 2u eir.er hohen Gelfestigkeit und Starrheit der Patrone steigt^ Die gewünschten hohen GsIf sstigkeiteii entsprechen scheinbaren Viskositäten der flüssigen Phasen von mehr als 5000000 Centipoise. Ausgedrückt als Ablesung an einem Brookfield-Helipath-Viskosimeter (unter Verwendung der T-Bar-F bei 1 U/min) entsprechen 5000000 Centipoise einer Ablesung von 50.

Die erfindungsgenäßen Zusammensetzungen enthalten ein oder mehrere anorganische sauerstoffabgebende Salze, die in einer wäßrigen PJiase gelös" sind, zusammen mit einem Sensibilisator, einen Brennstoff, einem Eindicker und einem Vernetzer. Typische solche oxidierende Salze sind Ammonium-, Natrium- und Calcium-

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nitrate und .Ammonium-, Natrium- und Calciumperchlorate oder Gemische davon. Im allgemeinen bestehen ungefähr 30 bis 75 Gew.-% des gesamten Schlammsprengstoffs aus oxidierendem Salz. Vorteilhafterweise können bis zu 27 Ge\T.-% des gesamten oxidierenden Salzes aus Calciumnitrat bestehen, dessen Anwesenheit das Eindickungsverhalten der gemischten Guargummis verbessert. Der wesentliche Wasserbestandteil liegt im allgemeinen in einer Ilenge von ungefähr 7 bis 25 Gew.-/S vor, wobei die tatsächliche Henge von der Anwesenheit anderer flüssiger Bestandteile abhängt. Feste oder flüssige Brennstoffe sind in geeigneter Weise in einer Henge bis zu 40 Gev;.-?o vorhanden. Es kann sich uri flüssige Brennstoffe, wie z.3. Alkohol oder Glycol, oder um feste Brennstoffe, wie z.B. teilchenförnige kohlenstoffhaltige Materialien, wie z.B. Kohle, Gilsonit, Aluminium oder andere Leichtmetallteilchen, handeln. Das wesentliche als Sensibilisator verwendete lösliche organische iJitrat, welches praktisch vollständig in der wäßrigen flüssigen Phase gelöst ist, kann irgendein als Sensibilisator bekanntes organisches Nitrat sein. Beispiele hierfür sind die Niederalkylaminnitrate, wie z.B. Ilethylaminnitrat und Äthylaminnitrat, die Alkanolaminniträte, wie z.3. Äthanolaminnitrat und Propanolaminnitrat, andere Salze auf Stickstoffbasis, wie z.B. Athylendiamindinitrat, Harnstoffnitrat und Anilinnitrat, und die Eydroxyall<ylniträte, wie z.B. Äthylenglycolmononitrat und Propi'lenglycolmononitrat. Die letzteren werden besonders bevorzugt, da sie leicht in wäßrigen Lösungen von anorganischen Salzen löslich sind. Im allgemeinen werden 10 bis 31 Gew.S-o Sensibilisator verwendet. Der ^wesentliche Eindicker aus gemischten Guargumnis liegt in einer I-ienge von 0,2 bis 2,0 Gew.-Jo, vorzugsweise von 0,4 bis 1,6 Gew.-2o, der gesamten Zusammensetzung vor. Dieses Sindickergemisch enthält von 15 Gew.-?S eines modifizierten Guargummis und 85 Gew.-?£ eines unmodifizierten Guargummis bis zu 35 Gew.-So eines modifizierten Guargummis und 15 Gew.-?o eines unmodifizierten Guargummis. Ein Vernetzer kann in einer Menge bis zu ungefähr 1,0 Gew.-5^, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, anwesend sein.

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Die folgenden Beispiele und Tabellen zeigen die einzigartigen synergistischen Eigenschaften des Gemischs aus modifizierten und unmodifizierten Guargummis, wenn sie als Eindicker in Schlammsprengstoffen verwendet werden, die mit Hilfe von löslichen organischen Nitraten sensibilisiert sind. Sie zeigen weiterhin den besonderen Effekt von Calciumnitrat bei der Beschleunigung des Synergismus.

Beispiel 1

Drei typische flüssige Phasen von mit organischem Nitrat sensibilisierten Aufschlämmungen wurden hergestellt, wobei Standardaufschlämmungsmischverfahren gemäß den weiter unten stehenden Formulierungen verwendet wurden. Die Mengen sind in Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung angegeben.

Zusammens etzung ABC

Äthylenglycolmononitrat '	25,96	31,07	23,00
Ammoniumnitrat	32,15	37,26	32,75
Natriumnitrat	3,15	3,74	9,00
Calciumnitrat	15,14	-	13,20
¥asser	19,57	23,40	15,00
Äthylenglycol	2,35	2,85	3,80
Eindicker	1,60	1,60	1,50
oberflächenaktive- Mittel	-	-	1,00
Kaliumpyroantimonat (Vernetzer)	0,03	0,08	0,09
Kreide	_	_	0,60

1) enthält 90?ä ÄGMN plus 10% Mischung aus Diäthylenglycolmononitrat" und Diäthylenglycol

Die obigen Zusammensetzungen können in vollständige Schlammsprengstoffe überführt werden, indem weiteres festes Material zugesetzt wird, d.h. also ein zusätzliches oxidierendes Salz, wie z.B. Ammoniumnitrat und/oder zusätzlicher Brennstoff, wie z.B.· pulverisierte Leichtmetalle oder kohlenstoffhaltiges Bestandteile.

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Die obige Zusammensetzung A wurde ait verschiedenen Eindickern hergestellt, die alleine oder in Kombination verwendet wurden, wie dies in der folgenden Tabelle I gezeigt wird. Die scheinbaren Viskositäten, ausgedrückt als Ablesungen auf einem Brookfield-RV^-Viskosimeter unter Verwendung der Spindel Nr. 6 bei 5 U/min, sind während der normalen Periode des Mischens und Abpackens, d.h. bis zu 60 min, gezeigt.

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	A1	Tabelle I	A3	A4	mm	4	A5	1	A6	4	A7	8	A8	A9	A10	¹^ \
Eindickerzusammensetzung, Gew.-%	1,6	A2	0,8	0,8		11	0,8	8	0,8	9	0,8	15	-	-	-
Hydroxypropylguargummi '	-	-	0,8	-	23	-	19	-	15	-	29	-	0,8	0,8	I
unmodifizierter Guargummi	-	1,6	-	0,8	27	-	21	-	19	-	42	-	-	-
Tapiokastärke	-	-	-	-		-		-		0,8·		1,6	0,8	-
Hydroxyätliylguargummi '	-	-	-	-	0,8	-	-	-	-	-
Maisstärke	-	-	-		-	0,8	-	-	-
Psylliummehl	-	-	-	-	-	-	-	-	0,8
HydroxyUthylguargummi '		-
Viskosität (Brookfield)	14		3	3	1	2
Zeit, min 10	31	1	10	7	3	4
20	60	2	24	16	8	10
40	78	4	34	29	15	19
60	8

1) Hole Substituenten je Molekül =0,35 bis 0,45

2) " " " " = 0,9 bis 1,3 .

3) " » » " = 0,7 bis 1,0

Eine Überprüfung der in Tabelle I angegebenen Resultate ergibt die folgende Information. Bei der verwendeten Eindickermenge, nämlich 1,6 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, dickte die Zusammensetzung A1, die Hydroxypropylguargummi enthielt, allzu schnell ein, so daß eine sichere Patronenherstellung nicht möglich war. Unmodifizierter Guargummi (Zusammensetzung A2) ergibt keine wesentliche Eindickung. Gemische aus Hydroxypropylguargummi mit unmodifiziertem Guargummi (A3), mit Tapiokastärke (A4), mit Maisstärke (A5) und mit Psylliumnehl (Αβ) ergeben Viskositäten, die wesentlich kleiner sind, als sie erhalten v/erden, wenn Hydroxypropylguargummi alleine verwendet wird. Ein Gemisch aus Hydroxypropylguargummi und Hydroxyäthylguargummi (A7) ergibt ebenfalls eine verringerte Viskosität, jedoch nicht so ausgeprägt wie bei der Zusammensetzung A3.

Beispiel 2

Eingedickte flüssige Phasen der Aufschlämmungszusammensetzungen von Beispiel 1, die verschiedene Eindicker oder Eindickerkombinationen enthielten, wurden wahrend Perioden bis zu 15 Tagen nach dem Mischen und Abpacken in Patronen auf ihre Viskosität (Brookfield-T-Bar-F bei 1 U/min) untersucht, um die abschließende Festigkeit des entwickelten Gels zu bestimmen. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle II angegeben. Die Zahlen beziehen sich auf die Brookfield-Viskosimäber-Ablesungen.

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Tabelle II

Zusammensetzung A enthaltend 1,6% Hydroxypropylguargummji)

enthaltend 1,

unmodifizierten

Guargummi enthaltend 0,8% enthaltend 0,8% enthaltend 0, Hydroxypropyl- Hydroxypropyl- Hydroxypropyl guargummi + 0,3% guargummi + 0,8% guargummi und

Hydroxyäthyl- 0,8% Tapioka

guargummi

unmodifizierten
Guargummi

Tage nach
dem Mischen
1

8 bis 11
15

Tage nach
dem Mischen

1
4

8 bis 11
15

52 59 63 63 Zusammensetzung B -'

31 33 34

27
73
79
80

52
62
65

49
55
65
63

38
38

45
48

33 35 40 38

19 23 24 30

1) enthält 15,14% Calciumnitrat

2) ohne Calciumnitrat

* Zusammenbruch des Gels - keine vernünftige Messung erhältlich

Sine Überprüfung der in Tabelle II angegebenen Resultate ergibt die folgende Information. Bei der verwendeten Eindickermenge, 1,6 Gew.-?o, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, ergibt die Verwendung von Hydroxypropylguargummi mit sowohl der Zusammensetzung A als auch der Zusammensetzung B ein Gel mit guter Festigkeit, das aber, wie in Tabelle I gezeigt ist, zu rasch viskos für ein sicheres Abpacken wird. Sowohl die Zusammensetzung A als auch die Zusammensetzung B ergeben mit Hydroxypropylguargummi/unmodifiziep· tem Guargummi, mit Hydroxypropylguargummi/Hydroxyäthylguargummi, und mit Hydroxypropylguargummi/Tapioka mit der Zeit eine ausreichende Festigkeit, wobei sie, wie sich aus den Resultaten der Tabelle I ergibt, eine verringerte Viskosität während des Verfahrens besitzen. Das bevorzugte Gemisch aus Hydroxypropylguargummi und unmodifiziertem Guargummi ergibt ein Gel mit überlegener Festigkeit, aber mit einer ausreichenden Fließfähigkeit, so daß eine sichere Verarbeitung möglich war (Tabelle I). Es ist weiterhin festzustellen·, daß die erste Gelfestigkeit in der Zusammensetzung A, die Calciumnitrat enthält, beträchtlich erhöht ist. Die Anwesenheit von Calciumnitrat besitzt deshalb den nützlichen Effekt, eine verbesserte Gelfestigkeit mit modifizierten Guargummis zu entwickeln, und zwar sowohl bei einzelner als auch bei kombinierter Verwendung.

Beispiel 3

Aus den Daten der Tabellen I und II geht klar hervor, daß, wenn der Sprengstoffhersteller einmal die Grenzwerte der Viskosität bestimmt hat, unter denen seine Patronenherstellungsnaschine sicher betrieben werden kann, er dann das Verhältnis von Hydroxypropylguargummi zu unmodifiziertem Guargummi verändern kann, um eine optimale Verarbeitungsviskosität und endgültige Gelfestigkeit zu erzielen. Eine Reihe von eingedickten flüssigen aufgeschlämmten Phasen wurden aus der Zusammensetzung C und verschiedenen Mengen und Verhältnissen der gemischten Guargummis hergestellt. Die Viskositäten wurden nach 2 st und 5 Tagen gemessen. Die Resultate sind in Tabelle III angegeben, worin die Zahlen sich auf die

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Brookfield-ViskosinEfcer-Ablesungen beziehen. Die verwendeten Eindickermengen sind in Gew.-%, bezogen auf die aufgeschlämmte flüssige Phase, angegeben.

	unmodifi-	< *	Tabelle	III	Hydroxypropylguargummi	0.8%	0.6%
	zierter Guargummi			1,0%	34
			1,2%	: 56	46 58	32 39
nach 2 st	unmodifi-	nichts	' 82	72 87	70	50
(Verarbei tungsvis kosität)	zierter Guargummi	0,4$ 0,8$	i ι -	^•100	57	_
	1,2$	-	67	68 " 76 ^	50 58
nach 5 Ta-	nichts	I 74 <,	""75 ^ 93	83	"68
(endgülti- ge Gelfe stigkeit)	0,4$ \	I _ j I	> 100
	) 1,2$	ι

Eine Untersuchung der in der Tabelle III gezeigten Resultate zeigt, daß im wesentlichen äquivalente Verarbeitungsviskositäten und im wesentlichen äquivalente Gelfestigkoiten bei verschiedenen Verhältnissen von Guarguninigemischen erhalten werden können. Dies ergibt sich besonders dann, wenn man die im Gelfestigkeitsabschnitt gezeigten Resultate diagonal betrachtet. Wenn beispielsweise eine bestimmte Patronenherstellungsmaschine sich für die Verarbeitung einer Aufschlämmung eignet, deren eingedickte flüssige Phase eine Broolcfield-Viskosität von nicht mehr als 60 aufweist (das ist rechts der gestrichelten Linie in der Tabelle III), dann können 0,3 Gew.-# (bezogen auf die flüssige Phase) Kydroxypropylguargummi und 0,8$ unmodifizierter Guargumni verwendet werden. Alternativ können in Genisch 0,6% Eydroxypropylguargummi und 1,2$ unmodifizferter Guargummi verwendet werden, wobei jedoch eine etwas

schlechtere endgültige Gelfestigkeit erhalten wird.

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Beis-Diel 4

4 eingedickte und vernetzte Schlammsprengstoffe, die verschiedene Mengen der Flüssigphasenzusammensetzungen A, B und C enthielten, wurden mit den in der folgenden Tabelle IV gezeigten Formulierungen hergestellt. Diese Genische wurden Viskositätsmessungen unterworfen. Die Resultate davon sind in Tabelle V angegeben.-

Tabelle IV

Bestandteile	1	Zusammensetzungen	3	4
	46,04	2	54,23	53,64
Ammoniumnitrat	13.90	52,84	14 j 90	13,90
Athylenglycolmononitrat	12,70	14,90	6,0	10 ₇ 0
Natriumnitrat-	7,9	7,3	⁷,⁹	4,0
Calciumnitrat	9,0	7,9	9,0	9,0
Wasser	6,0	9,0		6,0
Aluminiummetall	1.3	V	M
Äthylenglycol			0,8	-
Diäthylenglycol	0,23	V	0,15	0,23
pH-Puffer	O₇ 99	0,23	0,99	0,99
Stabilisatoren	-	0,99	0,70	-
Schwefel	0,9		0,9	0,9
gesamtes Eindickergemisch	0,04	0,9	0,04	0,04
Vernetzer	100	0.04	100	100
	100

Zusammensetzung 1 enthält annähernd

Beispiel 3.

der Zusammensetzung C von

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Zusammensetzung 4 enthält annähernd 54% der Zusammensetzung A

von Beispiel 1.

Zusammensetzungen 2 und 3 enthalten annähernd 57% der Zusammensetzung A von Beispiel 1♦

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Tabelle V

Zusammensetzungen 12 2 3

^^Zusammensetzung des Eindickergemischs:

<■*» Gew.-% modifizierter Guargummi 0,45 0,55 0,65 0,75 0,5 0,75 0,4 0,75

Gew.-% unmodifizierter Guargummi 0,45 0,35 0,25 0,15 0,4 0,15 0,5 0,15

Scheinbare Verarbwitungsviskosität der flüssigen Phase:

(RVT, Spindel Nr. 6 bei 5 U/min) 60 min 49 68 82 96

(Zusammensetzung C) 120 min 58 81 ------

¹ Scheinbare Verarbeitungsviskosität des Schlammsprengstoffs:

*" (RVT, T-Bar-F bei 2,5 U/min) 60 min 20 - - - 23 - 16 1 gemessener Verarbeitungsdruck (atü):

bei 60 bis 70 min - 2,55 3,58 4,96 2,92 3,50 -

bei 120 » 150 " 4,23 4,23 4,45 - 4,33 3,80 3,65 5,84

Endgültige Gelfestigkeit der flüssigen Phase:

(Helipath, T-Bar bei 1 U/min) 5 Tage 76 79 81 82

Endgültige vernetzte Gelfestigkeit des Schlammsprengstoffs:

(Helipath, T-Bar 0,194 bei 1 U/min)

5 Tage 23 25 23 32 34 56

Die in der Tabelle V angegebenen Resultate zeigen, wie die praktischen Viskositätsmessungen in der flüssigen Phase des Schlammsprangstoffs (das sind die in den Tabellen I bis III gezeigten Daten) mit den Viskositätsmessungen und Verarbeitungsdrücken von tatsächlichen fertigen Schlammsprengstoffen in Beziehung stehen.

Die fertigen Schlammsprengstoffe sind aufgrund der zugegebenen festen Bestandteile viskoser als ihre flüssigen Phasen.

Dia Hessung der scheinbaren Verarbeitungsviskosität des Schlammsprengstoffs erfolgt mit einem Brookfield-RVT-Viskositmeter (T-3ar-F bei 2,5 U/min). Die scheinbare Viskosität des Sprengstoffs, die einer scheinbaren Viskosität der flüssigen Phase von 200000 Centipoise äquivalent ist, beträgt 1600000 Centipoise. Ausgedrückt als Ablesung von einem Brookfield-RVT-Viskosimeter (unter Verwendung von T-Bar-F bei 2,5 ^U/min) entsprechen 1600000 Centipoise einer Ablesung von 40.

Die endgültigen GeIfestigkeiten von Schlammsprengstoffen können nicht mit den handelsüblichen T-Bars genossen v/erden. Es wird eine modifizierte T-Bar verwendet. Die endgültige Gelfestigkeit des Sciilarmsprengstoffs, welche einer Gelfestigkeit der flüssigen Phase von 5000000 Centipoise entspricht, beträgt 6000000 Centipoise. Ausgedrückt als Ablesung auf einem Brookfield-Helipath-Viskosimeter (unter Verwendung einer modifizierten T-Bar - 0,194" - bei 1 U/min) entsprechen 6000000 Centipoise einer Ablesung von 20.

Es ist somit ein Ziel der Industrie, einen Schlammsprengstoff mit einer scheinbaren Viskosität von nicht mehr als 28 (Brookfield-T-Bar-P bei 2,5 U/min) während des Hischens und Abpackens zur Verfugung zu stellen, dessen Viskosität bis zu einer hohen Gelfestigkeit und Patronenstarrheit steigt, die scheinbaren Viskositäten entspricht, welche Ablesungen von mehr als 20 (modifizierte T-Bar 0,194") ergeben.

Wie in Tabelle V gezeigt, wird dieses Ziel durch die Verwendung von Gemischen aus modifizierten und unraodifizierten Guargummis als Eindickerkomponente in Schlamnsprengstoff ersielt. Es wird außerdem gezeigt, daß durch. Einstellung der Menge einer jeden Eindickerkomponente im Gemisch beträchtlich niedrigere und sicherere Verarbeitungdrücke während des Abpackens erzielt werden können, ohne daß die endgültige Gelfestigkeit des Schlammsprengstoffs wesentlich beeinflußt wird.

«09832/0769

Claims

Patentansprüche

Λ) Schlanmsprengstoff, enthaltend Wasser, anorganisches oxidierendes Salz, Brennstoff, Eindicker, Vernetzer für den Eindikker und ein lösliches organisches Nitrat als Sensibilisator, dadurch gekennzeichnet , daß der Eindicker im wesentlichen aus einer Kombination eines unmodifizierten Guargummis und eines hydroxypropylnodifizierten Guargummis besteht, wobei der Eindicker den SchlaiHnsprengstoff eine Viskosität verleiht, die für die Extrusionsverpackung geeignet ist und die sich nach der Packung erhöht, wobei feste, fornhaltige und stopfbare Patrenen entstehen.
2. Sprengstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Eindicker 0,2 bis 2,0 Gew.-?o, bezogen auf die Zusammensetzung, ausmacht und 15 bis 35 Gewichtsteile unmodifizierten Guargummi auf 85 bis 15 Gewichtsteile hydroxypropylmodifizierten Guargummi enthält.
3. Sprengstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindicker 0,4 bis 1,6 Gew.-%_t bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, ausmacht.
4. Sprengstoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß er bis zu 75 Gew.-% anorganisches sauerstoff abgebendes Salz, bis zu 25 Gew.-% Wasser, 10 bis 31 Gew.-^o lösliches organisches Nitrat, bis zu 40 Gew.-% Brennstoff und bis zu 1 Gew.-% Vernetzer für den Eindicker enthält.
5. Sprengstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 27 Gew.-% des gesamten anorganischen sauerstoffabgebenden Salzes aus Calciumnitrat bestehen.
6. Sprengstoff nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Nitrat aus einem HydroxyalkyInitrat, einem Alkanolaminnitrat oder einem Alkylaminnitrat besteht. 809882/0789

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