DE2920999A1

DE2920999A1 - Poroese metallagglomerate und deren verwendung als zuendmittel fuer spreng- oder explosivstoffe

Info

Publication number: DE2920999A1
Application number: DE19792920999
Authority: DE
Inventors: Rudolf Scherzinger
Original assignee: METAL SALES CO Ltd Pty; Metal Sales Co(proprietary)ltd
Current assignee: Hulett Metals Pty Ltd Benoni Transvaal Za
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1979-12-13
Also published as: AR222036A1; ZA783048B; AU4735079A; AU525862B2; GB2022134B; GB2022134A; BR7903322A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft poröse Metallagglomerate, insbesondere solche Agglomerate, die als Zündmittel bzw. Zündstoff (Zündmaterial) in Spreng- oder Explosivstoffen verwendet werden könnr-n.

Die hirr angewendete PulvermetälKirgie-Terminologie entspricht weitgehend derjenigen, die von der International Organisation for Standardization Draft ISO/DIS 3252 vorgeschrieben ist.

Brennbare Metallpulver werden seit langem als Zündmittel bzw. Zündstoffe oder Sensibilisatoren (Zünder) in Spreng- und Explosivetoffen verwendet' und insbesondere wird Aluminium in sehr großem Umfange zu diesem Zweck verwendet.Zur Erzielung einer optimalen und sofortigen Ausnutzung der Energie dieser Zündmittel ist es erwünscht, daß ihre Teilchen ein ausreichend großes Verhältnis von Oberfläche zu Masse besitzen, um mit einer hohen Geschwindigkeit bzw, Rate zu verbrennen. Ein bequemes Verfahren zur Herstellung von Aluminiumpulver als Zündmaterial ist das Zerstäubungsverfahren. Dieses hat jedoch den Nachteil, daß es zu einem hohen Mengenantfil an Feinmaterial mit einer Teilchengröße von weniger als 80 Mikron führt. Dieses Feinmaterial neigt dazu, in der Luft suspendiert zu werden und dies kann zu einer spontanen Explosion führpn. Es ist auch dicht und mechanisch schwer zu handhaben.

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In der südafrikanischen Patentschrift 73/30 92 wurde bereits vorgeschlagen, einen Träger für dieses Feinmaterial zu verwenden und dieses Produkt hat sich als praktikabel und kommerziell erfolgreich erwiesen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Zündmaterial für Spreng- oder Explosivstoffe zu entwickeln, das aus feinen Teilchen hergestellt werden kann, die während der Herstellung von Metallpulvern entstehen.

Gegenstand der Erfindung sind poröse Metallagglomerate bzw. poröse MetallZündstoffagglomerate, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie enthalten oder bestehen aus einem brennbaren Metallpulver mit einer Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 0 bis 500 Mikron oder irgendwelchen Bruchstücken davon, das granuliert ist mit einem Bindemittel aus einem Kunstharzmaterial durch Aufbauen zu einem porösen Agglomerat mit einer Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 100 bis 2500 Mikron mit einer scheinbaren Dichte (Schüttdichte) zwischen 0,4 und 1,1.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat das brennbare Pulver eine kugelige (klumpenförmige), flockenförmige, unregelmäßige oder nadeiförmige Gestalt und es besteht aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Aluminium im Gemisch mitSilicium, Magnesium, Eisen oder Legierungen davon. Das Pulver besteht insbesondere aus einor Mischung aus Aluminium undSilicium oder anderen brennbaren Metallfn in

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solchen Mengenverhältnissen, daß eine optimale und wirtschaftliche Ausnutzung der Energie orzielt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Bindemittel, bei dem es sich um pine Emulsion oder Lösung von Viny!polymeren oder anderen Harzen pinschließlich wärrnehärtbaren Harzen handelt. Dip Bindemittel werden insbesondere· hergestellt aus Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat.

Ein wesentliches Merkmal der Elrfindung besteht in einem sensibilisierten Zündstoff (Zündermaterial), der enthält oder besteht aus Agglomeraten, wie sie oben definiert sind, mit einer Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 100 bis 850 Mikron, die mit einem sensibilisierenden Material, wie Aluminiumflocken, teilweise gefüllt und beschichtet sind.

Gemäß einem bevorzugten Beispiel der Erfindung wurden Körnchen hergestellt unter Verwendung von

80 % - 200/um 85 %-igem Al-Pulver 16 % grobem Si
4 % feinem Si

Dazu wurden 16 % m/m SYNTA 1203 (80 g), ein Klebstoff auf Polyvinylalkoholbasis, erhältlich von der Firma "Henkel" in Südafrika, zugegeben. Die Mischung wurde5 Minuten lang in einem Starmix-Mischer einer Aufbau-Granulierung unterworfen. Danach wurden die dabri erhaltenen Körnchen bei Um-

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gebungstemperatur für einrn Zeitraum von etwa 24 Stunden nn der Luft getrocknet.

Das dafür verwendete Ausgangsmaterial hatte die folgende Teilchengrößenverteilung:

Dichte

+425/um

-425 /um + 315 /am

- 315/im + 250 /um

- 250 /um+ 150 /um

- 150 /um+ 106 /um

- 106 /um+ 63 /um

63 /um+ 4-5 /um

- 45 /um

Form der
Teilchen

85 % Al - 200/um

1,176

10,6 59,1 16,8

8,7

2,7

2,1

unregelmäßig
bis kugelig

grobes Si

1,03 7o 0

0,5

30,8 41,7 12,2 9,2 3,5 2,1

kantig

feines Si 0,767

0,1

0,5

3,8

51,8

28,2

7,2

8,4

kantig

Das getrocknete Produkt war freifließendund hatte die folgende Teilchengrößenverteilung:

Dichte	0,946 g/cm
>2 mm	0 %
<. 2 mm >1 mm	7,5
< 1 πιπί > 850 /um	4,1
<.85O/um>5OO_/um	32,1

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500/im >425/im 26,3

im > 250/im 23,8 250/um 6,2

Das Produkt kann als normaler Zündstoff (Zündermaterial) für Sprengstoffe verwendet werden oder es kann als Träger verwendet werden, an dem ein Sensibilisator oder ein anderes feines Zündstoffpulver haftet.

Es ist sehr wichtig darauf hinzuweisen, daß eine Änderung der Gestalt der Teilchen, die beispielsweise kugelig, unregelmäßig oder nadeiförmig sind, oder eine Änderung der scheinbaren Dichte (Schüttdichte) zu einem Versagen beim Granulieren mit der obengenannten Konzentration des Bindemittels führen kann. Dir gewünschte Granulierung kann dadurch erzielt werden, daß man durch einfaches Experimentieren die erforderliche Konzentration des Bindemittels für die jeweiligen Formen und die jeweilige Dichte bestimmt. Der Einfluß der Viskosität des Bindemittels ist ebenfalls eine wichtige Variable, die ebenfalls durch Experimentieren bestimmt werden muß.

Bei dem in dem obengenannten Beispiel verwendeten Aluminiumpulver handelte es sich um ein zerstäubtes Aluminiumpulver, das aus kugeligen oder unregelmäßig geformten Teilchen bestand. Bei dem verwendeten Siliciumpulver handelte es sich um ein Material, das Staub enthielt, der während der Herstellung von Siliciutnmetall gesammelt worden war. Die schein-

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bare Dichte (Schüttdichte) des zerstäubten Aluminlumpulvers betrug etwa 1,2 g/cm und bei dem SiIciumpulver variierte sie von 0,74 bis 1,03 g/cm .

Das'erfindungsgemäße Produkt stellt einen wirksamen und im wesentlichen gefahrlosen Zündstoff (Zündermaterial) für Spreng- und Explosivstoffe dar und es wurde gefunden, daß das Silicium einen ausnutzbaren Explosivenergioinhalt ergibt, der etwa 70 % desjenigen von Aluminium entspricht. Das gefahrlose Material wird erhalten, weil praktisch kein Staub in dem Endprodukt aus dem Mischer vorliegt. Bei den derzeitigen Kosten führt dies zu einem billigeren Zündstoff (Zündermaterial) als wenn Aluminium allein verwendet wird.

Die kommerzielle Produktgranulierung kann in Granuli^rtrommeln oder GranulierschüsseIn oder in Mischpfannen, Mischschalen und Intensivmischern mit einer hohen Kapazität, welche die Beschickung einer Roll-oder Mischbewegung oder beidem unterwerfen, bewirkt werden.

Es können verschiedene Reinheiten der in dem obigen Beispiel angegebenen Ausgansmaterialien und Bindemittel verwendet werden und die spezielle Auswahl hängt von den Kosten der Materialien, dem Endverwendungszweck dor Produkte und der Qualität ab. Wie oben angegeben, können bestimmte Umstände die Durchführung bestimmter Experimente zur Erzielung optimaler Ergebnisse «rfoderlich machen.

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Die Erfindung bietet weitere sehr wichtige Vorteile. Die Agglomerate mit einerTeilchengrößr innerhalb des Bereiches von 100 bis 850 Mikron oder irgendwelche Bruchstücke davon können zum Teil interstitiell gefüllt und beschichtet werden mit einem Sensibilisierungsmaterial, wie Aluminiumflokken,zur Herstellung eines sensibilisierten Zündstoffes (Zündermaterials) oder Explosivstoff-Komponente für vorverpackte Explosivstoffe oder Sprengstoffe, die unter dem Ausdruck "Würste" bekannt sind. Dies kann auch dadurch bewirkt werden, daß man die Flocken in ihrer Pastpnform verwendet, bevor sie getrocknet wird.

Im allgemeinen wird das Beschichten unter Verwendung einer Lösung durchgeführt, bei der es sich um eine Mischung aus einem öllöslichem basischen Farbstoff, Kerosin,Diesolen und Benzol oder anderen geeigneten Lösungsmitteln handelt.

Als ein Beispiel für die Verwendung der Agglomerate als Träger wurde die folgende Mischung hergestellt:

aus 400 g Agglomerate mit einer Teilchengröße von - 150 um

100 g Al-Flocken der Firma C.Schlenk AG mit der Handelsbezeichnung 475 NZ

und einer Lösung von

1,0 g Fat Blue B DY-SL 502-Farbstoff der Firma

Hoechst S.A.
3
30 cm Kerosin SA 1066 der Firma Bush Boake Allen 2,5 1 Diesolen
2,5 1 Benzol

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3
Ks wurden 6 cm der obigen Lösung verwendet. Die Mischung wurde in einem Starmix-Mischer zwei Minuten lang gemischt, um die Erweichung des Überzugs auf den Aluminiumflocken zu fördern und eine Haftung der Flocken an dem Agglomerat zu erzielen.

Bei dem Produkt handelt es sich um ein hochwirksames Material für die Verwendung in Explosivstoffen, dae eine wirksame Ausnutzung der Energie des Materials unter den praktischen Sprengbedingungen ergibt.

Die erfindungsgemäßen porösen Agglomerate stellen auch ein ausgezeichnetes Trägermaterial für die Vorwendung in dem in der südafrikanischen Patentschrift 73/60 92 beschriebenen Verfahren dar.

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Claims

Herne 1, 8000 Mönchen 40,

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Zuschrift bitte nach:

München

METAL SALES COMPANY (PROPRIETARY) LIMITED

Poröse Metallagglomerate und deren Verwendung als Zündmittel für Spreng- oder Explosivstoff<?

Patentansprüche

Ij Froif 1 ießende , im wesentlichen staubfreie· poröse Metallagglomerate, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten odrr bestehen aus einem bronnbaren Metallpulver mit eln^r Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 0 bis 500 Mikron oder Bruchstückmdavon, das mit einom Bindemittel aus einem Kunstharzmaterial granuliert worden ist zum Aufbau eines porösen Agglomerats mit einer Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 100 bis 2500 Mikron mit einer scheinbaren Dichte (Schüttdichte) zwischen 0,4 und 1,1.

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BAD ORIGFNAL
2. Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem brennbaren Pulver um ein kugeliges (klumpenförmiges), flockiges, unregelmäßig geformtes oder nadeiförmiges Material handelt.
3. Agglomerate nach Anspruch 1 oder 2, dadurch grkcnnzeichnet, daß es sich bei dem brennbaren Pulver um ein solches aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder Aluminium im Gemisch mit einem oder mehreren anderen brennbaren Metallen handelt.
4. Agglomerate nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem brennbaren Pulver um ein Gemisch aus Aluminium und Silicium in solchen Mengenverhältnissen handelt, die eine wirtschaftliche Ausnützung der Energie in den Pulvern ergeben.
5. Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um eine Emulsion oder Lösung eines Vinylpolymerklebstoffes handelt.
6. Agglomerate nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um eine Lösung eines Klebstoffes auf Polyvinylalkoholbasis handelt.
7. Sensibilisiertes Zündmittel (Zündstoff) für einen Sprengodor Explosivstoff, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält oder besteht aus Agglomeraten nach einrm der Ansprüche 1 bis 6, die auf eine Teilchengröße innerhalb des Bereiches von

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100 bis 850 Mikron gebracht worden sind und teilweise mit dem sensibilisierenden Material gefüllt und br-schichtet sind,
8. Sensibilisiertes Zündmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sensibilisator um Aluminiumflocken handelt.
9. Sensibilisiertes Zündmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flocken durch Verwendung einer Lösung, die enthält oder besteht aus einem Gemisch aus einem öllöslichen basischen Farbstoff, Kerosin, Diesolen und Benzol,mit dem Agglomerat haftend verbunden sind.