DE3027361C1 - Sprengstoff,insbesondere fuer Hohlladungen - Google Patents

Description

• Gemäß elner bevorzugten Ausführung wird als Blnder zusätzlich Polyvlnylnltrat verwendet. Dieses Polyvlnylnltrat kann das Polybutadlenstyrol-Elastomer teilweise ersetzen.
• Durch die Polyvinylnitrat-Zugabe wird dem Sprengstoff eine hohe Festigkeit verllehen, da Polyvinylnitrat als Haftmittel wirkt und die einzelnen Feststoffpartikel miteinander verklebt. Polyvinylnitrat läßt sich Im übrigen in der oben angedeuteten Weise verarbelten. Zwar wird das Sprengstoffgefüge durch Polvinylnitrat etwas spröder, gleichwohl ist der Einfluß des Elastomers auf die Elastizität des Sprengstoffs so groß, daß dleser insgesamt den bekannten Sprengstoffen dennoch überlegen Ist. Der Zusatz von Polyvinylnitrat hat den Vorteil, daß die Lelstung des Sprengstoffs praktisch nicht beeinflußt wird, da Polyvinylnitrat selbst ein Explosivstoff mit hoher Detonatlonsgeschwlndigkeit (ca. 7000 m/s) ist.
• Durch abgestimmte Verwendung beider Binderkomponenten lassen sich die Eigenschaften des Sprengstoffs, wie Leistung, mechanisches Verhalten, Dichte, thermische Stabilität etc. in weiterem Rahmen variieren und an den jeweiligen Anwendungszweck anpassen. Hat z. B.
• ein Sprengstoff unter ausschlleßllcher Verwendung von Polyvlnylnltrat eine besonders hohe Detonatlonsgeschwindigkeit und Dichte, so hat ein solcher, bei dem ausschlleßllch Polybutadienstyrol-Elastomer als Binder verwendet wird, eine besonders hohe thermische Stabilltät und hohe Stauchungswerte.
• Als vortellhaft hat sich eine Kombination aus 4% Polybutadlenstyrol-Elastomer und 2so Polyvinylnitrat erwiesen.
• Beispiel 1 Hexogen 94% Thermoplastische Polybutadienstyrol-Elastomer 4% Polyvlnylnltrat 2% Das mlt den Bindern verarbeitete Sprengstoffgranulat wird In eine auf 110"C aufgehelzte Form gegeben und nach Einstellung der Temperatur mit einem Druck von 50 bis 100 MPa zu einem Sprengstofflkörper von 21 mm Durchmesser und 20 mm Länge verpreßt. Nach Abkühlung der Form mit Wasser kann der Körper ausgestoßen werden. Folgende Elgenschaften wurden mit den hergestellten Sprengstoffkörpern bestimmt: Detonationsgeschwindlgkeit = 8369 m/s t 0,2196 Dichte = 1,72 g/cm3 Gap-Test (gegen = Explosion bei 16 mm Stoßempfindllchkeit) Wassersäule Schlagempfindllchkeit = 2,5 Nm Reibempfindllchkelt = 157 N (Stiftbelastung) T = 20° C Druckfestigkeit = 49,7 N/mm2 Stauchung = 9% T = 50 C Druckfestigkeit = 32,2 N/mm2 Stauchung = 7% T = 40° C Druckfestigkeit = 77,4 N/mm2 Stauchung = 12% Verpuffungstemperatur: 2290 C Gewichtsverlust bei 90" C, 0 bis 48 h: kein Gewichtsverlust Langzeltlagerung bei 90" C: 0,4% Gewichtsverlust nach 40 Tagen In einer weiteren Versuchsreihe wurde das Polyvinylnitrat durch das thermoplastlsche Elastomer ersetzt.
• Damit wurden im nächsten Beispiel folgende Eigenschaften erreicht: Beispiel 2 Hexogen 94% Thermoplastisches Polybutadlenstyrol-Elastomer 6% Die Herstellung und Verarbeitung dieser Mischung erfolgte analog der in Beispiel 1 angegenen Komposition.
• Detonationsgeschwindigkeit: 8272 m/s + 0,19% Dichte: 1,70 g/cm3 Gap-Test: Explosion bei 16 mm Wassersäule Schlagempfindlichkeit: 3,9 Nm Reibempfindlichkeit: 212 N Stiftbelastung Prüftemperatur T = 20° C Druckfestigkeit: 16,8 N/mm2 Stauchung: 17,0% T = 50° C Druckfestigkeit: 11,8 N/mm2 Stauchung: 17,3% T = 40° C Druckfestigkeit: 37,5 N/mm2 Stauchung: 22,9% Verpuffungstemperatur: 2340 C Gewichtsverlust bei 90" C, 0 bis 48 h: kein Gewichtsverlust Langzeitlagerung bei 900 C: kein Gewichtsverlust nach 40 Tagen - Leerseite -

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Sprengstoff, insbesondere für Hohlladungen, bestehend aus ein oder mehr Exploslvstoffen, wie Hexogen, Oktogen, Pentaerythrittetranltrat, Di- oder Triaminotrinitrobenzol, Trinitrophenylmethylnitramin, Hexanitrostilben o. dgl., und wenigstens einem thermoplastischen Binder, dadurch gekennzeichnet, daß als Binder thermoplastisch verformbares Polybutadlenstyroi-Elastomer verwendet wird.
2. 2. Sprengstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Binder zusätzlich Polyvinylnitrat verwendet wird.
3. 3. Sprengstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylnltrat das Polybutadienstyrol-Elastomer teilweise ersetzt.
4. 4. Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder mit einem Anteil von 3 bis 10% zugegeben wird.

   Die Erfindung betrifft einen Sprengstoff, insbesondere für Hohlladungen, bestehend aus ein oder mehr Explosivstoffen, wie Hexogen, Oktogen, Pentaerythrittetranitrat, Di- oder Trlaminotrinitrobenzol, Trlnitrophenylmethylnitramin, Hexanitrostilben o. dgl., und wenigstens einem thermoplastlschen Binder.

   Verpreßbare bzw. gießfähige Sprengstoffmischungen zur Herstellung von Hohlladungen sind in mehreren Ausführungen bekannt. So beispielsweise der Typ »Composition B«, der aus einem Gemlsch von Hexogen und TNT besteht, wobei das TNT erschmolzen und mit dem Hexogen gemischt vergossen wird. Diese Sprengstoffmischung ist sehr spröde und besitzt eine vergleichsweise geringe Festigkeit, so daß sie den heutigen Anforderungen an Hochleistungssprengstoffe nlcht mehr genügt.

   Solche Sprengstoffe sollen neben elner Detonatlonsgeschwindigkeit > 8000 m/s auch eine hohe Druckfestigkeit, gute thermische Stabilität und gerlnge Empfindlichkeit gegen Schlag und Reibung sowie gegen Detonationsstoß aufweisen.

   Diesen Anforderungen werden eher die sog. PBX-Sprengstoffe (»Plastic Bonded Explosives«) gerecht.

   Diese bestehen aus einem Explosivstoff, wie Hexogen, Oktogen oder Pentaerythrlttetranitrat und einem polymeren Binder sowie Verarbeitungshllfsmitteln. Außerdem können metallische Zusätze wie Alumlnlmpulver o. dgl.

   zur Erhöhung der Wirkung zugegeben werden. Als Binder werden reaktionsfähige Praepolymere unter Zusatz geeigneter Härter verwendet, die dann zu einer entsprechenden Vernetzung führen. Beispielhaft hierfür seien ungesättigte Polyester- oder Polyurethangießharze genannt. Ein Nachteil dieser Systeme Ist die Tatsache, daß die Mlschung innerhalb der Topfzelt verarbeitet werden muß, da die eingesetzten Härter auch bereits bei Raumtemperatur aushärten. Außerdem zelgen solche stark vernetzten Binder wie ungesättigte Polyesterharze schlechte mechanlsche Eigenschaften, insbesondere Versprödungserschelnungen im Bereich tlefer Temperaturen.

   Gegenüber Sprengstoffen des Typs »Composltlon B« haben sie den Nachtell, daß sle sich nicht durch einfache chemlsche oder physikalische Prozesse in Ihre Bestandtelle zerlegen lassen, was bei der Ausmusterung von Munition jedoch wünschenswert Ist. Im übrlgen muß zur Erlangung befriedigender Gleßelgenschaften der Binder mit einem Antell bis zu 15% zugesetzt werden, so daß die Lelstung - da der Binder eln Inertstoff ist - gemlndert, also Insbesondere die Detonationsgeschwindlgkeit des Systems verrlngert wird.

   Bessere Ergebnisse lassen sich mit thermoplastisch verformbaren Polymeren wie Nylon (Polycaprolactam), Teflon (Polytetrafluorethylen), Viton (Vinyliden-Hexafluorpropen-Copolymer) oder thermoplastlschen Polyurethanen errelchen, was nlcht zuletzt auf den geringen Binderanteil von ca. 51 zurückzuführen ist. Diese Sprengstoffe werden durch Pressen verarbeitet, wobel eine befriedigende Dichte und Druckfestigkeit erreicht wird.

   Andererseits treten aber auch bei diesen Sprengstoffen Probleme auf, Insbesondere wenn es um die Herstellung größerer oder komplizierter Formkörper geht. Dort kommt es nämlich stets zu Dichteunterschieden und damit zu ungleichmäßigem Detonatlonsverlauf. Wegen des schlechten Fließverhaltens können komplizierte Formen, wie sie bei Hohlladungen mit eingebauten Ablenkkörpern gegeben slnd, schlecht verfüllt und kaum elnwandfret verpreßt werden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungssprengstoff vorzuschlagen, der einerseits die erforderlichen mechanischen Elgenschaften besitzt, andererseits nlcht die zuletzt genannten verarbeitungstechnischen Probleme mit sich bringt.

   Ausgehend von einem Sprengstoff des eingangs genannten Aufbaus wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Binder thermoplastisch verformbares Polybutadienstyrol-Elastomer verwendet wird.

   Das Butadien-Styrol-Drelblockcopolymer verlelht dem verarbeiteten Sprengstoff eine hervorragende Elastizität, die eine Rißbildung im Sprengstoffgefüge auch unter hohen Belastungen wirksam verhindert. Der Sprengstoff zeichnet sich durch hervorragende mechanische Elgenschaften aus, die sowohl im hohen als auch tiefen Temperaturbereich über den Werten bekannter Sprengstoffe liegen. Die Verarbeitung stellt sich deshalb besonders einfach dar, weil das Elastomer In Lösung verarbeitet werden kann. Dies bedeutet, daß der Binder dem körnigen Explosivstoff In flüsslger Form zugegeben und mit diesem einwandfrei vermlscht werden kann. Beim Abdampfen des Lösungsmittels, was beispielsweise durch Vakuum unterstützt werden kann, lagert sich der Binder an dem Explosivstoff-Korn an, so daß mit einfachsten verfahrenstechnlschen Maßnahmen ein Granulat erhalten wird, das nach elner Nachtrocknung gut rieselfähig ist und damit formfüllend verarbeitet werden kann. Die mit dem Granulat verfüllte Form wird erwärmt, so daß der Binder erwelcht und der Sprengstoff durch Verpressen in jede gewünschte Form gebracht werden kann.

   Auch dann, wenn es sich um große oder sehr verwickelte Formen handelt, die ein mehrstuflges Verpressen erfordern, bereitet des keine Schwierlgkeiten, da bereits vorgepreßte Telle der Form mlt nachträgllch aufgeschüttetem Granulat durch thermlsche Behandlung und abschließendes Pressen einwandfrei verbunden werden können. Die Granulate sind unbegrenzt lagerfählg und können auch im Gegensatz zu reaktionsfähigen Polymeren über eine längere Zelt verarbeitet werden. Es entstehen auch keine Abfälle, da dann, wenn Korngrößen bestlmmter Fraktionen gewünscht sind, der Slebrückstand einem neuen Granulierprozeß zugegeben werden kann. Dies ist bei Sprengstoffen mit vernetzten Bindern nicht möglich, da die Binder nlcht abgebaut oder gelöst werden können. Beim erflndungsgemäßen Sprengstoff macht des kelne Probleme.