DE3545983A1

DE3545983A1 - POURABLE, SENSITIVE, HIGH-PERFORMANCE EXPLOSIVE

Info

Publication number: DE3545983A1
Application number: DE19853545983
Authority: DE
Inventors: Jude William Carmichael Calif. Barry; Gilbert Anthony Sacramento Calif. Zimmerman
Original assignee: Aerojet General Corp
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Inc
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-07-10
Also published as: FR2575461A1; IT8548986A0; GB2170494B; GB2170494A; GB8531671D0; NO165185C; IT1184678B; NO855254L; FR2575461B1; NO165185B

Description

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description

Die Erfindung betrifft Sprengstoffzusammensetzungen und i. sbesondere Sprengstoffzusammensetzungen geringer Empfindlichkeit, welche gegossen werden können.The invention relates to explosive compositions and i. special explosive compositions of low sensitivity, which can be poured.

Die unbeabsichtigte Detonation von hochenergetischen Sprengstoffen ist für eine Anzahl von Katastrophen, insbesondere bei militärischen Anwendungen, verantwortlich gewesen. Die hohe Wahrscheinlichkeit des Verlustes an Menschenleben und die Zerstörung von Ausrüstung haben militärische Stellen dazu gezwungen, harte Einschränkungen hinsichtlich der Einrichtungen und Möglichkeiten für Transport, Handha-bung und Lagerung solcher Sprengstoffe aufzustellen.The accidental detonation of high energy explosives is responsible for a number of disasters, in particular in military applications. The high probability of loss of life and equipment destruction has forced military agencies to impose severe restrictions on to set up the facilities and possibilities for the transport, handling and storage of such explosives.

Im Hinblick auf diese Forderungen wurde eine Vielzahl von speziellen Formulierungen für diese Sprengstoffe entwickelt, um ein hohes Leistungsverhalten mit geringer Empfindlichkeit gegenüber solchen Einflüssen wie nichtbeabsichtigter Schlageinwirkung, elektrostatischen Schocks und Reibung sowie Exposition gegenüber Wärme und Flammen unterschiedlicher Temperaturen zu kombinieren. Die bislang entwickelten Formulierungen reichen von bestimmten Typen von schmelzgegossenen Sprengstoffen zu Sprengstoffen, welche mit polymeren Bindemitteln kombiniert sind. Unvorteilhafterweise ist die Anwendbarkeit dieser Zusammensetzungen durch ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften eingeschränkt, d.h. einige der Zusammensetzungen sind nur schwierig in bestimmte, gewünschte Formen zu bringen, während andere Zusammensetzungen unter Bedingungen niedriger Temperatur reißen können oder schlechte Zug- oder Dehnungseigenschaften oder einen hohen Modul besitzen. Daher ist der Anwendungsbereich solcher Zusammensetzungen beschränkt und es sind nur wenige Zusammensetzungen für die Anwendung bei allgemeinen Bedingungen für Munition zufriedenstellend.In order to meet these demands, a large number of Special formulations for these explosives designed to provide high performance with low sensitivity to such influences as unintentional impact, electrostatic shock and friction as well as exposure to combine heat and flames of different temperatures. The formulations developed so far are sufficient from certain types of melt cast explosives to explosives combined with polymeric binders are. The applicability of these compositions is disadvantageous limited by their physical and mechanical properties i.e. some of the compositions are difficult to bring into certain, desired shapes, while other compositions under certain conditions can tear at low temperatures or have poor tensile or elongation properties or a high modulus. Therefore the scope of such compositions is limited and there are only a few compositions for use in general conditions for ammunition satisfactory.

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Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines verbesserten, nicht empfindlichen und gießfähigen Hochleistungssprengstoffes. The object of the invention is therefore to provide an improved, non-sensitive and pourable high-performance explosive.

Eine Sprengstoffzusammensetzung mit solchen Eigenschaften wurde nun gefunden, welche hohes Leistungsverhalten mit geringer Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen kombiniert und die dennoch günstige mechanische Eigenschaften besitzt und für Gießzwecke in Formen verformt bzw. vergossen werden kann. Die Zusammensetzung ist eine Kombination von Sprengstoffen mit hoher und niedriger Zündempfindlichkeit zusammen mit einem flüssigen bzw. fließfähigen Bindemittel, das zur festen Form ausgehärtet werden kann. Das Bindemittel ist in einer relativ großen Menge im Vergleich zu vergleichbaren Zusammensetzungen des Standes der Technik vorhanden, wobei die Menge ausreichend ist, um die Zusammensetzung im nicht ausgehärteten Zustand gießbar zu machen. Trotz der großen Bindemittelmenge besitzt die Zusammensetzung ein ausreichendes Leistungsverhalten im ausgehärteten Zustand, um sie anderen vom Militär verwendeten Hauptladungssprengstoff en vergleichbar zu machen. Das Ergebnis ist eine Hochleistungssprengstoffzusammensetzung mit geringer Empfindlichkeit, welche für allgemeine Munitionszwecke einsetzbar ist.An explosive composition with such properties has now been found which high performance with low Combined sensitivity to external influences and which nevertheless has favorable mechanical properties and can be deformed or cast in molds for casting purposes. The composition is a combination of Explosives with high and low ignition sensitivity together with a liquid or flowable binder, which can be cured to a solid form. The binder is in a relatively large amount compared to Comparable compositions of the prior art are present, the amount being sufficient to make the composition to make castable in the uncured state. Despite the large amount of binder, the composition possesses sufficient cured performance to cope with other main charge explosives used by the military to make en comparable. The result is a high performance explosive composition with low sensitivity, which can be used for general ammunition purposes is.

Im folgenden wird die Erfindung mehr ins einzelne gehend erläutert.In the following the invention will be described in more detail explained.

Gemäß der Erfindung wird ein Hauptsprengstoff, der relativ unempfindlich gegenüber Detonationszündung ist, mit einem sensibilisierenden Sprengstoff, der relativ empfindlich gegenüber Detonationszündung ist, kombiniert. Zündungsempfindliehkeit kann auf eine Vielzahl von Arten, die dem Fachmann bekannt sind, bestimmt und ausgedrückt werden. Am vorteilhaftesten wird dieser Parameter in Werten der Minimalmenge oder des Typs des Verstärkers ausgedrückt, der beiAccording to the invention, a main explosive which is relatively insensitive to detonation ignition is provided with a sensitizing explosive, which is relatively sensitive to detonation ignition, combined. Ignition sensitivity can be determined and expressed in a variety of ways known to those skilled in the art. At the most advantageously this parameter is expressed in terms of the minimum amount or type of amplifier used in

Detonation durch Mittel wie beispielsweise physikalischen SStoß oder elektrischen Schock die Detonation des Sprengstoffes bewirkt.Detonation by means such as physical shock or electric shock detonation of the explosive causes.

Für die hier verwendeten Hauptsprengstoffe und sensibilisierenden Sprengstoffe kann die Zündempfindlichkeit jeweils in Werten des Bleiazidverstärkers ausgedrückt werden. Insbesondere wird der Hauptsprengstoff als ein Sprengstoff charakterisiert, der durch einen Verstärker (d.h. einen Initiator oder Zündsprengstoff) , welcher lediglich aus Bleiazid besteht, nicht gezündet werden kann, der stattdessen eine zusätzliche Komponente mit höherer Detonationsgeschwindigkeit wie Tetryl (Trinitrophenylmethylnitramin), das in den Verstärker eingegeben werden muß, erfordert, damit eine Zündung auftritt. In vergleichbarer Weise wird der sensibilisierende Sprengstoff als ein Sprengstoff charakterisiert, der durch einen nur aus Bleiazid bestehenden Verstärker gezündet werden kann. Bei bevorzugten Ausführungsformen, wenn ein Verstärker bestehend aus einer Kombination von Bleiazid und Tetryl für den Hauptsprengstoff verwendet wird, sind wenigstens etwa 0,10 g Tetryl in der Kombination erforderlich, und für den sensibilisierenden Sprengstoff sind weniger als etwa 0,5 g Bleiazid erforderlich.For the main explosives and sensitizing explosives used here, the ignition sensitivity can be expressed in values of the lead azide booster. In particular, the main explosive is characterized as an explosive, that by an amplifier (i.e. an initiator or explosive explosive), which consists only of lead azide, does not can be ignited, which instead has an additional component with a higher detonation rate such as tetryl (Trinitrophenylmethylnitramine), which must be added to the amplifier, is required for ignition to occur. In a similar way, the sensitizing explosive is characterized as an explosive that is triggered by a only lead azide amplifier can be ignited. In preferred embodiments when an amplifier is comprised of a combination of lead azide and tetryl used for the main explosive are at least about 0.10 g of tetryl is required in the combination, and the sensitizing explosive is less than about 0.5 g Lead azide required.

Obwohl Tests auf Zündungsempfindlichkeit in einer Vielzahl von unterschiedlichen Wegen durchgeführt werden können, umfaßt eine typische Methode die Verwendung einer Probe vonAlthough ignition sensitivity tests can be performed in a variety of different ways, includes a typical method is to use a sample of

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0,4 g des Sprengstoffes, welcher mit 2070 N/cm (3000 lb/in'') in eine Kappe Nr. 6 gepreßt wurde. Die Probe wird durch Bleiazid oder erforderlichenfalls durch Bleiazid kombiniert mit Tetryl in einer Sandtestbombe, welche 200 g Sand mit einer Korngröße von > 0,59 mm (+30 mesh) enthält. Die Zündung wird durch Messung der Sandmenge, welche auf eine Korngröße0.4 g of the explosive, which at 2070 N / cm (3000 lb / in``) squeezed into a # 6 cap. The sample is combined with lead azide or, if necessary, lead azide Tetryl in a sand test bomb, which contains 200 g of sand with a grain size of> 0.59 mm (+30 mesh). The ignition is made by measuring the amount of sand that corresponds to a grain size

< 0,59 mm (-30 mesh) zerkleinert wurde, bestimmt. Die kleinste Menge an Bleiazid oder an Bleiazid mit Tetryl, welche die maximale Zerkleinerung des Sandes, d.h. das maximale Nettogewicht des auf <O,59 mm (-30 mesh) zerkleinerten Sandes, ergibt, wird als Wert für die Empfindlichkeit des Testspreng-<0.59 mm (-30 mesh) was determined. The smallest Amount of lead azide or lead azide with tetryl, which gives the maximum grinding of the sand, i.e. the maximum net weight of the sand crushed to <0.59 mm (-30 mesh) is used as the value for the sensitivity of the test blasting

stoffes gegenüber Zündung angenommen.substance compared to ignition.

Der Hauptsprengstoff und der sensibilisierende Sprengstoff können weiterhin durch den Stoßtestwert charakterisiert werden, wobei der Hauptsprengstoff einen relativ hohen Stoßtestwert besitzt und der sensibilisierende Sprengstoff einen relativ niedrigen Stoßtestwert aufweist.The main explosive and the sensitizing explosive can still be characterized by the impact test value with the main explosive having a relatively high impact test value and the sensitizing explosive has a relatively low impact test value.

Der Ausdruck "Stoßtestwert", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen numerischen Wert, der aus standardisierten Stoßtests, wie sie üblicherweise in der Sprengstoffindustrie verwendet werden, abgeleitet ist. Ein solcher Test ist ein Fallhammertest, bei welchem ein Standardgewicht unter Schwerkraft auf eine Probe des Sprengstoffes aus unterschiedlichen Höhen fallengelassen wird. Die geringste Höhe, welche die Detonation der Probe ergibt, wird als Wert der Empfindlichkeit angenommen. Je höher dieser Wert liegt, desto niedriger ist die Empfindlichkeit. Der Wert wird üblicherweise relativ zu einem Standardwert wie beispielsweise von TNT, ausgedrückt. Daher ist der Hauptsprengstoff in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch einen Stoßtestwert von etwa 110 % bis etwa 500%, vorzugsweise von etwa 150 % bis etwa 300 %, relativ zu bzw. bezogen auf TNT, definiert, und der sensibilisierende Sprengstoff ist durch einen Stoßtestwert von etwa 25 % bis etwa 100 %, vorzugsweise von etwa 30 % bis etwa 65 %, relativ zu TNT, gekennzeichnet.As used herein, the term "shock test value" refers to a numerical value derived from standardized Impact tests as commonly used in the explosives industry is derived. Such a test is a drop hammer test in which a standard weight under gravity is applied to a sample of the explosive from different Highs being dropped. The lowest height which detonates the sample is taken as the value of the sensitivity accepted. The higher this value, the lower the sensitivity. The value is usually expressed relative to a standard value such as TNT. Hence the main explosive in the composition of the invention through an impact test value of about 110% to about 500%, preferably of about 150% to about 300%, relative to or related to TNT, defined, and the sensitizing explosive is by a Impact test value from about 25% to about 100%, preferably from about 30% to about 65%, relative to TNT.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Hauptsprengstoff weiterhin durch einen relativen Spalttestwert von wenigstens etwa 75 %, relativ zu TNT, charakterisiert. Spalttests sind auf dem Fachgebiet als Angaben der Empfindlichkeit einer Probe gegenüber Zündladungen wohlbekannt, und insbesondere der Detonationsdruck (eines Verstärkers) , der zur Initiierung der Detonation der Sprengstoffprobe erforderlich ist. Die Tests umfassen im allgemeinen die Detonation einer Probe von Standardgröße mit einer Standardsprengkapsel und einem Verstärker, welche von der Probe durch einen Stapel von Celluloseacetatkarten vonIn preferred embodiments of the invention, the Main explosive further characterized by a relative cleavage test value of at least about 75% relative to TNT. Gap tests are well known in the art as indications of the sensitivity of a sample to priming charges, and in particular the detonation pressure (of a booster) used to initiate detonation of the explosive sample is required. The tests generally involve detonating a standard size sample with a Standard detonator capsule and an amplifier, which is removed from the sample by a stack of cellulose acetate cards from

Standarddicke, z.B. jeweils 0,25 mm (0,01 inch), voneinander getrennt sind. Die Anzahl der Karten in dem Stapel wird variiert, bis die größte Anzahl, welche das Auftreten der Detonation c er Probe bei Zündung der Kapsel und des Verstärkers erlaubt, bestimmt ist. Diese Zahl wird dann als Index oder Wert der Detonationsempfindlichkeit angesetzt.' Höhere Werte des Indexes zeigen höhere Empfindlichkeit an. Wie der Stoßtestwert ist der Ausdruck "Spalttestwert", wie er hierin verwendet wird, dieser Index, ausgedrückt relativ zu TNT als Standard.Standard thickness, e.g. 0.25 mm (0.01 inch) each. The number of cards in the deck will be varies until the greatest number, which indicates the occurrence of the detonation of the sample upon ignition of the capsule and the amplifier allowed, is determined. This number is then used as the index or value of the detonation sensitivity. ' Higher values of the index indicate higher sensitivity. Like the shock test value, the term "cleavage test value" is like used herein, that index expressed relative to TNT as a standard.

Innerhalb der zuvor definierten Gruppen sind eine Anzahl von spezifischen Beispielen bevorzugt. Beispiele des Hauptsprengstoffes sind: Nitroguanidin, Guanidinnitrat, Ammoniumpicrat, 2,4-Diamino-1,3,5-trinitrobenzol (DATB), 1,3,5-Triamino-2,4,6-trinitrobenzol (TATB), Ethylendiamindinitrat, Kaliumperchlorat, Kaliumnitrat und Bleinitrat. Besonders bevorzugte Hauptsprengstoffe sind Nitroguanidin, Ammoniumpicrat, DATB und TATB, wobei Nitroguanidin am meisten bevorzugt ist. Für die sensibilisierenden Sprengstoffe umfassen die Beispiele: Cyclo-1,3,5-trimethylen-2,4,6-trinitramin (RDX), Cyclotetramethylentetranitramin (HMC) und 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT). Von diesen ist RDX bevorzugt.Within the groups defined above, a number of specific examples are preferred. Examples of the main explosive are: nitroguanidine, guanidine nitrate, ammonium picrate, 2,4-diamino-1,3,5-trinitrobenzene (DATB), 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene (TATB), ethylenediamine dinitrate, potassium perchlorate, Potassium nitrate and lead nitrate. Particularly preferred main explosives are nitroguanidine, ammonium picrate, DATB and TATB, with nitroguanidine being most preferred. For the sensitizing explosives the examples include: Cyclo-1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine (RDX), Cyclotetramethylenetetranitramine (HMC) and 2,4,6-trinitrotoluene (TNT). Of these, preferred is RDX.

Die relativen Anteile dieser Bestandteile in der Zusammensetzung sind wie folgt: Der Hauptsprengstoff macht von etwa 50 bis etwa 75 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 55 bis etwa 65 Gew.-%, und der sensibilisierende Sprengstoff macht von etwa 5 bis etwa 35 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, aus.The relative proportions of these ingredients in the composition are as follows: The main explosive makes about 50 to about 75% by weight, preferably from about 55 to about 65% by weight, and the sensitizing explosive makes up about 5 to about 35% by weight, preferably from about 10 to about 30% by weight, based in each case on the total composition, the end.

Der Rest der Zusammensetzung ist ein Bindemittel oder eine Bindemittelzusammensetzung, bestehend aus einer beliebigen, zur festen Form aushärtbaren Flüssigkeit, welche wahlweise v/eitere zur Verwendung mit Bindemitteln an sich bekannteThe remainder of the composition is a binder or a binder composition consisting of any liquid curable to the solid form, which is optionally known per se for use with binders

V-*V- *

Inhaltsstoffe enthält, z.B. Katalysatoren und Stabilisatoren. Das Bindemittel wird in einer ausreichenden Menge eingesetzt, um die nicht ausgehärtete Zusammensetzung gießfähig zu machen, so daß sie vergossen werden kann. Daher beträgt die Bindemittelmenge von etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% der Gesamtsprengstoffzusammensetzung, vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 25 %.Contains ingredients, e.g. catalysts and stabilizers. The binder is used in a sufficient amount to make the uncured composition pourable, so that it can be shed. Therefore, the amount of binder is from about 10 to about 40% by weight of the total explosive composition, preferably from about 15 to about 25%.

Beispiele von Bindemittelnmaterialien, welche gemäß der Erfindung vorteilhaft sind, umfassen: Polybutadiene mit endständigen Carboxygruppen als auch endständigen Hydroxygruppen, Polyethylenglykol, Polyether, Polyester (insbesondere mit endständigen Hydroxygruppen), Polyfluorkohlenstoffe, Epoxide und Silikonkautschuke {insbesondere Zweikomponentenmaterialien) . Bevorzugte Bindemittel sind solche, welche im ausgehärteten Zustand selbst bei niedrigen Temperaturen wie z.B. bis herab zu -73°C (-100⁰F) elastomer bleiben. Daher sind Polybutadiene und Zweikomponenten-Silikonkautschuke bevorzugt.Examples of binder materials which are advantageous according to the invention include: polybutadienes with terminal carboxy groups as well as terminal hydroxyl groups, polyethylene glycol, polyethers, polyesters (especially with terminal hydroxyl groups), polyfluorocarbons, epoxies and silicone rubbers (especially two-component materials). Preferred binders are those which remain in the cured state even at low temperatures such as down to -73 ° C (-100 ⁰ F) elastomer. Therefore, polybutadienes and two-part silicone rubbers are preferred.

Die Bindemittel können durch beliebige konventionelle Mittel einschließlich Hitze, Strahlung und Katalysatoren aushärtbar sein. Durch Hitze aushärtbare Bindemittel sind bevorzugt.The binders can be curable by any conventional means including heat, radiation, and catalysts be. Heat curable binders are preferred.

Als wahlweise Variation können Metallpulver wie Aluminiumpulver in die Zusammensetzung eingegeben werden, um den Explosionsdruck zu erhöhen. Für die besten Ergebnisse liegt die Teilchengröße bei 0,149 mm (100 mesh) oder feiner, vorzugsweise bei etwa 2 bis etwa 100 um. Das Pulver macht im allgemeinen von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% der Zusammensetzung aus.As an optional variation, metal powders such as aluminum powder can be added to the composition to achieve the desired result Increase explosion pressure. For best results, the particle size is 0.149 mm (100 mesh) or finer, preferably at about 2 to about 100 µm. The powder generally makes up from about 10 to about 30 percent by weight of the composition the end.

Um eine homogene Mischung der Sprengstoffbestandteile während der Herstellung und des Gießens aufrechtzuerhalten, wird es bevorzugt, daß die zwei Bestandteile unterschiedliche Teilchengrößen besitzen. Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen mit einem Verhältnis der Durchschnittsteilchengröße im Bereich von etwa 5:1 bis etwa 20:1 und vorzugsweise beiIn order to maintain a homogeneous mixture of the explosive components during manufacture and casting, it is it is preferred that the two components have different particle sizes own. The best results are generally obtained with an average particle size ratio in the range of about 5: 1 to about 20: 1, and preferably at

etwa 10:1 erreicht. Besonders bevorzugt ist/ wenn der sensibilisierende Sprengstoff eine Durchschnittsteilchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 50 um und vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 20 um besitzt, um eine ausreichende Empfindlichkeit der Gesamtzusammensetzung für eine geeignete Detonation zu erreichen. Der bevorzugte Größenbereich für RDX beträgt von etwa 2 bis etwa 8 um. Der Hauptsprengstoff besitzt im allgemeinen eine größere Teilchengröße im Bereich von etwa 20 bis etwa 1000 um. Änderungen in der Teilchengröße des sensibilisierenden Sprengstoffs wie auch Änderungen in der Menge des sensibilisierenden Sprengstoffes beeinflussen die Relativempfindlichkeit der Gesamtzusammensetzung. Daher kann die Zusammensetzung durch Einstellung dieser Parameter innerhalb der zuvor angegebenen Bereiche genau eingeregelt werden.reached about 10: 1. It is particularly preferred if the sensitizing explosive has an average particle size in the range from about 0.5 to about 50 µm, and preferably from about 1 to about 20 µm, to a to achieve sufficient sensitivity of the overall composition for suitable detonation. The preferred one Size range for RDX is from about 2 to about 8 µm. The main explosive generally has one larger particle size ranging from about 20 to about 1000 µm. Changes in the particle size of the sensitizing agent Explosives as well as changes in the amount of the sensitizing explosive affect the Relative sensitivity of the overall composition. Therefore, the composition can be adjusted by adjusting these parameters can be precisely regulated within the ranges specified above.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besitzen eine Energieabgabe, welche der Energieabgabe solcher Sprengstoffe wie 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT), auf TNT basierenden, aluminisierten Sprengstoffen, der Zusammensetzung B (Kombination von TNT und Cyclo-1,3,5-trimethylen-2,4,6-trinitramin (RDX)), und Sprengstoff D (Ammoniumpicrat) vergleichbar ist. Das Leistungsverhalten kann durch solche Parameter wie die Detonationsgeschwindig keit, den Detonationsdruck und den kritischen Durchmesser charakterisiert werden. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Sprengstoffkomponenten so ausgewählt, daß eine Zusammensetzung mit einer Detonationsgeschwindigkeit von wenigstens etwa 6,5 km/sec und besonders bevorzugt von wenigstens etwa 7,0 km/sec, einem Detonationsdruck von wenigstens etwa 175 kbar, besonders bevorzugt von wenigstens etwa 200 kbar, einem kritischen Durchmesser bei Grenztests von einem Maximum von 10,2 cm (4,0 inch) und besonders bevorzugt einem Maximum von etwa 5,08 cm (2,0 inch) und einem kritischen Durchmesser bei nicht umgrenzten Tests mit einem Maximum von etwa 15,2 cir.The compositions according to the invention have an energy output which corresponds to the energy output of such Explosives such as 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) TNT-based, aluminized explosives, composition B (combination of TNT and cyclo-1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine (RDX)), and explosive D (ammonium picrate) is comparable. The performance behavior can be determined by such parameters as the detonation speed, the detonation pressure and the critical diameter be characterized. In the preferred embodiments of the invention, the explosive components selected to be a composition having a detonation velocity of at least about 6.5 km / sec and particularly preferably of at least about 7.0 km / sec, a detonation pressure of at least about 175 kbar, especially preferably of at least about 200 kbar, a critical diameter in limit tests of a maximum of 10.2 cm (4.0 inches) and more preferably a maximum of about 5.08 cm (2.0 inches) and a critical diameter unconstrained tests with a maximum of about 15.2 cir.

(6/0 inch) und besonders bevorzugt einem Maximum von etwa 11/4 cm (4,5 inch) erhalten wird.(6/0 inch) and most preferably a maximum of about 11/4 cm (4.5 inches) is obtained.

Die folgenden Bestandteile dienen der Erläuterung der Erfindung. The following components serve to illustrate the invention.

example 1

Es wurde eine Sprengstoffzusammensetzung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:It became an explosive composition of the following ingredients manufactured:

Bestandteil Gew.-%Ingredient% by weight

Nitroguanidin, Teilchengröße 60 um 60Nitroguanidine, particle size 60 by 60

Cyclo-1,3,5-trimethylen~2,4,6-Cyclo-1,3,5-trimethylene ~ 2,4,6-

trinitramin, Teilchengröße 4 um 20trinitramine, particle size 4 by 20

Polybutadien mit endständigen 20Polybutadiene with terminal 20

Hydroxygruppen-Diisocyanat-Hydroxyl group diisocyanate

bindemittel, Mol. Gew.binder, mol. wt.

ca. 200Oabout 200O

insgesamt: 100total: 100

Die Bestandteile wurden bei 49 C (120 F) zusammengegeben, durch eine Ventilöffnung in eine Vakuumkammer mit einem Vakuum von 0,078-0,137 bar (66-71 cmHg) gegeben und beiThe ingredients were combined at 49 C (120 F) through a valve port into a vacuum chamber with a Given a vacuum of 0.078-0.137 bar (66-71 cmHg) and at

ο ο
57 C (135 F) während 3-6 Tagen ausgehärtet. Das Ergebnis war eine gegossene Zusammensetzung von weißer Farbe mit einer Dichte von 1,49 g/ml mit folgenden mechanischen Eigenschaften:ο ο
57 C (135 F) cured for 3-6 days. The result was a cast composition of white color with a density of 1.49 g / ml with the following mechanical properties:

Temperatur Zugfestigkeit Dehnung Modul (⁰C) / (°F) C-_m (bar)/(psi) £_m (%>£_b (%) £_Q. (bar)/(psi)Temperature tensile strength elongation module ( ⁰ C) / (° F) C- _m (bar) / (psi) £ _m (%> £ _b (%) £ _Q. (Bar) / (psi)

71 160 6,21 ( 90)71 160 6.21 (90)

25 77 8,69 (126)25 77 8.69 (126)

-54 -65 36,9 (536)-54 -65 36.9 (536)

Weitere Eigenschaften und Merkmale wurden wie folgt bestimmt:Further properties and characteristics were determined as follows:

5151 5151 1919th ,3, 3 (280)(280) 5656 5757 2626th ,8,8th (388)(388) 4747 5656 307307 (4450)(4450)

A. Sprengstoffeigenschaften A. Explosive properties

1. Die Detonationsgeschwindigkeit im Gleichgewichtszustand wurde in einem Eisenrohr von 12,7 cm (5 inch) Durchmesser und 63,5 cm (25 inch) Länge,das an einem Ende abgeschlossen war, mit Probelöchern längs seiner Länge in · Intervallen von 25,4 mm nahe dem verschlossenen bzw. mit Kappe versehenen Ende bestimmt. Die Sprengstoffzusammensetzungen wurden in das Rohr eingegossen, wobei die Ionisationssonden in die Löcher eingesetzt wurden und mit einem Kondensator und einer 9 V Batterie verbunden wurden. Es wurde eine Gesamtanzahl von fünf Sonden eingesetzt. Die Detonation wurde durch einenP-3-Initiator, einer Zündkappe (Atlas Giant) und einer Pentolitscheibe von 80 g mit einem Polster von 5,08 cm PBXN-106 zur Verhütung einer zu hohen Geschwindigkeit initiiert. Die Detonationsgeschwindxgkeit wurde unter Verwendung eines Nicolet-Oszilloskops bestimmt, wobei ein Ergebnis von 7,35 mm/usec erzielt wurde.1. The detonation velocity in equilibrium was placed in an iron tube 12.7 cm (5 inches) in diameter and 63.5 cm (25 inches) in length terminated at one end was, with test holes along its length at intervals of 25.4 mm near the plugged or capped end intended. The explosives compositions were poured into the tube with the ionization probes inserted into the holes and connected to a capacitor and a 9 V battery. It became a total of five Probes inserted. The detonation was triggered by a P-3 initiator, a primer cap (Atlas Giant) and a pentolite disc of 80 g with a pad of 5.08 cm PBXN-106 initiated to prevent excessive speed. The detonation speed was below Using a Nicolet oscilloscope, a result of 7.35 mm / usec was obtained.

2. Der kritische Grenzdurchmesser wurde mit einer Kartenspaltapparatur (ohne Karten) unter Verwendung einer J-2-Explosionskapsel, eines 160-g Pentolitverstärkers, einer Walzstahlplatte mit einer Dicke von 1,3 cm und zylindrischen Proben der Zusammensetzung mit einem Verhältnis Länge/Durchmesser von 4,0 durchgeführt. Bei Verwendung von Probendurchmessernvon 2,5, 2,8 und 3,0 cm (1,0, 1,1 und 1,2 in.) war der geringste Durchmesser, der eine Gleichgewichtsdetonation aufrechterhielt, 2,8 cm (1,1 in.).2. The critical limit diameter was determined with a card splitting device (without cards) using a J-2 explosion capsule, a 160 g pentolite booster, a rolled steel plate with a thickness of 1.3 cm and cylindrical samples of the composition with a Length / diameter ratio of 4.0 carried out. When using sample diameters of 2.5, 2.8 and 3.0 cm (1.0, 1.1, and 1.2 in.) Was the smallest diameter that sustained equilibrium detonation, 2.8 cm (1.1 in.).

3. Der kritische Durchmesser ohne Umgrenzung wurde unter Verwendung eines Atlaszünders und eines Verstärkers der Zusammensetzung B, welche auf der Testprobe montiert waren, die eine zylindrische Gestalt mit einem3. The unconfined critical diameter was determined using an Atlas fuse and an amplifier of Composition B mounted on the test sample having a cylindrical shape with a

Verhältnis Länge/Durchmesser von 4,0 besaß, bestimmt. Unter Verwendung von Probendurchmessern von 7,6; 10,2; 11,4 und 12,7 cm (3,0;, 4,0; 4,5 und 5,0 in.) war der geringste Durchmesser, der eine Gleichgewichtsdetonation erzielte, 11,4 cm (4,0 in.)Length / diameter ratio of 4.0 was determined. Using sample diameters of 7.6; 10.2; 11.4 and 12.7 cm (3.0; 4.0; 4.5 and 5.0 in.) Was the smallest diameter that achieved an equilibrium detonation, 11.4 cm (4.0 in.)

B-. Sicherheitsmerkmale B-. Security features

1. Stoßtests wurden an zwei Apparatetypen durchgeführt. Die erste Apparatur war die Apparatur des Bureau of Mines unter Einsatz eines Gewichtes von 2 kg. Es wurden 20 Versuche bei der Maximalhöhe von 100 cm durchgeführt; kein Versuch ergab eine Detonation. Zum Vergleich sei angegeben, daß der 50 %-Zündpunkt für die RDX Klasse 11/1 bei dieser Apparatur 30-33 cm beträgt.1. Impact tests were carried out on two types of apparatus. The first apparatus was the apparatus of the Bureau of Mines using a weight of 2 kg. There were 20 tests carried out at the maximum height of 100 cm; no attempt resulted in a detonation. For comparison it should be stated that the 50% ignition point for the RDX class 11/1 in this apparatus is 30-33 cm.

Die zweite Apparatur besaß ein Gewicht von 2,4 kg und eine maximale Fallhöhe von 320 cm und verschiedene Oberflächen, eine blanke, sandgestrahlte Werkzeugstahloberfläche und eine Schleifpapieroberflache. Die Tests wurden auf beiden Oberflächen durchgeführt und in keinem Fall trat eine Detonation auf bei 20 Versuchen auf jeder Oberfläche. Zum Vergleich sei angegeben, daß der 50 %-Zündpunkt für RDX Klasse 11/1 auf der Stahloberfläche 32 cm und auf der Schleifpapieroberflache 28 cm beträgt.The second apparatus had a weight of 2.4 kg and a maximum fall height of 320 cm and various Surfaces, a bare, sandblasted tool steel surface and a sandpaper surface. The tests were performed on both surfaces and no detonation occurred in 20 attempts on each Surface. For comparison, it should be stated that the 50% ignition point for RDX class 11/1 is on the steel surface 32 cm and 28 cm on the surface of the sandpaper.

2. Die Reibungsempfindlichkeit wurde bei einem Gleitreibungstest unter Anlegen einer Kraft von 4,45 N (250 Ib.) bei 2,4 m/sec (8 feet per second) durchgeführt. Bei 20 Versuchen erfolgte keine Detonation. Zum Vergleich sei angegeben, daß Tests mit Pentaerythrittetranitrat (PETN) unter Anwendung derselben Apparatur die folgenden Werte für den Maximaldruck ergaben, bei welchen 20 aufeinanderfolgende, negative Ergebnisse für die angegebene Meßtischgeschwindigkeit erhalten wurden:2. The friction sensitivity was measured in a sliding friction test with the application of a force of 4.45 N (250 lb.) at 2.4 m / sec (8 feet per second). With 20 attempts there was no detonation. For comparison, it should be stated that tests with pentaerythritol tetranitrate (PETN) using the same apparatus gave the following values for the maximum pressure, at which 20 consecutive, negative results were obtained for the specified measuring table speed:

Meßtischgeschwindigkeit Druck (N / (lbf)Measuring table speed pressure (N / (lbf)

(m/sec) / (ft/sec)(m / sec) / (ft / sec)

•',44• ', 44 (8)(8th) 1,781.78 (100)(100) 1,831.83 (6)(6) 3,563.56 (200)(200) 0,910.91 (3)(3) 12,512.5 (700)(700)

3. Die elektrostatische Empfindlichkeit wurde unter Einsatz einer Funkenentladung von 0,25 Joules bestimmt. Keine Zündung erfolgte bei 20 aufeinanderfolgenden Versuchen.3. The electrostatic sensitivity was determined using a spark discharge of 0.25 joules. No Ignition occurred in 20 consecutive attempts.

4. Die Detonationsempfindlichkeit wurde dadurch bestimmt, daß ein Würfel von 5,08 cm (2 in.) der Probe auf einem Bleizylinder gesetzt wurde und eine Zündkapsel Nr. 8 auf der Probenoberfläche angeordnet wurde, die Kapsel detoniert wurde und der Zylinder auf Deformation (Pilzbildung) als Anzeichen der Detonation untersucht wurde. Bei jedem von fünf Tests ergab die Explosionskraft nur ein eingedrücktes Loch von etwa 0,64 cm (1/4 in.) in dem Würfel und versengte seine Oberfläche. Jedoch trat keine Detonation des Zylinders bei irgendeinem der Tests auf.4. Detonation sensitivity was determined by placing a 5.08 cm (2 in.) Cube of the sample on a Lead cylinder was set and a No. 8 primer was placed on the sample surface, the capsule was detonated and the cylinder was examined for deformation (fungus formation) as a sign of detonation. For each of five tests, the explosive force only resulted in a depressed hole of about 0.64 cm (1/4 in.) In it Dice and scorched its surface. However, no detonation of the cylinder occurred in any of the tests.

5. Die Kartenspalttests bestanden aus einem NOL-Standardtest5. The card gap tests consisted of a standard NOL test

(NOL = Naval Ordnance Laboratory) unter Verwendung einer Probengröße von 14,0 cm (5,5 in.) Länge und 4,76 cm (1-7/8 in.) Durchmesser, einer quadratischen Stahlmeßplatte von 15,2 cm Kantenlänge und 0,95 cm Stärke, zwei Pentolitpellets von 5,1 cm (2 in.) Durchmesser und einer J-2-Zündkapsel, bei einem Test in größerem Maßstab wurde eine Probengröße von 28,6 cm Länge und 7,5 cm Durchmesser, eine quadratische Stahlmeßplatte von 20,3 cm Kantenlänge und einer Dicke von 1,3 cm, einem Pentolitpellet von 8,9 cm Durchmesser und ein Atlasverstärker eingesetzt. Bei dem NOL-Test betrug der Kartenspalt für einen 50 %-Zündpunkt 0,76 cm. Bei dem Test in größerem Maßstab betrug der 50 %-Spalt 2,4-2,5 cm.(NOL = Naval Ordnance Laboratory) using a Sample size 14.0 cm (5.5 in.) Long and 4.76 cm (1-7 / 8 in.) Diameter, a square steel platen of 15.2 cm edge length and 0.95 cm thickness, two pentolite pellets 5.1 cm (2 in.) In diameter and a J-2 primer, in a larger-scale test, a sample size of 28.6 cm in length and 7.5 cm in diameter, a square steel measuring plate with an edge length of 20.3 cm and a thickness of 1.3 cm, a pentolite pellet of 8.9 cm in diameter and an atlas amplifier used. In the NOL test, the card gap was for a 50% spark point 0.76 cm. In the larger scale test, the 50% gap was 2.4-2.5 cm.

6. Die Kugelstoßtests wurden unter Verwendung von 12,7 cm6. The shot put tests were carried out using a 12.7 cm

(5 inch) χ 50,8 cm (20 inch)-Proben, eingefaßt in mit Kappen versehene Stahlhülsen durchgeführt. Die verwendeten Kugeln waren panzerbrechende Kugeln. Bei drei Tests wurden die Kugeln in die Seite der Proben gefeuert. Die Kugeln traten durch die Probe und aus der entgegengesetzten Seite des Rohres in jedem Fall aus. Bei drei weiteren Tests wurden die Kugeln in das Ende der Probe gefeuert. Bei zwei dieser Tests wurden die Kugeln innerhalb der Probe eingefangen. Bei dem dritten Test wanderte die Kugel ungefähr 30,5 cm in die Probe, dann trat sie aus dem Rohr durch die Seite aus. Bei allen diesen sechs Tests glimmten die Proben für 30-40 min im Anschluß an den Kugelaufprall. Die anschließende Inspektion zeigte di e Anwesenheit eines schwarzen Rückstandes in den Rohren. Keine heftige Reaktion oder ein Bruchunfall irgendeiner Art trat bei einem der sechs Tests auf.(5 inch) χ 50.8 cm (20 inch) samples, enclosed in with caps provided steel sleeves carried out. The bullets used were armor-piercing bullets. In three tests the balls were fired into the side of the samples. The bullets passed through the sample and from the opposite side of the Pipe in any case. In three additional tests, the bullets were fired into the end of the sample. With two of these In tests, the balls were trapped within the sample. On the third test, the ball migrated approximately 30.5 cm into the sample, then it emerged from the tube through the side. They glowed in all of these six tests Samples for 30-40 minutes following bullet impact. The subsequent inspection showed the presence of one black residue in the pipes. No violent reaction or breakage accident of any kind occurred in any of the six tests on.

7. SUSAN-Tests wurden unter Verwendung einer 3-inch-50-Kanone und einer Standardtestanordnung eines SüSAN-Projektilbechers durchgeführt. Bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 333 m/sec war die Energieabgabe äquivalent 40,0 g TNT (überdruck von 0,166 bar (2,4 psi overpressure).7. SUSAN tests were performed using a 3 inch 50 cannon and a standard SüSAN projectile cup test set-up carried out. At an impact speed of 333 m / sec, the energy output was equivalent to 40.0 g TNT (0.166 bar (2.4 psi overpressure).

C. Thermische Eigenschaften C. Thermal properties

1. Es wurde eine Differentialthermoanalyse bei unterschiedlichen Aufheizungsraten in einer abgeschlossenen, adiabatischen Umgebung mit folgenden Ergebnissen durchgeführt:1. It was a differential thermal analysis at different Heating rates performed in a closed, adiabatic environment with the following results:

Erhitzungs- Endothermer Exothermer Exothermer Zündung geschwindigkeit Spitzenwert Start SpitzenwertHeating Endothermic Exothermic Exothermic Ignition speed peak value start peak value

(°C/min)(° C / min) (°C)(° C) (°C)(° C) (°C)(° C) (°C)(° C) 55 170170 173173 194194 1010 166166 174174 188188 1515th 172172 178178 193193 2020th 172172 177177 192192 2525th 171171 177177 192192

Die Testwerte zeigen, daß der exotherme Start übereinstimmt und wiederholbar bei etwa 175°C ohne Rücksicht auf die Erhitzungsgeschwindigkeit liegt. Dies steht im Gegensatz zu den Erwartungen, da bei langsameren Aufheizungsgeschwindigkeiten im allgemeinen erwartet wird, daß sie niedrigere Starttemperaturen bzw. Einsetztemperaturen ergeben.The test values show that the exothermic start is consistent and repeatable at about 175 ° C regardless of the heating rate lies. This is contrary to expectations, as at slower heating rates in general, they are expected to result in lower onset temperatures.

2. Ein Zeit-zu-Explosionstest wurde dadurch durchgeführt, daß der ausgehärtete Sprengstoff in Zylindern von 6,35 mm Durchmesser geschnitten wurde und dann die Zylinder mit einem Mikrotom zu flachen Scheiben geschnitten und die Scheiben in eine leere Aluminiumzündkapsel mit einem Stopfen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Geometrie eingesetzt wurden. Die beladenen Kapseln wurden dann in ein vorerhitztes Bad einfallen gelassen, und die bis zur Explosion erforderliche Zeitspanne wurde bei progressiv niedrigeren Temperaturen gemessen, bis keine Explosion mehr auftrat, d.h, Zeitdauer = unendlich. Die niedrigste Temperatur, bei welcher eine Explosion auftrat, betrug 175°C (347°F).2. A time-to-blast test was carried out in that the cured explosive was cut into cylinders 6.35 mm in diameter and then the cylinders with a Cut the microtome into flat slices and place the slices in an empty aluminum primer with a stopper Maintaining a constant geometry were used. The loaded capsules were then placed in a preheated Bad collapsed and the time required to explode became progressively lower Temperatures measured until no more explosion occurred, i.e. duration = infinite. The lowest temperature at which an explosion occurred was 175 ° C (347 ° F).

3. Die Vakuumstabilität wurde unter Verwendung einer 0,5 g Probe bei einem Druck von etwa 665 Pa (5 mm Hg) (Absolut-, druck) und Erhitzen auf 38°C (100⁰F) während 48 h bestimmt. Die Gasentwicklungsgeschwindigkeit am Ende dieser Periode betrug 0,107 ml/g.3. The vacuum stability was measured using a 0.5 g sample at a pressure of about 665 Pa (5 mm Hg) (absolute pressure) and heating at 38 ° C (100 ⁰ F) for 48 hours determined. The gas evolution rate at the end of this period was 0.107 ml / g.

4. Ein Wachstumstest wurde durchgeführt, um den Einfluß der Temperatur auf das irreversible Wachstum festzustellen. Entsprechend der Testarbeitsweise wurde die Probe 30 mal zwischen -54°C und 122°C (-65°F/140°F) zyklisch aufgeheizt und wieder abgekühlt. Es war kein Anzeichen eines Ausschwitzens festzustellen, und die Volumenänderung betrug nur 0,02 %.4. A growth test was carried out to determine the influence of temperature on irreversible growth. Following the test procedure, the sample was cycled 30 times between -54 ° C and 122 ° C (-65 ° F / 140 ° F) and cooled down again. There was no sign of exudation and the change in volume was only 0.02%.

5. Die Tests auf "Durchgehen" wurden unter Verwendung von Proben mit einem Durchmesser von 12,7 cm (5 in.) und einer Länge von 50,8 cm (20 in.) durchgeführt, welche von5. "Runaway" tests were performed using specimens 12.7 cm (5 in.) In diameter and one Length of 50.8 cm (20 in.) Carried which by

38°C (100°F) mit einer Geschwindigkeit von 3,3°C/h (6°F/h) erhitzt wurden, bis die Reaktionstemperatur oder eine Temperatur von 149°C (300°F) erreicht war.38 ° C (100 ° F) at a rate of 3.3 ° C / h (6 ° F / h) heated until the reaction temperature or a temperature of 149 ° C (300 ° F) was reached.

Die zum Zeitpunkt der Reaktion der drei Proben gemessenen Temperaturen waren wie folgt:The temperatures measured at the time the three samples reacted were as follows:

Temperaturen bei der ReaktionTemperatures during the reaction

Innentemperatur (⁰C) / ( F) Außentemperatur (Hauttemperatur) Inside temperature ( ⁰ C) / (F) outside temperature (skin temperature)

277277 (⁰C)( ⁰ C) // ( F)(F) 136136 288288 197197 386386 142142 284284 143143 289289 140140 145145 294294

In keinem Fall trat eine heftige Reaktion auf.In no case was there a violent reaction.

6. Tests auf "rasches Durchgehen" wurden unter Verwendung eines Holz-Kerosinfeuers bei Temperaturen im Bereich von 427°C bis 816°C) (800°F bis 1500⁰F) durchgeführt, wobei die Proben in mit Gußeisenendkappen abgedichtete Rohre eingegossen waren. Drei dieser Tests wurden durchgeführt. In jedem Fall brachen die Endkappen nach etwa 3 min, und der Sprengstoff brannte heftig für etwa 30 see. Keine heftige Reaktion trat in einem beliebigen dieser Tests auf.6. Tests to "rapid runaway" were measured using a wood kerosene fire at temperatures ranging from 427 ° C to 816 ° C) (800 ° F conducted to 1500 ⁰ F), the samples were poured into sealed with Gußeisenendkappen pipes. Three of these tests were performed. In each case the end caps broke after about 3 minutes and the explosives burned violently for about 30 seconds. No violent reaction occurred in any of these tests.

7. Für die Testzündung und das nichtbegrenzte Abbrennen wurde eine Würfelprobe von 5,08 cm (2 in.) auf einem Bett aus mit Kerosin getränktem Sägemehl angeordnet, und das Sägemehl wurde mit einem Elektrozünder gezündet. Zwei dieser Tests wurden durchgeführt. In jedem Fall brannte der Würfel ruhig bis zum Schluß in annähernd 200 see ohne Explosion ab. Die Tests wurden dann unter Verwendung von vier Würfeln von 5,08 cm, die zusammen in einer einzelnen Reihe angeordnet waren, wiederholt. In diesem Fall brannten die Würfel etwa7. For the test ignition and unlimited burn, a 5.08 cm (2 in.) Cube sample was placed on a bed of with Kerosene-soaked sawdust was arranged, and the sawdust was ignited with an electric igniter. Two of these tests have been performed. In any case, the cube burned quietly to the end in approximately 200 seconds without an explosion. the Tests were then carried out using four cubes of 5.08 cm placed together in a single row were repeated. In this case the dice were about on fire

214 sec ohne Explosion. In allen diesen Tests war das Abbrennen so milde, daß es schwierig war, das Brennen der · Probe von dem Abbrennen des mit Kerosin getränkten Sägemehls zu unterscheiden.214 sec without explosion. In all of these tests the burn was so mild that it was difficult to keep the sample burning from the burning of the kerosene-soaked sawdust to distinguish.

8. Die thermische Stabilität wurde dadurch untersucht, daß eine Würfelprobe von 5,08 cm (2 in.) in einem explosionssicheren Ofen mit konstanter Temperatur bei 75°C für 48 h angeordnet wurde. Es trat keine Explosion, Zündung oder Änderung der Konfiguration der Probe auf.8. Thermal stability was tested by placing a 5.08 cm (2 in.) Cube sample in an explosion-proof Constant temperature oven was placed at 75 ° C for 48 h. There was no explosion, or ignition Change the configuration of the sample.

Example 2

Unter Verwendung der Formulierung und der Gießarbeitsweise von Beispiel 1 wurden eine Sprengstoffzusammensetzung aus folgenden Bestandteilen hergestellt:Using the formulation and casting procedure of Example 1, an explosive composition was made from the following Components manufactured:

Ingredient% by weight

Ammoniumpicrat, Teilchengröße 140 um 70Ammonium picrate, particle size 140 around 70

Cyclo-1,3_/5-trimethylen-2,4_/6-trimitramin 10 Teilchengröße 4 umCyclo-1,3 _/ 5-trimethylene-2,4 _/ 6-trimitramine 10 particle size 4 µm

Polybutadien mit endständigen Hydroxy- 20 gruppen-Diisocyanatbindemittel, Mol.Gew. = 2000 plus Diethanololeamid Polybutadiene with terminal hydroxyl groups diisocyanate binder, Mole weight = 2000 plus diethanol oleamide

Die Explosions- und Stabilitätseigenschaften wurden unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweisen mit folgenden Ergebnissen bestimmt:The explosion and stability properties have been applied the working methods described in Example 1 with the following results:

A. Explosive properties

1. Detonationsgeschwindigkeit im Gleichgewichtszustand = 6,9 mm/sec.1. Detonation velocity in equilibrium = 6.9 mm / sec.

2. Kritischer Grenzdurchmesser: 3,8 cm (1,5 inch)2. Critical limit diameter: 3.8 cm (1.5 inch)

B. Sicherheitseigenschaften B. Security Features

1. Stoß, 2 kg: 100 cm.1st push, 2 kg: 100 cm.

2. Reibung, Gleiten (4,45 N; 2,4 m/sec: keine Detonation bei zwanzig Versuchen.2. Friction, sliding (4.45 N; 2.4 m / sec: no detonation in twenty attempts.

Reibung, Rotieren (4000 g, 2000 Upm) : keine Detonation bei zehn Versuchen.Friction, rotation (4000 g, 2000 rpm): no detonation in ten attempts.

3. Elektrostatische Empfindlichkeit, 0,25 Joules: keine Detonation bei zwanzig Versuchen.3. Electrostatic sensitivity, 0.25 joules: no detonation in twenty attempts.

4. Detonationsempfindlichkeit, Zündkapsel Nr. 8: keine Detonation bei fünf Versuchen.4. Detonation sensitivity, primer No. 8: no detonation in five attempts.

5. NOL-Kartenspalttests: 1,5-1,6 cm (0,60-0.65 inch).5. NOL card gap tests: 1.5-1.6 cm (0.60-0.65 inch).

C. Thermische Eigenschaften C. Thermal properties

1. Differentialthermoanalyse: Einsetzen des exothermen Spitzenwertes: 2O8°C (4O6°P).1. Differential thermal analysis: onset of the exothermic peak: 208 ° C (406 ° P).

2. Zündung und Abbrennen ohne Umgrenzung: Einzelwürfel von 5,08 cm: Abbrennen in 4 min, keine Explosion; vier Würfel von 5,08 cm: Abbrennen in 5 min; keine Explosion;2. Ignition and burning without delimitation: single cube of 5.08 cm: burning in 4 min, no explosion; four 5.08 cm cubes: burn in 5 minutes; no explosion;

3. Thermische Stabilität, Würfel von 5,08 cm, 48 h bei 75°C: keine Explosion, Zündung oder Veränderung der Konfiguration.3. Thermal stability, cube of 5.08 cm, 48 h at 75 ° C: no explosion, ignition or change in the Configuration.

Example 3

Dieses Beispiel zeigt den Effekt der Veränderung der Teilchengröße und der Menge des sensibilisierenden Sprengstoffes auf die Empfindlichkeit der Gesamtzusammensetzung. Die letztere wird hier in Werten des NOL-Kartenspalttests, wie er zuvor in Beispiel 1 unter "Sicherheitseigenschaften", Test No. 5, beschrieben wurde, ausgedrückt. Der Hauptsprengstoff und der sensibilisierende Sprengstoff und das Bindemittel waren die gleichen, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden. Die Testergebnisse sind im folgenden in Werten der Anzahl der eingesetzten Karten angegeben, wobei jede Karte eine Stärke vonThis example shows the effect of changing the particle size and the amount of the sensitizing explosive to the sensitivity of the overall composition. The latter is used here in values of the NOL card gap test, as previously described in Example 1 under "Security Properties", Test No. 5 was expressed. The main explosive and the sensitizing explosive and the binder were those same as used in Example 1. The test results are given below in terms of the number of cards used, with each card having a strength of

0,0254 cm (0,01 in.) besaß. Die Angabe "minus" bedeutet, daß keine Zündung auftrat, während die Angabe "plus" zeigt, daß Zündung auftrat.0.0254 cm (0.01 in.). The indication "minus" means that no ignition occurred while the indication "plus" indicates that ignition occurred.

RESULTS OF THE NOL CARD GAP TEST

Zusammensetzungcomposition abzüglichless 22 -- Bindemittelbinder 3030th (Gew.-%)(Wt .-%) Anzahlnumber der Kartenof the cards NitroguanidinNitroguanidine RDXRDX 55 -- 2525th Minusminus Plusplus 60 um60 um 150 um 1150 by 1 2222nd 5 um 4 um5 by 4 um — —- - 70,5070.50 00 5858 1010 -- 1212th 8080 70,7570.75 5858 1515th -- 77th 7070 5050 6565 -- -- 2020th 50,7050.70 4242 5858 1515th 2O2O 55,7055.70 4040 5858 1717th 7575 7070 5656 2424 50,7050.70 3535 5858 2222nd 100100 85,9585.95 5858 - -- - 45,7045.70 4040 6060 2020th 7070 50,6050.60 5050 60,7060.70 5050 6565 50,7050.70 3030th 6565

Claims

MANITZ, FINSTERWALD & ROTERMUND3 ^ 59 GERMAN PATENT LAWYERS DR. GERHART MANITZ · dipl-phys. MANFRED FINSTERWALD dipl-ing., Dipl-economic-ing. AEROJET-GENERAL CORPORATION ΛΛ ^ ΛΛ,, _. m ^. ^ j, - -r ι ι WERNER GRÄMKOW DIPL-ING. (1939-1982) 10300 North T-orrey Pines Road, La Jo 11a BRITISH CHARTERED PATENT AGENT California 92037, USA 'James g. Morgan b.se. (physj.dms APPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES L1OFRCE EUROPEEN DES BREVETS 8000 MÜNCHEN 22 ROBERT-KOCH-STRASSE TELEPHONE 8967 ) 29 75 75 (Gr. II + III) TELEGRAMS INDUSTRIAL PATENT MUNICH UNSERZEicHEN Lo / Sv-A 3403 date December 23, 1985 Pourable, insensitive high-performance explosives Patent claims

1. Pourable explosives composition, characterized in that that it includes:

(a) from about 50 to about 75 weight percent of a particulate high performance explosive caused by an initial explosive consisting of lead azide only
cannot be ignited;

(b) about 5 to about 35 weight percent of a particulate High-performance explosive, which is caused by an initial explosive consisting only of lead azide can be ignited; and

(.c) about 10 to about 40 weight percent of too solid a form curable, flowable binder.

2. Composition according to claim 1, characterized in that component (a) by a combination of lead azide and tetryl in which the amount of tetryl is less than 0/10 g cannot be ignited and that component (b) can be ignited by less than about 0.5 grams of lead azide can.

3. Composition according to claim 1, characterized in that component (a) has an impact test value of about 110% to about 500% relative to TNT, and that ingredient (b) has an impact test value of about 25% to about 100%, relative to TNT, owns.

4. Composition according to claim 1, characterized in that component (a) has an impact test value of about 150% to about 300%, relative to TNT, and that ingredient (b) has an impact test value of about 30% to about 65%, relative to TNT, owns.

5. The composition of claim 1 wherein component (a) has a cleavage test value of at least about 75%, relative to TNT, owns.

6. The composition of claim 1, characterized in that it comprises about 55% to about 65% of component (a), from about Comprises 10% to about 30% of component (b) and from about 15% to about 25% of component (c).

7. Composition according to claim 1, characterized in that the ratio of the average particle size of the component (a) to component (b) is from about 5: 1 to about 20: 1.

8. Composition according to claim 1, characterized in that the average particle size of component (b) is from about 0.5 to about 50 µm in diameter.

9 «Composition according to claim 1, characterized in that the average particle size of component (b) is from about 1 to about 20 µm in diameter.

10. The composition of claim 1 characterized in that it further comprises from about 10 to about 30 weight percent powdered Contains aluminum with a particle size less than 0.15 mm.

11. Pourable explosives mixture, characterized in that it includes:

(a) about 55 to about 65 weight percent of a particulate High-performance explosive, which is caused by an initial explosive consisting only of lead azide or by one of a combination of lead azide and tetryl, the amount of tetryl being less than about 0.10 g, existing initial explosives cannot be ignited, which has an impact test value of about 150% to about 300%, relative to TNT, and which has a cleavage test value of at least about 75%, relative to TNT, possesses;

(b) about 10 to about 30 weight percent of a particulate High-performance explosives that are released by a merely detonated initial explosive consisting of lead azide in an amount less than about 0.5 g and which has an impact test value of about 30% to about 65% relative to TNT, and

(c) about 15 to about 25% by weight of a solid-curable, flowable binder.

12. The composition according to claim 1, characterized in that component (a) consists of nitroguanidine, guanidine nitrate, ammonium picrate, 2,4-diamino-1,3,5-trinitrobenzene, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene, Ethylenediamine dinitrate, potassium perchlorate, Potassium nitrate, lead nitrate and mixtures thereof, and that component (b) is selected from cyclo-1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine, Cyclotetramethylenetetranitramine, 2,4,6-trinitrotoluene, and mixtures thereof.

13. Composition according to claim 1, characterized in that the component (a) from nitroguanidine, ammonium picrate, 2,4-diamino-1,3,5-trinitrobenzene, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene and mixtures thereof, and that component (b) is selected from cyclo-1 ^, S-trimethylene ^^ ö-trinitramine, Cyclotetramethylenetetranitramine, 2,4,6-trinitrotoluene and Mixtures thereof is selected.

14. Composition according to claim 1, characterized in that the flowable binder made of polybutadienes with terminal Hydroxy groups, polybutadienes with terminal carboxy groups and silicone rubbers is selected.

15. Composition according to claim 1, characterized in that they have a detonation speed of at least about 6.5 km / sec and has a critical critical diameter of no more than about 101.6 mm (4 inches).

16. The composition of claim 1, characterized in that it has a detonation velocity of at least about 7.0 km / sec and a critical limit diameter of no more than about 50.8 mm (2.0 inches).

17. Pourable explosives composition, characterized in that that it includes:

(a) about 55 to about 65 weight percent nitroguanidines

(b) about 10 to about 30 weight percent cyclo-1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine; and

(c) from about 15 to about 25 percent by weight of a binder composed of polybutadiene with terminal hydroxyl groups.

18. Solid, cast explosives composition, characterized in that that it includes:

(a) from about 50 to about 75 weight percent of a particulate high performance explosive, which is not ignited by an initial explosive consisting only of lead azide can be?

(b) about 5 to about 35 wt .-% of a particulate high-

high-performance explosive that can be detonated by an initial explosive consisting only of lead azide; and
(c) about 10 to about 40% of a cured binder.

19. Composition according to claim 18, characterized in that that the component. (a) by a combination of lead azide and tetryl wherein the amount of tetryl is less than about Is 0.10 g, cannot be ignited, and that ingredient (b) is inhibited by less than about 0.5 g of lead azide can be ignited.

20. Composition according to claim 18, characterized in that component (a) has an impact test value of about 110 to about 500% relative to TNT, and that ingredient (b) has an impact test value of about 25 to about 100% relative to TNT.

21. Composition according to claim 18, characterized in that component (a) has an impact test value of about 150% to about 300% relative to TNT, and that ingredient (b) has an impact test value of about 30 to about

- • ■ 65%, relative to TNT, owns.

22. Composition according to claim 18, characterized in that that ingredient (a) has a cleavage test value of at least about 75% relative to TNT.

23. Composition according to claim 18, characterized in that that they are about 55 to about 65% of ingredient (a), about 10 to about 30% of ingredient (b), and about 15 to comprises about 25% of the component Cc).

24. Composition according to claim 18, characterized in that that the ratio of the average particle size of the component (a) to component (b) is from about 5: 1 to about 20: 1.

25. Composition according to claim 18, characterized in that the average particle size of component (b) is from about 0.5 to about 50 µm in diameter.

26. Composition according to claim 18, characterized in that the average particle size of the component (b) of about up to about 20 µm in diameter.

27. Composition according to claim 18, characterized in that they also contain about 10 to about 30% by weight of powdered aluminum with a particle size of less than 0.15 mm includes.

28. Solid, cast explosives composition, characterized in that that it includes:

(a) about 55 to about 65 weight percent of a particulate high performance explosive, that by an initiator consisting only of lead azide or by one of a combination an initiator consisting of lead azide and tetryl in which the amount of tetryl is less than about 0.10 g cannot be ignited, which has an impact test value of about 150% to about 300%, relative to TNT, and that has a cleavage test value of at least about 75% relative to TNT?

(b) from about 10 to about 30 weight percent of a particulate high performance explosive, that of one consisting only of lead azide in an amount less than about 0.5 g Initial explosive can be ignited, and has an impact test value of about 30% to about 65%, relative to TNT; and

(c) about 15 to about 25 weight percent of a cured binder.

29. The composition according to claim 18, characterized in that component (a) consists of nitroguanidine, guanidine nitrate, Ammonium picrate, 2,4-diamino-1,3,5-trinitrobenzene, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene, Ethylene diamine dinitrate,

Potassium perchlorate, potassium nitrate, lead nitrate and mixtures is selected from these, and that component (b) is selected from cyclo-1,3,5-trimethylene ~ 2,4,6-trinitramine, cyclotetramethylenetetranitramine, 2,4,6-trinitrotoluene and mixtures thereof.

30. Composition according to claim 18, characterized in that that the component (a) consists of nitroguanidine, ammonium picrate, 2,4-diamino-1,3,5-trinitrobenzene, 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene and mixtures thereof, and that component (b) is selected from cyclo-1,3,5-trimethylene-2,4,6-trinitramine, Cyclotetramethylenetetranitramine, 2,4,6-trinitrotoluene, and mixtures thereof.

31. Composition according to claim 18, characterized in that the flowable binder of polybutadienes with terminal hydroxyl groups, polybutadienes with terminal carboxy groups and silicone rubbers is.

32. The composition of claim 18, characterized in that it has a detonation velocity of at least about 6.5 km / sec and a critical limit diameter of no more than about 101.6 mm (4.0 inches).

33. Composition according to claim 18, characterized in that it has a detonation velocity of at least about 7.0 km / sec and a critical limit diameter of at most about 50.8 mm (2.0 inches).

34.- Solid, cast explosives f ζ us wet wet, characterized in, that it includes:

(a) about 55 to about 65 weight percent nitroguanidine?

(c) from about 15 to about 25 weight percent of a terminated polybutadiene Hydroxy groups as binders.

35. A method for producing a solid, cast explosives product, characterized in that it includes:

(a) Combine the following ingredients to form a substantially uniform suspension:

(i)

(ü)

(üi)

and

about 50 to about 75 weight percent of a particulate high performance explosive which cannot be ignited by an initial explosive consisting of lead azide and which has an impact test value of about 110 to about 500% relative to TNT; about 5 to about 35 weight percent of a particulate high performance explosive which can be ignited by an initial explosive consisting only of lead azide and which has an impact test value of about 25 to about 100% relative to TNT; and

about 10 to about 40% by weight of a flowable binder which can be hardened to a solid form *

(b) hardening of this suspension in a form of preselected shape to solid form.

36. The method according to claim 35, characterized in that a ratio of the average particle sizes of the component (a) is applied to ingredient (b) from about 5: 1 to about 20: 1.

37. The method according to claim 35, characterized in that a component (b) is used, the average particle size of which is from about 0.5 to about 50 µm in diameter.

35A5983

38. The method according to claim 35 , characterized in that a component (b) is used, the average particle size of which is from about 1 to about 20 µm in diameter.

39. The method according to claim 35, characterized in that as a flowable binder a polybutadiene with terminal hydroxyl groups, a polybutadiene with terminal Carboxy groups or a silicone rubber is used.

40. Process for the manufacture of a solid, molded explosive product, characterized in that it comprises:

(a) Combine the following ingredients to form a substantially uniform suspension: (i) about 55 to about 65 weight percent nitroguanidine; (ii) about 10 to about 30 wt .-% cyclo-1,3,5-tri-

methylene-2,4,6-trinitramine; and (iii) about 15 to about 25 weight percent of a polybutadiene

with terminal hydroxyl groups as binders; and

(b) curing the suspension in a form of preselected Shape in solid form.