DE3616004C2 - Zündmittel-Zusammensetzung - Google Patents

Zündmittel-Zusammensetzung

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Description

Die Erfindung betrifft Zündmittel-Zusammensetzungen für Handfeuerwaffenmunition und ähnliches.
Zündmittel-Zusammensetzungen (primer compositions) für Schußwaffen enthalten im allgemeinen drei Hauptkomponen­ ten, die aus einem oder mehreren schlagempfindlichen Sprengstoffen, die als Zündsatz dienen, einer Brennstoff­ quelle und einer oder mehreren oxidierenden Verbindungen bestehen. Die Brennstoffquelle dient als Flammenerzeuger und Verbrennungsmodifizierungsmittel. Die oxidierenden Verbindungen liefern Sauerstoff für die Brennstoffquelle. Außerdem können andere Inhaltsstoffe vorhanden sein, einschließlich chemischer Bindemittel und sensibilisie­ render Materialien.
Zündmittel-Zusammensetzungen für Schußwaffen benutzten größtenteils eine Kombination von Bleistyphnat als zündendes Sprengmittel, Antimonsulfid und Aluminium als Brennstoffe und Bariumnitrat als Oxidationsmittel in verschiedenen Verhältnissen. Diese zündenden Zusammen­ setzungen erzeugen, wenn sie gezündet sind, toxische Oxide von Blei und Barium, die in bestimmten Situationen, wie dem Schießen im Inneren eines Raumes, mögliche Gesundheits- und Umweltgefahren hervorrufen.
Aus der DE 31 05 060 C1 ist eine Zündstoffmischung bekannt, die ein sehr heiß verbrennendes Metallpulver, Ammoniumperchlorat als Oxidationsmittel und einen nichtmetallischen Sekundär­ sprengstoff mit relativ niedrigem Verpuffungspunkt enthält, um eine Geschoßzerlegerladung definiert zu initiieren.
Aus der DE-AS 28 08 394 ist ein Zündstoffgemisch bekannt, das zum überwiegenden Anteil gefährliche Materialien, wie Bleiacid, Bleitricinat und Bariumnitrat enthalten kann.
Der aus der DE-AS 26 33 168 bekannte Verzögerungsdetonator enthält Bleiacid und Bleitricinat.
Aus der DE-AS 11 32 848 ist eine Zündladung bekannt, die aus einem mit Zündgemisch imprägnierten, hochpolymeren Kunststoffschwamm besteht. Die Imprägnierung kann aus Blei oder quecksilberhalti­ gen Verbindungen bestehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zündmittelzusammen­ setzung für in Handfeuerwaffen verwendbare Munition zu schaffen, von der minimale Umweltgefahren ausgehen und die insbesondere keine toxischen Verbrennungsnebenprodukte, die Blei, Barium oder andere gefährliche Materialien enthalten, erzeugt. Ferner soll die Zündmittelzusammensetzung bei hoher Feuchtigkeit hergestellt werden können, ohne daß schädliche Nebenreaktionen auftreten.
Die Aufgabe wird durch eine Zündmittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst.
Die erfindungsgemäße Zündmittelzusammensetzung erzeugt keine toxischen Verbrennungsnebenprodukte, wie etwa Blei oder Barium, und ist darüber hinaus bei hoher Feuchtigkeit herstellbar.
Diazol-, Triazol- und Tetrazolverbindungen einschließlich Diazodinitrophenol und Tetracen sind geeignete nichtme­ tallische Sprengstoffe. Jedoch ist Diazodinitrophenol bevorzugt, da es direkt aus leicht erhältlichen Ausgangs­ materialien hergestellt werden kann. Außerdem ist Diazodinitrophenol ein relativ sicheres Material vergli­ chen mit Verbindungen, die Blei oder andere Schwermetalle enthalten.
Brennstoffquellen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind die, die allgemein im Stand der Technik bekannt sind, einschließlich Aluminium, Anti­ monsulfide, Titan, Calciumsilicid, Nitrocellulose und Zirconium.
Die meisten Zündmittel-Zusammensetzungen, einschließlich denen der vorliegenden Erfindung, werden bei hoher Feuchtigkeit hergestellt, um eine zufällige Detonation durch Hitze, Schlag oder Stoß zu vermeiden. Viele Sauerstoffdonatoren wie Calciumperoxid, Magnesiumperoxid und alle wasserlöslichen Nitrate (einschließlich Natrium­ nitrat und Kaliumnitrat) erzeugen schädliche chemische Nebenreaktionen, wenn sie mit anderen Zündmittelinhalts­ stoffen bei hoher Feuchtigkeit zusammenkommen. Solche Reaktionen führen zu einem geringwertigeren Produkt mit einer verminderten Empfindlichkeit gegen Schlag. Es wurde gefunden, daß Mangandioxid im Gegensatz zu anderen Oxidationsmitteln bei hoher Feuchtigkeit verwendet werden kann und als einziges oder überwiegendes Oxida­ tionsmittel mit anderen Inhaltsstoffen ein befriedigen­ des Zündmittel ergibt, das keine toxischen Rückstände ergibt, wenn es brennt. Mangandioxid ist unlöslich in Wasser und reagiert nicht auf schädliche Weise mit anderen Inhaltsstoffen während des Herstellungsverfah­ rens bei hoher Feuchtigkeit. Außerdem ist es ein hoch­ wirksamer Sauerstoffdonator. Es kann entweder syntheti­ sches Mangandioxid oder natürliches Mangandioxid (Erz) verwendet werden, obwohl die synthetischen Formen bevorzugt sind. Die höhere Reinheit von synthetischem Mangandioxid macht es zu einem überlegenen Sauerstoffdo­ nator.
Zusätzlich zu den obigen Komponenten können Bindemittel zugegeben werden. Solche Bindemittel schließen übli­ cherweise Gummiarabicum, Tragantgummi und Gelatine ein. Sensitivierende Materialien können auch zugegeben werden. Pulverförmiges Glas, Titan, Calciumsilicid und Tetracen stellen die üblicherweise bekannten sensitivie­ renden Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, dar.
Sekundäre Sprengstoffe können auch zugegeben werden. Solche sekundären Sprengstoffe werden verwendet, um den Sprengstoffcharakter des Zündmittels zu verändern, abhängig von der gewünschten Verwendung. Diese Materia­ lien schließen Verbindungen ein, die dem Stand der Technik bekannt sind, ausschließlich solcher, die Blei, Barium, Quecksilber oder andere nachteilige Elemente enthalten. Bevorzugte sekundäre Sprengstoffe schließen nitrierte Ester wie Pentrit und Nitromannit ein.
Zündmittel unter Verwendung von Mangandioxid als einzi­ gem Oxidationsmittel neigen dazu exzessiv hohe Drucke hervorzurufen. Daher ist es bevorzugt, daß ein sekundä­ res Oxidationsmittel verwendet wird. Strontiumperoxid und Zinkperoxid sind geeignete Sekundäroxidationsmittel. Jedoch bietet Zinkperoxid weniger Probleme mit der Toxizität des Rückstandes und ist bevorzugt.
Die chemischen Komponenten der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Verhältnissen kombiniert werden, abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Endproduk­ tes. Tabelle 1 stellt allgemein die möglichen Inhaltsstoff­ kombinationen der vorliegenden Erfindung dar.
Chemische Komponente
Gew.-%
Nichtmetallischer Primärsprengstoff (z. B. Diazodinitrophenol)
20-40
Sensitivierungsmittel 0-10
Brennstoff 15-30
Sekundärsprengmittel 0-50
Mangandioxid 10-50
Sekundäroxidationsmittel 0-20
Bindemittel 0-2
Erläuternde Beispiele der vorliegenden Erfindung sind unten angegeben:
Bei Durchführung der nachstehend angegebenen 2 Beispiele wurden das Diazodinitrophenol, Tetracen und Nitrocellu­ lose zuerst in feuchtem Zustand hergestellt und enthiel­ ten 20%, 35% bzw. 15% Wasser. Diese Materialien wurden dann gemischt und anschließend wurde atomi­ siertes Aluminiumpulver (Brennstoff) zugegeben. Als nächstes wurden Mangandioxid und Zinkperoxid (enthaltend Zinkoxid als Verunreinigung) kombiniert, um eine trocke­ ne Mischung zu bilden. Diese Mischung wurde anschließend mit den anderen oben beschriebenen Inhaltsstoffen, kombiniert. Ein Bindemittel, das Gummiarabicum, Tragant­ gummi, Gelatine und Wasser (65%) enthielt, wurde dann zugegeben. In Beispiel IIa wurde Kieselsäure als Sensibi­ lisierungsmittel zugegeben.
Die vollständige feuchte Zündmittelmischung wurde in einer perforierten Platte gepreßt, um Pellets einer gewünschten Größe zu formen, um sie in Zündhütchenhül­ sen zu füllen. Nach dem Füllen der Hütchen wurde ein Folienpapier auf die feuchte Füllung gestopft, eine Schicht eines dichtenden Lackes über der Folie ange­ bracht und die Zünder in einem trockenen Behälter bei 32,2°C getrocknet.
Nach dem Trocknen wurden die Zünder einem üblichen "Falltest" unterworfen, wobei ein Durchschnittsgewicht von 54,8 g verwendet wurde, das auf einen Schlagbolzen fallen gelassen wurde. Die "durchschnitt­ liche Zündungshöhe", die unten angegeben ist, ist die Fallhöhe, bei der 50% der Zünder zündeten und 50% nicht zündeten. Eine weitere Anzahl von Zündmitteln wurde in 9 mm Luger-Patronen geladen und auf ballistische Eigenschaften im Vergleich mit Patronen unter Verwendung von Standardzündmitteln auf Basis von Bleistyphnat getestet. Die Ergebnisse waren wie folgt:
Beispiel 1
Diazodinitrophenol|25.0%
Tetracen 5.0%
Nitrocellulose 22.0%
Atomisiertes Aluminiumpulver 5.0%
Mangandioxid 24.0%
Zinkperoxid 10.5%
Zinkoxid 8.3%
Bindemittel 0.2%
Beispiel 2
Diazodinitrophenol|24.0%
Tetracen 6.0%
Nitrocellulose 22.0%
Atomisiertes Aluminiumpulver 5.0%
Mangandioxid 16.0%
Zinkperoxid 14.5%
Zinkoxid 11.3%
Bindemittel 0.2%
Kieselsäure 1.0%
Ergebnisse des Falltests - 50 Proben
Ballistische Eigenschaften - 10 Proben
Wie es für den Fachmann erkennbar ist, zeigen die obigen Ergebnisse, daß die Zusammensetzung der Erfindung sehr befriedigend ist für den gewünschten Zweck.

Claims (9)

1. Zündmittel-Zusammensetzung bestehend aus
  • (a) mindestens einem nichtmetallischen, schlag­ empfindlichen Primärsprengstoff, ausgewählt aus der Gruppe der Diazol-, Triazol- oder Tetrazol-Verbindungen,
  • (b) mindestens einer Brennstoffquelle,
  • (c) Mangandioxid als Primäroxidationsmittel und
  • (d) einem Sekundäroxidationsmittel, ausgewählt aus Strontium- und Zinkperoxid,
wobei die eingesetzte Menge an Sekundäroxidationsmit­ tel - bezogen auf das Gewicht - nicht größer als die des als Primäroxidationsmittel eingesetzten Mangandi­ oxids ist.
2. Zündmittel-Zusammensetzung enthaltend:
  • (a) 20 bis 40 Gew.-% nichtmetallisches Primärsprengstoffmaterial, ausgewählt aus der Gruppe der Diazol-, Triazol- oder Te­ trazol-Verbindungen,
  • (b) 0 bis 10 Gew.-% sensibilisierendes Materi­ al,
  • (c) 15 bis 30 Gew.-% Brennstoffmaterial,
  • (d) 0 bis 50 Gew.-% nichtmetallischer Sekundär­ sprengstoff,
  • (e) 10 bis 50 Gew.-% Mangandioxid als Primär­ oxidationsmittel,
  • (f) 0 bis 20 Gew.-% Sekundäroxidationsmittel, ausgewählt aus Zinkperoxid und Strontium­ peroxid, und
  • (g) 0 bis 2 Gew.-% Bindemittelmaterial,
wobei die Menge an Sekundäroxidationsmittel nicht größer als die des als Primäroxidationsmit­ tel eingesetzten Mangandioxids ist.
3. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 2, die 16 bis 24 Gew.-% Mangandioxid und 10,5 bis 14,5 Gew.-% Zinkperoxid enthält.
4. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Primär­ sprengstoff Diazodinitrophenol ist.
5. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen nichtmetallischen Se­ kundärsprengstoff enthält.
6. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärsprengstoff ein ni­ trierter Ester ist.
7. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nitrierte Ester ausgewählt ist aus Pentrit und Nitromannit.
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