DE69111097T2

DE69111097T2 - Verfahren zur Herstellung temperaturbeständiger zerfallsfähiger Treibladungen, entsprechende Treibladungspulver sowie so hergestellte Treibladungen.

Info

Publication number: DE69111097T2
Application number: DE1991611097
Authority: DE
Inventors: Jacques Boileau; Louis Leneveu
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Eurenco France SA
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2011-02-12
Also published as: EP0446085B1; EP0446085A1; FR2658505A1; FR2658505B1; DE69111097D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Treibladungen für Rohrwaffen mit einem Rohr kleineren oder mittleren Kalibers. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von zerfallsfähigen Treibladungen, die temperaturbeständig sind, sowie die nach diesem Verfahren erhaltenen Pulver und Ladungen.
Um bei Munition bei Rohrwaffen kleineren und mittleren Kalibers die maximale Schubenergie zur Verfügung zu haben, wurde versucht, die Dichte der Ladung durch Agglomeration zu erhöhen. Im Augenblick der Verbrennung muß eine derartige agglomerierte Ladung unter der Wirkung des Druckanstiegs zerfallen und wieder die Körner liefern, aus denen das Ausgangspulver bestand, und wie eine Schüttgutladung abbrennen. Die agglomerierten Ladungen erweisen sich darin als besonders interessant, wenn, wiederum bei Verfügbarkeit der maximalen Energie, darüber hinaus angestrebt ist, die Hülle wegzulassen, um sogenannte "Teleskopmunition" herzustellen, wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift FR 2 357 854 beschrieben ist.
Grundsätzlich werden zerfallsfähige Ladungen durch Verpressen von körnigen Treibladungspulvern erhalten.
Dieses Verpressen wird allgemein mit Pulverkörnern vorgenommen, die mit einem Plastifizierungsmittel für Nitrocellulose oder mit einem vernetzbaren Bindemittel imprägniert wurden, wie beispielsweise in den Patentschriften Us 3 655 836 oder FR 2 374 278 beschrieben ist.
Dennoch wird aus Gründen der großtechnischen Durchführbarkeit bevorzugt, flüssige Plastifizierungsmittel oder Bindemittel zu vermeiden, wobei außerdem, um die Energie der Ladung zu erhöhen, angestrebt ist, energieliefernde Bindemittel zu verwenden. Diese doppelte Forderung führte dazu, daß sich die Fachwelt dem Heißverpressen der Pulverkörner in Gegenwart eines energieliefernden thermoplastischen Bindemittels zuwandte. Dabei ergab sich, daß ein besonders interessantes energielieferndes thermoplatisches Bindemittel Polyvinylnitrat ist. Es gibt zwei Möglichkeiten der Verwendung dieses Bindemittels im Hinblick auf die Herstellung zerfallsfähiger agglomerierter Treibladungen. Eine erste Möglichkeit, die beispielsweise in der französischen Patentschrift FR 2 411 817 beschrieben ist, besteht im Heiß verpressen eines Gemisches von Pulverkörnern und Körnern einer Bindemittelzusammensetzung auf der Basis von Polyvinylnitrat. Die zweite, z.B. in der französischen Patentschrift FR 2 436 766 beschriebene Möglichkeit besteht im Heißverpressen von Pulverkörnern, die mit einem Überzug auf der Basis von Polyvinylnitrat überzogen wurden.
Das Überziehen der Pulverkörner erfolgt durch einen Ummantelungsschritt, bei dem eine Lösung von Polyvinylnitrat in einem flüchtigen Lösungsmittel auf die Pulverkörner aufgesprüht wird.
Die aus in Gegenwart von Polyvinylnitrat verpreßtem Treibladungspulver erhaltenen zerfallsfähigen Treibladungen sind zwar effektiv energieliefernd und zerfallen beim Abschießen sehr gut, sind jedoch in ihrer Anwendung aufgrund des schlechten Temperaturverhaltens von Polyvinylnitrat eingeschränkt, das ab einer Temperatur von 70 ºC Erweichung zeigt. Für zahlreiche gegenwärtige Munitionsarten liegen jedoch Anwendungsspezifikationen vor, die ein gutes mechanisches Verhalten bis zu mindestens 100 ºC verlangen.
Es besteht daher derzeit ein echtes Bedürfnis nach zerfallsfähigen Treibladungen, welche die gleichen ballistischen Eigenschaften wie bekannte Treibladungen aufweisen, die aus einem körnigen Treibladungspulver und Polyvinylnitrat erhalten sind, jedoch eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen.
Es ist im einzelnen Aufgabe der Erfindung, solche zerfallsfähigen Treibladungen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.
Die Erfindung betrifft entsprechend ein Verfahren zur Herstellung von zerfallsfähigen Treibladungen für hüllenlose Munition aus körnigem Treibladungspulver, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einer ersten Stufe die Pulverkörner zunächst einer Ummantelung unterzogen werden, bei der ein Gemisch, das mindestens ein Poly(dinitrostyrol), ein stabilisierungsmittel und ein unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewähltes Polyvinylalkoholderivat enthält und in Lösung in einem Lösungsmittelmilieu vorliegt, durch Zerstäuben auf die Pulverkörner aufgebracht wird und in einer zweiten Stufe die so erhaltenen Pulverkörner nach Abdampfen des Lösungsmittelmilieus bei einer Temperatur von etwa 100 bis 140 ºC verpreßt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gewichtsanteil des Poly(dinitrostyrols), bezogen auf das Gesamtgewicht aus Poly(dinitrostyrol) und dem Polyvinylalkoholderivat, 25 bis 75 %.
Nach einer ersten Variante wird ein Teil des Polyvinylalkoholderivats durch Celluloseacetat ersetzt.
Nach einer zweiten Variante enthält das Lösungsmittelmilieu mindestens ein Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol), das unter Cyclohexanon, Tetraalkylharnstoffen, wie Tetramethylharnstoff, Nitrobenzol, Butyrolacton und Tetramethylensulfon ausgewählt ist.
Die Erfindung betrifft ferner zerfallsfähige Treibladungen für hüllenlose Munition, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere Treibladungen, bei denen das körnige Treibladungspulver ein einbasiges Nitrocellulosepulver ist.
Die Erfindung betrifft schließlich auch körnige Treibladungspulver, die am Ende der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten und dadurch gekennzeichnet sind, daß die Pulverkörner mit einer Ummantelung aus einem Gemisch überzogen sind, das mindestens ein Poly(dinitrostyrol), ein Stabilisierungsmittel und ein unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewähltes Polyvinylalkoholderivat enthält.
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht entsprechend darin, daß in einer ersten Stufe Pulverkörner eines Treibladungspulvers mit einer Ummantelung aus einem energieliefernden thermoplastischen Material überzogen werden und in einer zweiten Stufe die so ummantelten Pulverkörner heiß verpreßt werden.
Als Treibladungspulver können im Rahmen der vorliegenden Erfindung die meisten dem Fachmann dieses Gebietes bekannten Treibladungspulver verwendet werden. So können insbesondere einbasige Nitrocellulosepulver oder sog. '"Compositpulver" verwendet werden, die hauptsächlich aus einem Nitramin, wie Hexogen oder Oktogen, und einem organischen Bindemittel, wie einem Polyurethan, einem Polyester, oder Celluloseacetobutyrat allein oder im Gemisch mit Nitrocellulose und Triethylcitrat-acetat bestehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können ferner auch Pulver Verwendung finden, die Nitroglycerin oder noch allgemeiner ein nitriertes Öl enthalten, wie etwa die sog. "zweibasigen Pulver", die aus einem Gemisch von Nitrocellulose und Nitroglycerin bestehen, oder die sog. "mehrbasigen Pulver", die aus Nitrocellulose, Nitroglycerin und einer oder mehreren nitrierten energieliefernden Verbindungen, wie Nitroguanidin, Hexogen, Oktogen, Pentrit, Dinitroglykoluril, etc., bestehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird allerdings bei diesen Pulvern von der Verwendung von Pulvern mit hohem Nitroglyceringehalt abgeraten, um Risiken einer mit der Zeit auftretenden Migration des Nitroglycerins in die Ummantelungsschicht der Pulverkörner zu vermeiden, da durch dieses Phänomen das Risiko einer Störung des Zerfalls der Ladung beim Abschuß besteht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird für die Praxis empfohlen, keine Pulver zu verwenden, deren Nitroglyceringehalt oder deren Gehalt an einem nitrierten Öl mehr als 25 Gew.-% beträgt.
Bei der Mehrzahl der für Waffen kleinen und mittleren Kalibers vorgesehenen Ladungen werden gewöhnlich einbasige Nitrocellulosepulver verwendet.
Die Geometrie der Pulverkörner hängt von den Abmessungen und den für die zerfallsfähige Treibladung gewünschten Eigenschaften ab.
Die glatten oder nicht glatten Pulverkörner werden daher mit einer Ummantelung aus einem energieliefernden thermoplastischen Material überzogen. Gemäß der Erfindung besteht dieses Material nach einem Kennzeichen der Erfindung aus einem Gemisch aus mindestens einem Poly(dinitrostyrol), einem Stabilisierungsmittel und einem unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewählten Polyvinylalkoholderivat. Der Gewichtsanteil des Poly(dinitrostyrols), bezogen auf das Gesamtgewicht aus Poly(dinitrostyrol) und dem oder den Polyvinylalkoholderivaten, muß erf indungsgemäß 25 bis 75 % betragen.
Poly(dinitrostyrol) stellt ein organisches Polymer der Formel
dar, in der die Symbole C, H, O und N Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff bzw. Stickstoff bedeuten und n eine ganze Zahl darstellt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Poly(dinitrostyrole) verschiedener Molekülmassen verwendet werden, wobei jedoch Poly(dinitrostyrole) bevorzugt sind, deren Erweichungstemperatur oberhalb von 260 ºC liegt.
Diese Bedingung ist bei Poly(dinitrostyrolen) mit einer Molekülmasse von etwa 500000 erfüllt, was einem Polymerisationsgrad n von etwa 2000 entspricht.
Das Poly(dinitrostyrol) wird vorteilhaft durch Nitrierung von Polystyrol nach Verfahren hergestellt, die beispielsweise in folgenden Druckschriften beschrieben sind: Memorial des Poudres, Band 35, 1953, Seiten 41 bis 50 (Boileau, Pujo, Lang), Encyclopedia of Explosives and Relative Items, Band 8, 1978, Seiten 143-144, sowie US 3 715 323.
Als Stabilisierungsmittel für das Gemisch können herkömmliche Stabilisierungsmittel für nitrierte Verbindungen, wie Diphenylamin oder 2-Nitrodiphenylamin, herangezogen werden, wobei jedoch 2-Nitrodiphenylamin das bevorzugte Stabilisierungsmittel darstellt. Dieses Stabilisierungsmittel liegt im Gemisch in einem Mengenanteil von etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Poly(dinitrostyrol) und die Polyvinylalkoholderivate, vor.
Das Gemisch, mit dem die Pulverkörner überzogen sind, enthält entsprechend mindestens ein Polyvinylalkoholderivat, das unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewählt ist. Das Gemisch kann auch diese beiden Derivate gleichzeitig enthalten. Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung kann ein Teil der Polyvinylalkoholderivate durch Celluloseacetat ersetzt werden, wobei jedoch, was einer wichtigen Bedingung für die Durchführung der Erfindung entspricht, das Celluloseacetat nicht die Gesamtmenge der Polyvinylalkoholderivate ersetzen kann. Die Polyvinylalkoholderivate, d.h. Polyvinylnitrat und/oder Polyvinylacetat, müssen mindestens ein Drittel des Gesamtgewichts aus Celluloseacetat + Polyvinylalkoholderivaten darstellen.
Im Fall des teilweisen Ersatzes der Polyvinylalkoholderivate durch Celluloseacetat läßt sich die allgemeine Bedingung hinsichtlich der Gewichtszusammensetzung des Ummantelungsgemisches in generalisierter Form wie folgt darstellen:
25 % ≤ [PDNS] / [PDNS] + [PVN] + [PVAc] + [CELLAc] ≤ 75 %
wobei bedeuten:
[PDNS] = Gewicht des Poly(dinitrostyrols)
[PVN] = Gewicht des Polyvinylnitrats
[PVAc] = Gewicht des Polyvinylacetats
[CELLAc] = Gewicht des Celluloseacetats,
wobei die oben angegebene Bedingung zu berücksichtigen ist:
[PVN] + [PVAC] / [PVN] + [PVAc] + [CELLAc] ≤ 1/3
Die eigentliche Ummantelung der Pulverkörner erfolgt im Verlauf eines Ummantelungsschrittes, während dem das zur Ummantelung dienende Gemisch in Lösung in einem Lösungsmittelmilieu auf die Pulverkörner aufgesprüht wird.
Das Lösungsmittelmilieu enthält mindestens ein Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol), das unter Cyclohexanon, Tetramethylharnstoff, Nitrobenzol, Butyrolacton und Tetramethylensulfon, das auch unter der Handelsbezeichnung Sulfolane bekannt ist, ausgewählt ist, um eine gute Auflösung des Poly(dinitrostyrols) zu gewährleisten. Im Rahmen der Erfindung bevorzugte Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol) sind Cyclohexanon, Tetramethylharnstoff und Tetramethylensulfon.
Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung wird das Lösungsmittel im Gemisch mit einem Hilfslösungsmittel eingesetzt, das ein gutes Lösungsmittel für Polyvinylalkoholderivate und Celluloseacetat darstellt. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugtes Hilfslösungsmittel ist Aceton. Diese Lösung bietet ferner den Vorteil, daß das Potential des Pulvers durch die Ummantelung nicht zu sehr abgesenkt wird.
Die Menge des auf die Pulverkörner aufgebrachten Überzugsmaterials muß etwa 2 % des Pulvergewichts betragen. Das Aufbringen erfolgt durch Aufsprühen der Lösung des Überzugsmaterials auf die Pulverkörner, beispielsweise in einer rotierenden Dragiervorrichtung, wie sie zur Herstellung herkömmlicher Glättungsüberzüge herangezogen wird. Nach Aufsprühen der Lösung wird die Entfernung des Lösungsmittelmilieus durch Absaugen an der Luft, die ggfs. durch Trocknen in einem Ofen bei Atmosphärendruck oder im Vakuum vervollständigt wird, sichergestellt.
Die so überzogenen Pulverkörner werden dann zu der gewählten Form und den gewünschten Abmessungen der zerfallsfähigen Ladung verpreßt. Dieses Verpressen geschieht vorteilhaft bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 140 ºC.
Ein Druck von etwa 100 bar, d.h. 10&sup7; Pa, ist im allgemeinen für übliche Ladungen ausreichend, die für Waffen kleinen und mittleren Kalibers vorgesehen sind.
Diese zweite Stufe des Verfahrens kann entweder unmittelbar nach der ersten Stufe oder zeitlich später vorgenommen werden, wie in der nachfolgenden Beschreibung erläutert ist.
Die Erfindung betrifft ferner die so erhaltenen zerfallsfähigen Treibladungen.
Unter dem Begriff "Treibladung" werden im Sinne der vorliegenden Erfindung sowohl sämtliche Treibladungen, die aus einer einzigen Komponente bestehen, als auch Elemente verstanden, die Bestandteile von Treibladungen sind, wenn diese aus mehreren Elementen bestehen.
Diese durch Agglomeration ummantelter Pulverkörner gemäß der Erfindung erhaltenen Treibladungen weisen eine gute mechanische Festigkeit in der Kälte auf und behalten auch eine gewisse mechanische Festigkeit bei 100 ºC, im Gegensatz zu Treibladungen, die durch Agglomeration von Pulverkörnern erhalten sind, die lediglich mit Polyvinylnitrat ummantelt wurden. Die erfindungsgemäßen Treibladungen besitzen ferner ballistische Eigenschaften, die mit denen herkömmlicher Treibladungen vergleichbar sind, und zeigen insbesondere beim Abbrand einen völlig korrekten Zerfall.
Die Treibladungen finden interessante Anwendung für hüllenlose Munition, insbesondere für Waffen mit hoher Schußfolge.
Für Waffen mit hoher Schußfolge und mit kleinem oder mittlerem Kaliber werden vorteilhaft erfindungsgemäße Treibladungen verwendet, die aus einem einbasigen Nitrocellulose- Pulver erhalten sind, wobei dieses Pulver bis heute am häufigsten verwendet wird und das wirtschaftlichste Pulver darstellt.
Die Erfindung betrifft schließlich auch die Pulver, die Bestandteile der erfindungsgemäßen Treibladungen darstellen. Die Erfindung betrifft im einzelnen körnige Treibladungspulver, die am Ende der ersten Stufe des erf indungsgemäßen Verfahrens nach Abdampf en des Lösungsmittelmediums erhalten werden. Diese Pulverkörner sind mit einer Ummantelung aus einem Gemisch überzogen, das mindestens ein Poly(dinitrostyrol), ein Stabilisierungsmittel und ein Polyvinylalkoholderivat enthält, das unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewählt ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ummantelte Pulverkörner, die aus einem einbasigen Nitrocellulosepulver erhalten sind.
Derartige Pulverkörner zeigen ein gutes Lagerverhalten und können leicht transportiert werden. Sie erlauben ferner eine zeitliche und sogar eine räumliche Trennung der beiden Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens, je nach den vorliegenden Bedürfnissen.
Die nachstehenden Beispiele erläutern bestimmte Möglichkeiten der Durchführung der Erfindung, wobei die Angaben nicht einschränkend sind.

Beispiel 1 - Vergleichsbeispiel

Bei diesem Vergleichsbeispiel wurde eine zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das nach dem in der französischen Patentschrift FR 2 436 766 beschriebenen Verfahren lediglich mit Polyvinylnitrat ummantelt war.
Das eingesetzte Pulver war ein herkömmliches einbasiges Nitrocellulosepulver mit zylindrischen Körnern, die ein zentrales Loch aufwiesen, wobei die Schichtdicke des Pulverkorns (Abbrenndicke) 0,25 mm betrug. Das als Ausgangsmaterial eingesetzte Pulver war nicht geglättet und nicht graphitiert; sein Potential betrug 4034 J/g, was 965 cal/g entspricht.
Die Ummantelung des Pulvers geschah wie folgt In eine auf 25 ºC erwärmte Dragiervorrichtung wurden 5 kg Pulver und 2,5 g Graphit gegeben, wonach dreimal mit einer Ummantelungslösung besprüht wurde, die folgende globale Zusammensetzung aufwies:
- Polyvinylnitrat : 2 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton : 20 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Ethanol : 4 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-Nitrodiphenylamin: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Die Temperatur der Ummantelungslösung betrug 60 ºC, während die Temperatur der Dragiervorrichtung 25 ºC betrug.
Nach dem Aufsprühen wurde die Dragiervorrichtung 5 min in geöffnetem Zustand rotieren gelassen. Das überzogene Pulver wurde dann in eine auf 110 ºC erhitzte Form gegeben, darin zunächst 5 min belassen und dann während 1 min unter einem Druck von 10&sup7; Pa, d.h. 100 bar, verpreßt. Es wurden so zylindrische, volle zerfallsfähige Blöcke einer Höhe von 22 mm und mit einem Durchmesser von 12,6 mm erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Potential: 3840 J/g, entsprechend 918 cal/g
Aussehen: korrekt
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,60 kN/cm²
+100 ºC: mechanische Festigkeit zur Messung zu gering.

Beispiele 2 bis 6

Es wurden erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladungen aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Polyvinylnitrat (PVN) und Poly(dinitrostyrol) (PDNS) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel überzogen war.
Das verwendete Pulver war das gleiche wie in Beispiel 1; die Ummantelung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben mit Ummantelungslösungen vorgenommen, die folgende globale Zusammensetzung aufwiesen: Cyclohexanon
Die Prozentangaben sind auf das Gesamtgewicht des Pulvers bezogen.
Das eingesetzte Poly(dinitrostyrol) besaß einen Stickstoffgehalt von 14,81 %, eine mittlere Molekülmasse von 500000 und einen Erweichungspunkt von über 260 ºC. Dieses Poly(dinitrostyrol) wurde in sämtlichen Beispielen verwendet.
Das Verpressen der überzogenen Körner geschah analog Beispiel 1, wobei die Verpreßtemperatur 130 ºC betrug. Es wurden Treibladungsblöcke analog Beispiel 1 erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen: Potential Cyclohexanon Aussehen des Blocks Stauchwiderstand bei 21 ºC Stauchwiderstand bei 100 ºC korrekt
Stauchwiderstand 0,40 0,55 0,70 0,53 0,20 bei 100 ºC (kN/cm²)
Der prozentuale Restgehalt an Cyclohexanon ist in Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Treibladung, angegeben.
Es ist festzustellen, daß sämtliche erfindungsgemäßen Treibladungen bei +100 ºC noch einen gewissen Stauchwiderstand aufwiesen, während die Vergleichsladung (Beispiel 1) bei dieser Temperatur keinerlei mechanische Festigkeit mehr besaß.
Darüber hinaus besteht im Hinblick auf die Beibehaltung eines hohen Potentials ein Interesse an der Verwendung von Cyclohexanon im Gemisch mit Aceton (Beispiele 4, 5 und 6) gegenüber der alleinigen Verwendung (Beispiele 2 und 3).
Die Schießversuche in der manometrischen Bombe zur Ermittlung des Potentials ergaben schließlich einen sehr guten Zerfall der erfindungsgemäßen Treibladungen.

Beispiel 7

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Polyvinylacetat (PVAc) und Poly(dinitrostyrol) (PDNS) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel überzogen war.
Es wurde das gleiche Pulver wie in Beispiel 1 verwendet. Die Ummantelung geschah wie folgt In eine auf 25 ºC erwärmte Dragiervorrichtung wurden 5 kg Pulver und 2,5 g Graphit gegeben, worauf viermal mit einer Ummantelungslösung besprüht wurde, die folgende globale Zusammensetzung aufwies:
- PVAc: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PDNS: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Cyclohexanon: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Die Temperatur der Ummantelungslösung betrug 60 ºC. Nach dem Besprühen wurde die Dragiervorrichtung 5 min in geöffnetem Zustand rotieren gelassen, worauf das Pulver 16 h bei 60 ºC in einem Ofen getrocknet wurde.
Das überzogene Pulver wurde dann in eine auf 130 ºC erhitzte Form gegeben, darin zunächst 5 min belassen und dann während 1 min unter einem Druck von 10&sup7; Pa, d.h. 100 bar, verpreßt.
Auf diese Weise wurden volle zylindrische zerfallsfähige Blöcke einer Höhe von 22 mm und mit einem Durchmesser von 12,6 mm erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3770 J/g, entsprechend 902 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 1,01 kN/cm²
+100 ºC: 0,86 kN/cm².

Beispiel 8

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS), Polyvinylnitrat (PVN) und Polyvinylacetat (PVAC) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVAC: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Cyclohexanon: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke mit folgenden
Eigenschaften erhalten:
Aussehen: korrekt
Potential: 3860 J/g, entsprechend 924 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,66 kN/cm²
+100 ºC: 0,44 kN/cm².
Die Beispiele 7 und 8 zeigen, daß im Rahmen der Erfindung das Polyvinylnitrat in sämtlichen Mengenverhältnissen durch Polyvinylacetat ersetzt werden kann.

Beispiel 9

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS), Polyvinylnitrat (PVN) und Celluloseacetat (CELLAc) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- CELLAc: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Cyclohexanon: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3854 J/g, entsprechend 922 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,24 kN/cm²
+100 ºC: 0,23 kN/cm².

Beispiel 10

Es wurde versucht, eine zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver herzustellen, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS) und Celluloseacetat (CELLAc) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 1 Gew. -%, bezogen auf das Pulver
- CELLAc: 1 Gew. -%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Cyclohexanon: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Obgleich die Ummantelung der Pulverkörner mit keinerlei Problemen verbunden war, erwies es sich jedoch als unmöglich, durch Verpressen aus den so überzogenen Pulverkörnern einen haltbaren Block herzustellen.
Der Vergleich der Beispiele 9 und 10 zeigt, daß die Polyvinylalkoholderivate teilweise durch Celluloseacetat ersetzt werden können, jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein vollständiger Ersatz möglich ist.

Beispiel 11

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS) und Polyvinylnitrat (PVN) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-DNPA) als stabilisierungsmittel sowie unter Verwendung von Nitrobenzol als Lösungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Nitrobenzol: 15 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3460 J/g, entsprechend 828 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,49 kN/cm²
+100 ºC: 0,23 kN/cm².

Beispiel 12

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS) und Polyvinylnitrat (PVN) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel sowie unter Verwendung von Tetramethylharnstoff als Lösungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Tetramethylharnstoff: 15 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3680 J/g, entsprechend 880 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 1,89 kN/cm²
+100 ºC: 1,04 kN/cm².

Beispiel 13

Es wurde eine erfindungsgemaße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS) und Polyvinylnitrat (PVN) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als stabilisierungsmittel sowie unter Verwendung von Butyrolacton als Lösungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Butyrolacton: 15 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3106 J/g, entsprechend 743 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,85 kN/cm²
+100 ºC: 0,29 kN/cm².

Beispiel 14

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung aus einem körnigen Treibladungspulver hergestellt, das mit einem Gemisch von Poly(dinitrostyrol) (PDNS) und Polyvinylnitrat (PVN) in Gegenwart von 2-Nitrodiphenylamin (2-NDPA) als Stabilisierungsmittel sowie unter Verwendung von Tetramethylensulfon als Lösungsmittel überzogen war.
Es wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung mit folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- PDNS: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- PVN: 1 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton: 12 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Tetramethylensulfon: 6 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- 2-NDPA: 0,04 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3712 J/g, entsprechend 886 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 1,1 kN/cm²
+100 ºC: 0,6 kN/cm².

Beispie1 15

Es wurde eine erfindungsgemäße zerfallsfähige Treibladung unter Verwendung eines Compositpulvers als Treibladungspulver hergestellt, das folgende Zusammensetzung aufwies:
- Hexogen (mit 2 Gew.-% Dioctylphthalat überzogen): 80 Gew.-Teile
- Centralit: 0,4 Gew.-Teile
- Nitrocellulose (Stickstoffgehalt 11,8 %): 4 Gew.-Teile
- Celluloseacetobutyrat: 9,6 Gew. -Teile
- TECA: 6 Gew.-Teile.
Mit der Abkürzung TECA wird die Verbindung Triethylcitratacetat der Formel
bezeichnet.
Das Potential dieses Pulvers betrug 3595 J/g, entsprechend 860 cal/g.
Mit diesem Pulver wurde wie in Beispiel 7 verfahren, wobei eine Ummantelungslösung folgender globaler Zusammensetzung verwendet wurde:
- Polyvinylnitrat: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Polyvinylacetat: 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Poly(dinitrostyrol): 0,67 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Cyclohexanon: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver
- Aceton: 10 Gew.-%, bezogen auf das Pulver.
Auf diese Weise wurden zerfallsfähige Blöcke erhalten, die folgende Eigenschaften aufwiesen:
Aussehen: korrekt
Potential: 3574 J/g, entsprechend 855 cal/g
Stauchwiderstand: + 21 ºC: 0,89 kN/cm²
+100 ºC: 0,59 kN/cm².

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von zerfallsfähigen Treibladungen für hüllenlose Munition aus körnigem Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß

in einer ersten Stufe die Pulverkörner zunächst einer Ummantelung unterzogen werden, bei der ein Gemisch, das mindestens ein Poly(dinitrostyrol), ein Stabilisierungsmittel und ein unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewähltes Polyvinylalkoholderivat enthält und in Lösung in einem Lösungsmittelmilieu vorliegt, durch Zerstäuben auf die Pulverkörner aufgebracht wird,

und, nach Abdampfen des Lösungsmittelmilieus, in einer zweiten Stufe die so erhaltenen Pulverkörner bei einer Temperatur von etwa 100 bis 140 ºC verpreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Poly(dinitrostyrols), bezogen auf das Gesamtgewicht aus Poly(dinitrostyrol) und dem Polyvinylalkoholderivat, 25 bis 75 % beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly(dinitrostyrol) einen Erweichungspunkt von über 260 ºC aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungsmittel 2-Nitrodiphenylamin ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Polyvinylalkoholderivate durch Celluloseacetat ersetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelmilieu mindestens ein Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol) enthält, das unter Cyclohexanon, Tetramethylharnstoff, Nitrobenzol, Butyrolacton und Tetramethylensulfon ausgewählt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol) mit mindestens einem Hilfslösungsmittel gemischt wird, das ein Lösungsmittel für die Polyvinylalkoholderivate und Celluloseacetat darstellt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfslösungsmittel Aceton ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel für Poly(dinitrostyrol) Cyclohexanon ist.

10. Zerfallsfähige Treibladungen aus körnigem Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhalten sind.

11. Treibladungen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Treibladungspulver ein einbasiges Nitrocellulosepulver ist.

12. Körniges Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverkörner mit einer Ummantelung aus einem Gemisch überzogen sind, das mindestens ein Poly(dinitrostyrol), ein Stabilisierungsmittel und ein unter Polyvinylnitrat und Polyvinylacetat ausgewähltes Polyvinylalkoholderivat enthält.

13. Treibladungspulver nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Treibladungspulver ein einbasiges Nitrocellulosepulver ist.