DE69629492T2 - Bleifreie zündmittelzusammensetzung - Google Patents

Description

• Hintergrund der Erfindung
• Aufschlagzündmittel werden in Schußwaffenmunition verwendet, um eine Verbindung zwischen dem Zündstift und der Treibladung in der Munition bereitzustellen. Bleistyphnat wurde über viele Jahre als wesentlicher Inhaltsstoff in derartigen Zündmittelmischungen verwendet. Es wurden andauernde Anstrengungen auf die Entwicklung explosiver Gemische gerichtet, die eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit als Zündmittel bereitstellen, ohne jedoch Bleiverbindungen zu verwenden.
• Mei et al., in US-Patent 5,417,160, beschreiben eine bleifreie Zündmittelmischung, die in der Zusammensetzung Calciumsilicid erfordert. Die britische Patentanmeldung 2,167,067-A betrifft Zündmittelzusammensetzungen, die Mangandioxid als Oxidationsmittel verwenden.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Zündmittelmischung bereit, die ausgezeichnete Explosionseigenschaften zeigt, ohne Bleiverbindungen in derartigen Gemischen zu verwenden.
• Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Zündmittelgemisch bereit, welches im wesentlichen aus:
  von 27 bis 35 Gew.-% Diazodinitrophenol,
  von 4 bis 11 Gew.-% Tetrazen,
  mindestens 4 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus PETN, Aluminium, Antimonsulfid,
  von 5 bis 11 Gew.-% zweibasiger Nitrocellulose,
  von 40 bis 55 Gew.-% Bariumnitrat und
  bis zu 2% Bindemittel besteht.
• Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung eines Gemischs der angegebenen Komponenten in den spezifischen Mengen, das bezüglich der energetischen Leistungsfähigkeit einem Produkt auf Basis von Bleistyphnat, das gegenwärtig kommerziell in der Herstellung von Munitionszündmitteln verwendet wird, entspricht.
• Die Zusammensetzungen enthalten von 27 bis 35% Diazodinitrophenol, welches in den vorliegenden Zusammensetzungen als Primärsprengstoff dient. Weniger als etwa 27 Gew.-% dieses Materials wird kein gutes Fortschreiten eines Schlags bzw. einer Stoßwelle bereitstellen, während Konzentrationen des Inhaltsstoffs von mehr als 35 Gew.-% in einer Schlaggeschwindigkeit resultieren, die für eine herkömmliche Anwendung zu hoch ist.
• Die Zusammensetzung enthält ferner von 4 bis 11 Gew.-% Tetrazen. Diese Verbindung ist auch als Tetrazen, Tetrazolylguanyltetrazenhydrat oder Tetrazen-1-carboxamidin-4-(1-N-Tetrazol-5-yl)monohydrat bekannt. Dies ist eine zweite Sprengstoffkomponente in den vorliegenden Mischungen. Bei weniger als etwa 4 Gew.-% in der Zusammensetzung ist es schwierig, es bei Verwendung typischer Herstellungstechniken zuverlässig einzuarbeiten, während bei mehr als etwa 11 Gew.-% der Stoßdruck die normalerweise akzeptable Grenze übersteigt.
• Die Zusammensetzungen umfassen ferner von 5 bis 11 Gew.-% zweibasige Nitrocellulose als weitere Sprengstoffkomponente. Konzentrationen von Nitrocellulose in diesem Bereich stellen eine wirksame Druckregulierung der Formulierung bereit.
• Die Zusammensetzungen enthalten ferner mindestens 4 Gew.-% von mindestens einer Zusammensetzung, ausgewählt aus Aluminium, Antimonsulfid und Pentaerythrittetranitrat (PETN). Die Ausgewogenheit dieser drei Komponenten kann eingestellt werden, um eine gewünschte Stoß- oder Detonationsgeschwindigkeit, Detonationsdruck und Ausstoßtemperatur bereitzustellen. Im allgemeinen können bis zu etwa 5 Gew.-% PETN, bis etwa 9 Gew.-% Aluminium und bis etwa 11 Gew.-% Antimonsulfid verwendet werden. Wenn Antimonsulfid alleine verwendet wird, ist etwa 8 bis 11 Gew.-% bevorzugt. Eine andere wünschenswerte Kombination besteht aus im wesentlichen gleichen Konzentrationen von PETN und Aluminium, wünschenswerterweise ohne die Anwesenheit von Antimonsulfid. In diesem Fall wurde festgestellt, daß etwa 5% von jeweils PETN und Aluminium besonders befriedigende Ergebnisse liefern.
• Bariumnitrat ist in einer Menge von 40 bis 55 Gew.-% vorhanden. Die Funktion von Bariumnitrat besteht darin, als Oxidationsmittel zu dienen. Die Zündmittelmischung wird im allgemeinen bei Konzentrationen von weniger als etwa 40 Gew.-% nicht in geeigneter Weise zünden, während Konzentrationen von Bariumnitrat von mehr als etwa 55 Gew.-% kein befriedigendes Fortschreiten einer Explosion zeigen.
• Wie von einem Fachmann erkannt wird, werden die Formulierungen auch bis zu etwa 2% Bindemittel enthalten, um ein Stauben zu minimieren. Typischerweise werden etwa von 0,5 bis 1,5 Gew.-% verwendet. Der besondere Alkohol mit Guargum. Gummiarabicum hat sich jedoch als besonders befriedigend herausgestellt.
• Die angegebenen Komponenten können unter Verwendung eines Standardmischers mit niedriger Scherrate unter Verwendung üblicher Techniken zum Mischen von Sprengstoffen vereint werden. Mit diesen Techniken werden die Sprengstoffkomponenten im allgemeinen zuerst gemischt, gefolgt von den Brennstoffen und abschließend den Oxidationsmittelkomponenten.
• Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung entsprechen in bemerkenswerter Weise den energetischen Eigenschaften von gegenwärtig hergestellten Formulierungen auf Basis von Bleistyphnat, was durch die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele verdeutlicht wird, wobei Teile und Prozentangaben sich auf das Gewicht beziehen.
• Beispiele 1–3 und Vergleichsbeispiel A
• Ein Zündmittelgemisch wurde unter Verwendung eines Mischers mit niedriger Scherrate durch Vereinen von Diazodinitrophenol, Tetrazen, zweibasiger Nitrocellulose und PETN in den angegebenen Mengen, gefolgt von der Zugabe von Aluminium, Antimonsulfid und Bindemittel und anschließend von Bariumnitrat, hergestellt. Die Konzentrationen sind in Tabelle 1 angegeben.
• Die Leistungseigenschaften wurden aus den Formulierungen der Beispiele 1, 2 und 3 berechnet und ein Bleistyphnatgemisch, das gegenwärtig üblicherweise für die Zündmittelherstellung verwendet wird, wird in Tabelle 2 als Vergleichsbeispiel A beschrieben.
• Die Gemische wurden bezüglich deren Leistungsfähigkeit getestet und die Testergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Wie aus der Tabelle entnommen werden kann, zeigen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Leistungseigenschaften im Gegensatz zu der bekannten Bleistyphnatzusammensetzung von Vergleichsbeispiel A.
• Tabelle 1

  
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Claims (5)

1. Zündmittelmischung, im wesentlichen bestehend aus: von 27 bis 35 Gew.-% Diazodinitrophenol, von 4 bis 11 Gew.-% Tetrazen, mindestens 4 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus Pentaerythritoltetranitrat (PETN), Aluminium, Antimonsulfid, von 5 bis 11 Gew.-% zweibasiger Nitrocellulose, und von 40 bis 55 Gew.-% Bariumnitrat, und bis zu 2% Bindemittel.
2. Zündmittelmischung nach Anspruch 1, umfassend von 8 bis 11 Gew.-% Antimonsulfid.
3. Zündmittelmischung nach Anspruch 1, umfassend PETN und Aluminium.
4. Zündmittelmischung nach Anspruch 3, wobei PETN und Aluminium jeweils in einer Menge von 5 Gew.-% vorliegen.
5. Zündmitelmischung nach Anspruch 1, umfassend mindestens 30% Diazodinitrophenol.