FI73661C - Kallformbart, plastbundet, hoegeffektivt spraengaemne och foerfarande foer dess framstaellning. - Google Patents

Description

73661

KyImämuovattava, muovi sidottu suurtehorä jähdvsaine ja menetelmä sen valmistamiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään, jolla valmistetaan suurtehorä jähdysainetta, joka sisältää ainakin 90 paino-% suuritehoista räjähdysainetta joka on syklotetrametyleeni-tetranitramiinia tai syklotrimetyleenitrinitramiinia ja enintään 10 paino-% (kummassakin tapauksessa laskettuna kokonaispainosta = 100) hidastus- ja sideainetta, joka sisältää orgaanista polymeeriä, jossa menetelmässä ensin sekoitetaan hidastus- ja sideaineen aineosat ja näin saatu seos sekoitetaan runsaasti energiaa sisältävään räjähdysaineeseen.

Keksinnön kohteena on myös muovisidottu suurtehoräjähdys-aine, joka sisältää ainakin 90 paino-% energiarikastä räjähdysainetta joka on syklotetrametyleenitetranitramiinia tai syklotrimetyleenitrinitramiinia ja enintään 10 paino-% (kummassakin tapauksessa laskettuna muovisidotun suurtehorä jähdysaineen painosta) orgaanista polymeeriä sisältävää hidastus- ja sideainetta, joka sisältää lisäaineita kuten vahaa ja parafiinia.

Edelleen keksinnön kohteena on menetelmä muotokappaleen valmistamiseksi suurtehoräjähdysaineesta muotissa painetta käyttämällä.

Alussa mainitun tekniikan tason tunnetun menetelmän (US-patentti 3 839 106) mukaisesti saadaan suurtehoräjähdysai-ne dispergoimalla suuritehoinen räjähdysaine, esim. okto-geeni (seuraavassa syklotetrametyleenitetranitramiinista käytetty yleisnimi) kumimaiseen kaksikomponenttisideainee-seen, joka muodostuu esipolymeerista, jossa on kaksi edullisesti pääteasemassa olevaa karbonyyliryhmää, ja epoksi-pohjaisesta verkkouttamisaineesta. Lisäksi lisätään hidas-tusainetta, esim. vahaa, samoinkuin muita apuaineita kuten katalyyttejä hidastus- ja sideaineen verkkouttamista var- 2 7 3 6 61 ten, antioksidantteja ja kostutusaineita. Tarkemmin sanottuna sekoitetaan ensin sideainekomponentit vaivauslaitteessa kehotetuissa lämpötiloissa tyhjön alaisena; tämän jälkeen sekoitetaan hidastus- ja sideaine samoissa olosuhteissa oktogeeniin. Tällöin saadaan valettava massa, joka valetaan tyhjön ja värähtelyjen vaikutuksen alaisena muoteissa, joissa massa kovettuu läpikotaisin muutaman päivän kuluessa. Tällä tavoin paineettomasti valmistettavat suurteho-räjähdvsainemuotokappaleet sisältävät aina 90 paino-%:iin asti (laskettuna kokonaispainosta = 100) oktogeenia.

Samantapainen menetelmä (ranskalainen julkaisu n:o 2 225 279) käyttää di-isosyanaateista ja polyoleista koostuvia kaksikemoonenttisiceaineita; oktogeenin määrät ovat kuitenkin saaduissa suurtehoräjähdysainemuotokappaleissa alle 9C paino-% (laskettuna kokonaispainosta = 100).

Tunnettu menetelmä on hankala, koska hidastus- ja sideaine ja oktogeeni täytyy sekoittaa tyhjön alaisena kohotetussa lämpötilassa vaivauslaitteessa ja koska seuraava valuproses-si samoin on suoritettava tyhjön alaisena. Tällöin täytyy lisäksi kehittää värähtelyjä halutun homogeenisuuden saavuttamiseksi. Hidastus- ja sideaineen usean päivän kestävät kevetusajat tekevät koko menetelmästä lisäksi aikaa vievän. Lopuksi saatu suurtehoräjähdysainemuotokappale sisältää kuitenkin aina yli 10 % vieraita aineita, ja sen räjähöysvoima on sen tähden verrattuna puhtaaseen oktogeeniin huomattavasti pienempi.

On tunnettua antaa heksogeenin (syklotrimetyleenitrinitra-miinin) reagoida polytetrafluorietyleenin vesisuspension kanssa; kuumakuivattu reaktiotuote muodostuu 97 paino-?5.*sta syklotrimetyleenitrinitramiinia ja 3 paino-%:sta polytetra-fluorietyleeniä (laskettuna kokonaispainosta = 100) ja on jo pienessä paineessa plastisesti muovattava (DE-kuulutus-julkaisu 1 571 227). Polytetrafluorietyleenin vaikutus johtuu pienestä kitkasta räjähdysainehiukkasten välillä,

II

o 73661 jotka on päällystetty sillä. Räjähdvsainehiukkasten pienen adheesion takia niistä valmistetuilla muotokappaleilla ei kuitenkaan ole riittävää muodonpitävyyttä.

Edelleen on tunnettua käyttää grafiittia tai talkkia nitro-pentaerytritolin (PETN) liukuaineena määrinä 0,3-5 %, jolloin sekoitus voi myös tapahtua vesisuspensiossa. Mm. okto-geenin sähköstaattisten varausten poistamiseksi suositellaan kuitenkin erikoisnokea, jonka ominaisvastus on alle 2 1 ohmi · cm ja ominaispinta yli 20 m /g ja jota levitetään räjähdysaineiden pinnalle aina 0,5 %:n määriin asti (DE-OS 1445 875).

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on saada aikaan kuvatun-tyvppinen suurtehoräjähdysaine, jonka tehokkuus on yhtä suuri kuin puhtaan oktogeenin ja joka suuren mekaanisen lujuutensa takia kestää käsittelyä erittäin hyvin, ja yksinkertaisin välinein toteutettava menetelmä mainitun räjähdysaineen valmistamiseksi ja jatkotyöstämiseksi.

Käsittelynkestävyydellä tarkoitetaan tässä yhteydessä sekä vaarattomuutta valmistuksen ja työstön yhteydessä että epäherkkvyttä ulkoisia räjähdysaineesta valmistettujen muotokappaleiden vaikutuksia vastaan käytön aikana samoinkuin räjähdysaineesta valmistettujen muotokappaleiden muo-conpitävyyttä (esim. iskuvaikutusten alaisena laukaistaessa) ja mekaanista lujuutta.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että polymeerin vesidispersio apu- ja lisäaineiden läsnäollessa sekoitetaan liukuaineeseen, parafiinin vesi-dispersioon ja täyteaineeseen, että näin saatu hidastus-ja sideaineen vesidispersio sekoitetaan kuivaan räjähdysaineeseen ja että näin saatu seos kuivataan lämmön avulla.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään polymeerin ja hidastus- ja sideaineen muiden aineosien vesidisporsioita, 4 7 3 6 61 r.iir. että nämä voidaan yksinkertaisin välinein sekoittaa täydellisesti huoneen lämpötilassa ja normaalipaineessa mahdollisimman lyhyessä ajassa keskenään ja hidastus- ja sideaineen lisäaineosiin. Hidastus- ja sideaineen vesidispersio sidotaan sen jälkeen oktogeeniin sekoitusrummussa hyvin lyhyessä ajassa, samoin huoneen lämpötilassa ja normaalipaineessa; näin saatu tuote kuivataan samoin hyvin yksinkertaisella tavalla lämpimän ilmavirran avulla. Kuiva tuote on suuresta oktogeenimäärästään huolimatta (97 paino-% laskettuna kokonaispainosta = 100) erittäin käsittelynkestävä.

Menetelmän edullisia suoritusmuotoja on esitetty alavaatimuksissa .

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä muunnelmassa voidaan polymeerin vesidispersio valmistaa sekoittamalla poly-O-butyyliakrylaatia (polyakryylihappobutyyliesteri) vesidispersio polvetyleenin vesidispersioon ja lisätä 5-15 paino-% polyetyleeniä (laskettuna poly-O-butyyliakrylaatin painosta) , jonka keskihiukkaskoko on 0,1-0,3 ^um; tällöin voidaan peräkkäin lisätä polytetrafluorietyleeniä liukuaineena, erittäin hienojakoista silikageeliä, parafiinia ja kalsium-karbonaattia, jonka hiukkaskoko on likimain 1 ^um, täyteaineena .

Täyteaineina lisätään tällöin vaikealiukoisia maa-alkali-ryhmien kuten magnesiumpyrofosfaatin, kalsiumkarbonaatin, kalsiumsulfaatin ja bariumsu.lfaatin yhdisteitä.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa muunnelmassa, jonka mukaan voidaan saada antistaattinen suurtehoräjähdys-aine, voidaan polymeerin vesidispersio valmistaa poly-O-alkyyliakrylaatista tai poly-O-alkyylimetakrylaatista (polymetakryylihappoalkyyliesteri), jossa on vähintään 3 hiiliatomia sisältävä alkyy1iryhmä, ja edullisesti se voi sisältää poiy-O-butyyliakrylanttia tai -isobutyyliakrylaat-tia. Tässä voidaan ensimmäinen, oclyr.eerin osan, grafiittia

II

7 3 6 61 liukuaineena ja parafiinin osan sisältävä komponentti ja toinen komponentti, joka sisältää kalsiumsulfaattia täyteaineena, erittäin hienojakoisen siiikageelin ja parafiinin Loppuosan, sekoittaa keskenään ja sen jälkeen hidastus- ja sideaineen vesidispersion kolmanteen komponenttiin, joka sisältää sykloheksanonia ja polymeerin loppuosan isopro-panoli/vesi-seoksessa.

Keksinnön mukaisen menetelmän toisessa muunnelmassa on käytännössä yllättäen osoittautunut, että riippumatta käytetyn oktogeenin hiukkaskoosta voidaan hidastus- ja sideaineen täydellisen tasainen jakautuminen oktogeenihiukkasten pinnalle saavuttaa esikuivaamalla hidastus- ja sideaineseos oktogeenin kanssa kierittämällä, jälkikäsittelemällä sen jälkeen sekoitusrummussa 2-10 paino-?- :11a (laskettuna seoksen painosta = 100) alkanolia/vettä, edullisesti iso-propanolia/vettä (l:l-seos) ja sen jäi ikeen kuivaamalla kierittämällä.

Keksinnön mukainen muovisidottu suurtehoräjähdysaine ratkaisee yllä kuvatun tehtävän siten, että hidastus- ja sideaine sisältää polyakrvlaatti- tai poLymetakrylaattipoh-jaista polymeeriä, liukuainetta ja täyteainetta. Keksinnön mukaisen muovisidotun suurtehoräjähdysaineen hidastus- ja sideaineen täyteaine on valittu maa-alkalirynmän vaikealiukoisista yhdisteistä ja on edullisesti magnesiumpyrofos-faatti, kalsiumkarbonaatti, kalsiumsulfaatti tai bariumsul-faatti.

Tässä yhteydessä voi polymeeri olla poly-O-alkyyliakrylaatti tai poly-O-alkyylimetakrylaatti, edullisesti poly-O-butyyli-akrylaatti tai -isobutyyliakrylaatti, ja suurtehoräjähdys-aine voi olla varustettu hidastus- ja sideaineella, joka sisältää 18-50 paino-% poly-O-butyyliakrylaattia, 0,9-8 paino-% poiyetyleeniä, 2-7 paino-? polytetrafluorietyleeniä, 20-65 paino-% kalsiumkarbonaattia, 0,3-2,3 paino-% piihap-poa ja 3,2-20 paino-% parafiinin.

73661

Keksmnön aukaisen suurtehoräjähcysaineen antistaattinen imuunnelm?. vei oila varustettu hidastus- ja sideaineella, joka. sisältää -8-3C paine-1 poly-O-butyy 1 i ukrylaattia, 25-65 paino-! granrttia, jonka keskiraekoko on 2,5 ^um ja jolla en raekokojanauma, joka vastaa 9 5 % alle 5 ^um, 12-25 paino-% kalsiumsulfaattia, 0,3-2,3 paino-% silikageeliä ja 3,5-20 paino-t parafiinia.

Yllä mainittu tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisella jatkokäsittelynenetelmällä siten, että suurtehoräj ähdysai- ne puristetaan muottiin huoneen lämpötilassa ja paineessa alueella ylt 1,5 kbaaria. Keksinnön mukaisesti valmistettu suu 'toheräjahdysaine voidaan siis työstää kyImäpuristamalla muoto «lappa.le:: ks i, esimerkiksi myös ontoiksi panoksiksi.

Tätä erityisen yksinkertaista menetelmää ei tähän asti ole käytetty menestyksellisesti räjähdysaineissa, jotka sisältävät suuren määrän oktogeenia.

On tunnettua valmistaa kappaleita puristuspaineessa 1,2 kbaaria räjähdysaineesta, joka sisältää 95 paino-% syklotri-metyleenitrinitramiinia ja 5 paino-% vahaa (kussakin tapauksessa laskettuna kokonaispainosta = 100) (DE-OS 24 34 252).

Keksinnön mukaisesti valmistettujen muotokappaleiden tiheydet ovat yli 1,3 g/cm3 ja räjähdysnopeudet yli 8,6 km/s. Niilit on entistä parempi mekaaninen lujuus ja homogeenisuus, ja ne ovat odotettua laajemmissa puitteissa epäherkkiä iskuille ja kitkalle; ne ovat myös suuressa määrin lämmön-, paineen- ja ammunnan kestäviä.

Sideaineen kokoonpanoa varten on oleellisen tärkeää, että poly-O-butyyliakrylaatti parantaa räjähdysainehiukkasten välistä adheesiota jatkotyöstön ja lopuksi valmistettujen muotokappaleiden muodonpitävyyden kannalta riittävällä tavalla. Polyetvleeni parantaa muovikalvon mekaanisia ominaisuuksia ottaen huomioon sen hidastavan vaikutuksen.

K uit. o arkaan eolymeeriä oi t ä hn as4: \ ole tunnettu oktogee— “Ί 7 3 6 61 nin sideaineena. Liukuaineena sinänsä tunnettu polytetra-fluorietyleeni on läsnä määränä, joka on sovitettu yllä mainittujen aineosien mukaan. Tämä määrä on valittu niin suureksi, ettei lopuksi valmistettujen muotokappaleiden muodonpitävyyteen vaikuteta, vaan muotokappale voidaan muotoilun jälkeen ottaa ulos muotista sileänä ja vahingoittumattomana .

Grafiitti, jolla on erityisesti keskihiukkaskoko 2,5 ^um ja hiukkaskokojakauma, joka vastaa 95 % alle 5 ^um, parantaa parafiinin hidastavaa vaikutusta ja estää räjähdysaine-hiukkasten sähköstaattisen varauksen; tällöin se toimii myös liukuaineena ja sen määrä on valittu nimenomaan siten, että lopuksi valmistetun muotokappaleen muodonpitävyyteen vaikutetaan vain vähäisessä määrin, niin että muotokappale voidaan poistaa muovauksen jälkeen muotista sileänä ja vahingoittumattomana.

Yllättäen on myös käytännössä osoittautunut, että erityisen muodonpitäviä muotokappaleita ja erityisesti suhteellisen vähän iskuille herkkiä muotokappaleita saadaan siten, että oktogeenin hiukkaskoko on alle 1,68 mm, edullisesti alle 0,5 mm.

Maa-alkaliryhmän vaikealiukoisista yhdisteistä valittu täyteaine lisätään ensisijaisesti parantamaan suurteho-räjähdysaineen hiukkasten valumiskykyä ja pienentämään niiden keskinäistä adheesiota sideainepäällysteen avulla. Yllättäen on kuitenkin osoittautunut, että tällaisella täyteaineella on päinvastoin kuin muilla valkoisilla pigmenteillä huomattava hidastava vaikutus, joka yhdessä yllä mainittujen polymeerien kanssa vasta mahdollistaa yli 90 paino-% oktogeenia sisältävien suurtehoräjähdysaineiden varman käsittelyn. Tämän lisäksi tämä lisäys parantaa myös yllättäen suurtehoräjähdysaineesta valmistettujen muotokappaleiden mekaanista lujuutta.

8 73661

Seuraavassa selitetään keksinnön mukaisen suurtehorajähdys-aineen valmistusta ja siitä valmistettujen muotokappaleiden ominaisuuksia yksityiskohtaisten suoritusesimerkkien avulla.

Muovisidottu suurtehoräjähdysaine, jossa on polytetrafluo-rietyleeniä liukuaineena, sisältää 3-10 paino-% hidastus-ja sideainetta, joka pääasiassa koostuu 20-50 paino-%:sta poly-o-alkyyliakrylaattia, 0,9-8 paino-%:sta polyetyleeniä, 2-7 paino-%:sta polytetrafluorietyleeniä, enintään 65 paino-%:sta täyteainetta, vähintään 0,1 paino-%:sta silikageeliä ja 8-20 paino-%:sta parafiinia. Täyteaine muodostuu vaikealiukoisesta maa-alkaliyhdisteestä kuten magnesiumpyrofosfaa-tista, kalsiumkarbonaatista, kalsiumsulfaatista, bariumsul-faatista: magnesiumpyrofosfaatti saostetaan vesiliuoksesta yhdistämällä stökiömetrisiä määriä natriumpyrofosfaattia ja magnesiumsulfaattia, suodatetaan pois ja kuivataan, ja muut ovat kaupallisesti saatavia tuotteita. Edullinen suo-ritusesimerkki, joka sisältää 4 paino-% hidastus- ja sideainetta, saadaan seuraavalla tavalla: 1. 100 kg:n hidastus- ja sideainedispersion valmistus la. Polymeerin vesidispersion valmistus 39 kg kaupallisesti saatavissa olevaa poly-O-butyyli-akrylaatin vesidispersiota (24 paino-% vastaten 9,3 kg poly-O-butyyliakrylaattia) ohennetaan sekoittaen 8 1:11a vettä ja lisätään 0,7 kg silikonipohjaista vaahdonestoainet-ta (10 paino-% vastaten 0,07 kg) ja 0,3 kg alkanolipoly-glykolieetteripohjäistä kostutusainetta. Seos sekoitetaan homogeeniseksi; sitten lisätään 3,4 kg kaupallisesti saatavissa olevaa polyetyleenin vesidispersiota (35 paino-% vastaten 1,2 kg polyetyleeniä) edelleen sekoittaen.

lb. Lisäaineosien lisäys

Riittävän pienellä sekoitusnopeudella (jotta vältyttäisiin nukittumiselta) lisätään 2,5 kg kaupallisesti saatavissa

Ib 9 73661 olevaa polytetrafluorietyleenin vesidispersiota (60 paino-% vastaten 1,5 kg polytetrafluorietyleeniä:, hiukkaskoko 0,05-0,5 nm). Sitten lisätään 0,5 kg kaupallisesti saatavissa olevaa kolloidista silikageeliä (keskihiukkaskoko 12 nm) annoksittain ja pienemmällä sekoitusnopeudella täydelliseen kostutukseen asti ja sen jälkeen suurella se-koitusnopeudella, kunnes mahdollisesti muodostuneet paakut ovat täydellisesti hajonneet.

Silikageelin lisäyksen jälkeen lisätään voimakkaasti sekoittaen, mutta välttäen vaahdon muodostusta, 15 kg parafiinin vesidispersiota (ks. alla; 24 paino-% vastaten 3,6 kg parafiinia (kaupallinen laatu, leimahduspiste n. 52°C) ja 6 paino-% vastaten 0,9 kg kaupallista alkyylipolyglykoli-eetteripohjäistä emulgaattoria.

Näin saatuun seokseen lisätään 25 kg kalsiumkarbonaattia (hiukkaskoko 1 ^um, vastaten itävaltalaista tai belgialaista farmakopeaa (ÖAB9 vast. Ph.Belg.V):, tällöin työskennellään ensin pienellä sekoitusnopeudella ja nopeutta lisätään sitten aluksi puuromaisen massan viskositeetin pienetessä, kunnes saadaan kevytjuoksuinen seos.

Lopuksi dispersioon lisätään vielä 1,1 kg kaupallista natriumkarboksimetyyliselluloosaa ja 4,5 1 tislattua vettä, minkä jälkeen sekoitusta jatketaan, kunnes seos on täysin homogeeninen. Koko seoksen annetaan myös edullisesti mennä kolmivalssisekoittimen läpi, jolloin viskositeettiin ja vaahdon muodostukseen vaikutetaan edullisesti. Tämän jälkeen sideainedispersio on käyttövalmis vielä 24 tunnin "kypsy-misajan" jälkeen.

le. Parafiinin vesidispersion valmistus 6 kg kaupallista parafiinia (leimahduspiste n. 52°c) sulatetaan lisäämällä 1,5 kg kaupallista alkyylipolyglykolieet-teripohjaista emulgaattoria, sulate sekoitetaan hyvin ja läm- ΙΟ 73661 eitetään 95°C:seen. Tämä seos sekoitetaan sen jälkeen annoksittain 17,5 kg:aan tislattua vettä, jonka lämpötila on 85°C. Homogeenisen dispersion muodostamiseksi seosta sekoitetaan, minkä jälkeen suoritetaan jäähdytys edelleen sekoittaen alle 40°C:seen. Yhden päivän "lisäkypsymisen" jälkeen parafiinin vesidispersio on käyttövalmis.

2. Suurtehoräjähdysaineen valmistus 10 kg:aan kuivattua oktogeeniä lisätään 1 kg hidastus- ja sideaineen vesidispersiota. Massaa sekoitetaan ensin käsin ja sen jälkeen perusteellisesti 10 minuutin ajan rakenteeltaan tavallisessa sekoitusrummussa. Seos poistetaan sekoi-tusrumnusta, levitetään litteäksi ja kuivataan johtamalla sen yli lämmin ilmavirta ja seosta kieritetään silloin tällöin.

3a. Suurtehoräjähdysainemuotokappaleiden valmistus Kohdan 2 mukaisesti saatu suurtehoräjähdysaine puristetaan kylmänä rakenteeltaan tavallisiin muotteihin paineessa alueella 1,5-4,2 kbaaria. Näin 3,5 kbaarin paine antaa tällöin optimaaliset tulokset, erityisesti mitä tulee saavutettuun varmuuteen ja tehoon.

3b. Suurtehoräjähdysainekappaleiden ominaisuudet 3

Muotokappaleiden tiheys on 1,81 g/cm ja suurempi. Räjäh- dysnopeus: 8,6 km/s. Iskunherkkyyttä tutkittiin Koenenin ja Iden mukaisella pudotusvasaramenetelmällä. Käytettäessä 3 2 kg pudotusvasaraa ja 10 mm näytteitä havaittiin vain yksittäisiä, heikkoja reaktioita pudotuskorkeuden ollessa 25 cm ja pienempi 30 % ja vastaavasti 50 % reaktioina 30 ja vastaavasti 35 cm pudotuskorkeudella. Käytettäessä 3 5 kg pudotusvasaraa ja 40 mm näytteitä ei reaktioita havaittu lainkaan 30 cm pudotuskorkeudella, kun taas 35 cm:n kohdalla esiintyi vain yksittäisiä reaktioita ja 40 cm:n kohdalla 0-20 % reaktioita.

Il 73661

Kitkaherkkyyttä Peters-laitteella tutkittaessa ei havaittu lainkaan reaktioita 12 kg kitkapuikkokuormituksilla, ja välillä 14 ja 16 kg esiintyi vain yksittäisiä syttymisre-aktioita.

Paineenkestävyys mitattiin räjähdysainepuristuskappaleilla, joilla oli 20 mm, 40 mm ja 60 mm tasasivuisen sylinterin 2 muoto (läpimitta = korkeus), ja se on arvolla yli 100 kg/cm ainakin kaksi kertaa suurempi kuin tavanomaisista räjähdysaineista valmistetuilla muotokappaleilla.

Antistaattinen muovisidottu suurtehoräjähdysaine, jossa on grafiittia liukuaineena, sisältää 3-10 paino-% hidastus-ja sideainetta, joka pääasiassa koostuu 18-40 paino-%:sta poly-O-butyyliakrylaattia, 25-65 paino-%:sta grafiittia, 12-25 paino-%:sta täyteainetta, vähintään 0,1 paino-%:sta silikageeliä ja 7-17 paino-%:sta parafiinia. Täyteaine muodostuu vaikealiukoisesta maa-alkaliyhdisteestä kuten magnesium-pyrofosfaatista, kalsiumkarbonaatista, kalsiumsulfaatista, bariumsulfaatista. Magnesiumpyrofosfaatti saostetaan vesi-liuoksesta yhdistämällä stökiömetriset määrät natriumpyro-fosfaattia ja magnesiumsulfaattia, suodatetaan pois ja kuivataan, kun taas muut ovat tavallisia kauppatuotteita. Edullinen suoritusesimerkki, joka sisältää 4,3 paino-% hidastus- ja sideainetta saadaan seuraavalla tavalla: 4. 100 kg:n hidastus- ja sideainedispersioti valmistus 4a. Hidastus- ja sideainedispersion ensimmäisen komponentin valmistus.

24,2 kg vettä dispergoidaan 0,5 kg:lla silikonipohjaista vaahdonestoainetta (10 paino-% vastaten 0,05 kg) ja sen jälkeen 15 kg :11a tavallista kaupallista poly-O-butyyliakry-laatin vesidispersiota (24 paino-% vastaten 3,6 kg poly-O-butyyliakrylaattia) tehosekoittimella, kunnes seos on homogeeninen. Sen jälkeen dispersioon lisätään ultraäänilisä-vaikutuksen avulla (upottamalla dispersioon sinänsä tunnet- 12 73661 tu ultraääniköje) 12,5 kg grafiittia (K 2,5; Lonza), sen jälkeen 2 kg parafiinin vesidispersiota (ks. alempana) ja lopuksi 0,3 kg tavallista kaupallista natriumkarboksi-metyyliselluloosaa sanoissa olosuhteissa. Noin 1 tunnin kuluttua viimeisen aineosan lisäyksestä saadaan homogeeni dispersio.

4b. Hidastus- ja sideainedispersion toisen komponentin valmistus.

16,7 kg:aan vettä dispergoidaan peräkkäin upotetun ultraäänikö jeen vaikutuksen alaisena ja käyttäen tehosekoitinta 0,03 kg alkanoiipolyglykolieetteripohjaista kostutusai-r.etta, 0,2 kg dispergointiainetta, esim. polyalkyleenigly-kolipohjalla, ja 0,5 kg kohdassa 4a mainittua vaahdonesto-ainetta. Sen jälkeen dispergoidaan samoissa olosuhteissa peräkkäin seuraavat aineosat: 5 kg kalsiumsulfaattia (saostunutta kalsiumsulfaattia purum tai p.a.; Fluka AG), 0,4 kg tavallista kaupallista kolloidista silikageeliä (keskihiuk-kaskoko 12 nm), 13,35 kg kohdassa 4a mainittua parafiinin vesidispersiota (ks. alempana) ja lopuksi 0,4 kg tavallista kaupallista natriumkarboksimetyyliselluloosaa. Noin 1 tunnin kuluttua viimeisen aineosan lisäyksestä saadaan homogeeninen dispersio.

4c. Varsinaisen hidastus- ja sideainedispersion valmistus Kohdissa 4a ja 4b saadut komponentit yhdistetään, lämmitetään n. 35°C:seen ja sekoitetaan keskenään. Tämä toimenpide voidaan myös suorittaa vaivauslaitteella tuotteen sitkeyden takia. Näin saatuun dispersioon dispergoidaan 0,4 kg tavallista kaupallista natriumkarboksimetyyliselluloosaa homogeenisesti tehosekoittimen avulla, ja n. 1 tunnin kuluttua seos on homogeeninen.

Peräkkäin dispergoidaan 0,6 kg sykloheksanonia ja 8,3 kg tavallista kaupallista poly-0-butyyliakry.laatin dispersiota (40 paino-% vastaten 3,3 kg poly-O-butyyliakrylaattia) isopro-

II

7 3 6 6 1 13 panoliin/veteen (seossuhde 2:1) tehosekoittimella. Sekoitus lopetetaan 3 tunnin kuluttua ja toistetaan tunnin ajan 1 päivän kuluttua. Hidastus- ja sideaine on tällöin käyttövalmis, mutta ennen käyttöä sitä on sekoitettava.

4d. Parafiinin vesidispersion valmistus 3,7 kg tavallista kaupallista parafiinia (leimahduspiste n. 52°C) sulatetaan lisäämällä 0,9 kg tavallista kaupallista alkyylipolyglykolieetteripohjaista emulgaattoria, sulate sekoitetaan hyvin ja lämmitetään 95°C:seen. Tämä seos sekoitetaan sen jälkeen annoksittain 10,75 kgraan tislattua 85°C lämpöistä vettä. Homogeenisen dispersion saamiseksi suoritetaan sekoitus, minkä jälkeen seuraa edelleen sekoittaen jäähdytys alle 40°C:seen. 1 päivän "lisäkypsymisen" jälkeen on parafiinin vesidispersio käyttövalmis.

5. Suurtehoräjähdysaineen valmistus 1,015 kgraan hidastus- ja sideaineen vesidispersiota lisätään 7 kg kuivaa oktogeenia ja jaetaan tasaisesti räjähdysaineen yli. Sen jälkeen seosta sekoitetaan rakenteeltaan tavallisessa sekoitusrummussa, ja 10 minuutin kuluttua on hidastus- ja sideaine jakautunut tasaisesti räjähdysaineen yli. Seos poistetaan sekoitusrummusta, levitetään litteäksi ja esikuivataan kierittämällä silloin tällöin, samalla kun lämmin ilmavirta johdetaan seoksen yli.

Esikuivattuun aineeseen lisätään pyörivässä rummussa 290 g isopropanolia/vettä (seossuhde 1:1) vastaten 4 paino-i, ja seosta sekoitetaan 15-30 minuuttia. Sen jälkeen seos poistetaan sekoitusrummusta, levitetään litteäksi ja kuivataan kierittämällä sitä silloin tällöin, samalla kun sen yli johdetaan lämmin ilmavirta.

Viimeksi mainitut vaiheet voidaan mahdollisesti suorittaa ottamalla huomioon vaaditut turvallisuusmääräykset myös leijukerrosmenetelmän mukaisesti.

73661 6a. Suurtehoräjähdysainepuristuskappaleiden valmistus Kohdan 5 mukaisesti saatu suurtehoräjähdysaine puristetaan kylmänä rakenteeltaan tavallisissa muoteissa paineessa alueella 1,5-4,2 kbaaria. 2,2-3,5 kbaarin paine on normaalisti riittävä, mutta puristuspaineita voidaan erityistarpeiden mukaan myös kohottaa muovatttujen panosten, suurtehopanosten kohdalla.

6b. Suurtehoräjahdysainepuristukappaleiden ominaisuudet 3

Puristuskappaleiden tiheydet ovat yli 1,80 g/cm . Mitatut räjähdysnopeudet ovat 8,6 kra/s ja sen yli.

Iskunherkkyyttä tutkittiin Koenenin ja Iden pudotusvasara-neneteimän mukaisesti. Tällöin olivat tulokset alle 0,5 mm hiukkaskokojen kohdalla erityisen edulliset: 2 kg pudotus-vasaralla ei todettu mitään reaktioita rajähdysainetilavuu- 3 den ollessa 10 mn , ja 5 kg pudotusvasaraa käytettäessä rä-jähdysainetilavuuden ollessa 40 mm ei myöskään 40 ja vastaavasti 50 cm pudotuskorkeuksilla todettu reaktioita.

Paineenkestävyys mitattiin räjähdysainekappaleilla (puris- 2 tuspaine 1,9-4,2 t/cm ), joilla oli tasasivuisen sylinterin muoto, huoneen lämpötilassa. Tällöin saadaan hiukkaskoon pienetessä ja puristuspaineen suuretessa paineenkestävyysarvoja, jotka voivat olla yli kaksi kertaa suurempia kuin tunnettujen vahapitcisten cktogeenipuristuskappaleiden paineenkestävyys. Paineenkestävyys paranee vielä aina 30 %:iin asti, kun puristuskaopaleet vanhenevat (1-2 viikkoa huoneen lämpötilassa, 3-4 päivää +50°C:ssa).

Kaiken kaikkiaan saadaan yllä kuvattujen menetelmien mukaan myös hienorakeisesta aineesta käytännössä käyttökelpoisia puristuspaineita käytettäessä räjähdysaineita, joilla on toivotut suuret tiheydet ja joiden lisäetuna on entistä parempi kestävyys ja pienentynyt iskuherkkyys. Tästä syystä tällaiset räjähdysaineet ovat erityisen käsittelyn kestäviä,

II

73661 15 mihin myös niiden pintajohtavuus huomattavasti vaikuttaa (pintavastus, mitattuna DIN 53482:n mukaan, mittausjännitteellä 6 V: muutama kilo-ohmia).

Claims (38)

16 7 3 6 61

1. Menetelmä s uu r t -?h or ä j ähcy s a i neen valmistamiseksi, 3eka rä j ähcys aine sisältää ainakin 90 paino-% suuritehoista räjähdysainetta joka on sykietetrametyleenitetranitramiinia tai syklotrimetyleenitrinitrar.iinia ja enintään 10 paino-% (kummassakin tapauksessa laskettuna kokonaispainosta = 100) hidastus- ja sideainetta, joka sisältää orgaanista polymeeriä, jolloin ensin sekoitetaan hidastus- ja sideaineen aineosat ja näin saatu seos sekoitetaan suuritehoiseen räjähdysaineeseen, tunnettu siitä, että polymeerin vesidispersio apu- ja lisäaineiden läsnäollessa sekoitetaan liukuaineeseen, parafiinin vesidispersioon ja täyteaineeseen, että näin saatu hidastus- ja sideaineen vesidispersio sekoitetaan kuivaan räjähdysaineeseen ja näin saatu seos kuivataan lämmön avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polymeerin vesidispersio valmistetaan poly-O-alkyvliakrylaatista tai poly-O-alkyylimetakry.laatista , jossa on vähintään 3 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä ja joka sisältää 20-50 paino-% polymeeriä (laskettuna hidastus-ja sideaineen painosta).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että polymeerinä käytetään poly-O-butyyli-tai poly-C-isobutyyiiakrylaattia.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siinä, että täyteaineena lisätään vaikealiukoista maa-alkaliyhdistettä ja että maa-alkaliyhdiste edullisesti valitaan ryhmästä, joka muodostuu magnesium-pyrofosfaatista, kalsiumkarbonaatista, kalsiumsulfaatista ' ja bariumsulfaatista.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerin vesidispersio tl 7 3 6 61 17 valmistetaan sekoittamalla poly-O-butyyliakrylaatin vesi-dispersio oolyetyleenin vesidispersioon ja että lisätään 1-15 paino-% polyetyleeniä (laskettuna poly-O-butyyliakrylaatin oainosta), jonka keskihiukkaskoko on 0,1-0,3 ^um.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että hidastus- ja sideaineen vesidispersio saadaan lisäämällä peräkkäin aineosat polymeerin vesidispersioon voimakkaasti sekoittaen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että liukuaineena käytetään polytetrafluorietylee-niä ja että polymeerin vesidispersioon lisätään 2-7 paino-S polytetrafluorietyleeniä (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta) vesidispersiossa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polymeerin vesidispersioon, joka sisältää liukuaineen, jaetaan 0,3-2,3 paino-% erittäin hienojakoista silikageeliä (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polymeerin vesidispersio, joka sisältää liukuaineen ja silikageelin, sekoitetaan suurella sekoitus-nopeudella dispersioon, joka sisältää 10-45 paino-osaa parafiiniä 55-90 paino-osassa vettä, ja että lisätään 8-20 paino-% parafiinia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polymeerin vesidispersioon, joka sisältää liukuaineen, parafiinin ja silikageelin, lisätään kiinteä täyteaine jatkuvasti suurenevalla sekoitusnopeudella sekoittaen .

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaineena käytetään kalsiumkar-bonaattia, jonka hiukkaskoko on likimain .1 ^um, ja että 7 3 6 61 18 n. 2 0-55 oair.o-% kalsiumkarbonaattia (laskettuna hidastus-ia sideaineen painosta) lisätään,

12. Jonkin patenttivaatimuksiata 1-4 mukainen menetelmä, tunnet t u siitä, että hidastus- ja sideaineen vesi-dispersion ensimmäinen, liukuaineen sisältävä komponentti ja toinen, täyteaineen sisältävä komponentti sekoitetaan keskenään ja sen jälkeen kolmannen komponentin kanssa. 13. patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen komponentti muodostaa polymeerin vesidispersion, johon peräkkäin voimakkaasti sekoittaen ja ultraäänen samanaikaisen vaikutuksen alaisena disperaoidaar liukua!ne ia dispersio, joka sisältää 10-45 paino-osaa parnfiinia 55-90 paino-osassa vettä.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä-, että polymeerinä käytetään poly-O-butvyliakrylaattia ja polvmeeridispersio sisältää 9,4-20,8 paino-% poly-O-butyyliakrylaattia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painospa), että liukuaineena käytetään grafiittia, jonka k e s k i h i u k > n s koko on 2,5 ^um ja jolla on hiukkaskokojakauma, joka vastaa 95 % alle hiukkaskoon 5 ^um, ja että polymeeridispersicon lisätään 25-65 paino-% grafiittia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta) sekä että Dolymeerin era fiittipitoiseen vesidispersioon lisätään 0,48 paino-0' parafiinia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta).

15. Jonkin patenttivaatimuksista 12-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen komponentti muodostaa täyteaineen vesidispersion, johon voimakkaasti sekoittaen ja ultraäänen samanaikaisen vaikutuksen alaisena sekoitetaan erittäin hienojakoista silikageeliä, ja että sen jälkeen lisätään parafiinia vesidispersiona, joka sisältää 10-45 oaino—osaa parafiinia 55 — 90 paino—osassa vettä. 19 7366 1

15. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että täyteaineena käytetään kalsiumsulfaattia ja että vesidispersio sisältää 12-25 paino-% kalsiumsulfaattia [laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta), ja että lisätään 0,3-2,3 paino-% erittäin hienojakoista si-likageeliä ja vähintään 3,2 paino-% parafiinia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta).

17. Jonkin patenttivaatimuksista 12-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen komponentti sekoitetaan vaivaamalla.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 12-17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolmantena komponenttina käytetään dispersiota, joka sisältää 8,6-19,2 paino-% poly-O-butyyliakrylaattia (laskettuna hidastus- ja sideaineen painosta) iscpropanolissa/vedessä (2:1).

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolmanteen komponenttiin lisätään 7,2 paino-% sykloheksanonia (laskettuna kolmannen komponentin painosta).

20. Jonkin patenttivaatimuksista .12-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hidastus- ja sideaineen vesi-dispersion ensimmäisen komponentin valmistamiseksi disper-goidaan 6 paine-osaa poly-C-butyyliakrylaatin vesidispersio-ta ja 5 painc-csaa grafiittia ultraäänen vaikutuksen alaisena 9,7 paino-osaan vettä ja sekoitetaan 0,8 paino-osaan parafiinin vesidispersiota apu- ja lisäaineiden läsnäollessa, että hidastus- ja sideaineen vesidispersion toisen komponentin valmistamiseksi dispergoidaan 2 paino-osaa kalsiumsulfaattia, 0,16 paino-osaa silikageeliä ultraäänen vaikutuksen alaisena ja apu- ja lisäaineiden läsnäollessa 6,7 paino-osaan vettä, ja että sen jälkeen lisätään sekoittaen 5,35 paino-osaa parafiinin vesiemul- S.lOtS f pffc ’ ,''r]c ^ 2 3 K ΟΓΛ ^OHOr.t tl 1 S 0 k.0 i t G “t-cicin 20 73661 keskenään painosuhteessa 3:2 35°C:ssa ja että 35 paino-osaa näin saatua seosta apu- ja lisäaineiden läsnäollessa sekoitetaan 3,3 paino-osaan dispersiota, joka sisältää 40 paino-osaa poly-O-butyyliakrylaattia 60 paino-osassa isopropanolia/ vettä (2:1).

21. Jonkin patenttivaatimuksista 1-20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 1-1,5 paino-osaa hidastus- ja sideaineen vesidispersiota ja 10 paino-osaa suuritehoista räjähdysainetta sekoitetaan sekoitusrummussa.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suuritehoisella räjähdysaineella on hiukkas-koko alle 1,68 mm, edullisesti alle 0,5 mm.

23. Patenttivaatimuksen 21 tai 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatu määrä levitetään lit-teäksi kerrokseksi ja kuivataan lämpimässä ilmavirrassa kierittämällä.

24. Patenttivaatimuksen 21 tai 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hidastus- ja sideaineseos esikuivataan suuritehoisen räjähdysaineen kanssa kierittämällä, jälkikäsi-tellään sen jälkeen sekoitusrummussa 2-10 paino-%:lla (laskettuna seoksen painosta = 100} alkanolia/vettä, edullisesti isopropanolia/vettä, ja sen jälkeen kuivataan kierittämällä.

25. Muovisidottu suurtehoräjähdysaine, joka on valmistettu patenttivaatimuksessa 1 esitetyllä menetelmällä, ja joka sisältää ainakin 90 paino-% suurtehoista räjähdysainetta joka on syklotetrametyleenitetranitramiinia tai syklotrimetyleenitri-nitramiinia ja enintään 10 paino-% (kummassakin tapauksessa laskettuna muovisidotun suurtehoräjähdysaineen painosta) orgaanista polymeeriä sisältävää hidastus- ja sideainetta, joka sisältää lisäaineita kuten vahaa ja parafiinia, tunnettu siitä, että hidastus- ja sideaine sisältää akrylaatti- tai II 7 3 6 61 polymetakrylaattipohjaista polymeeriä , 1iukuainetta ja täyteainetta .

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen suurtehorä jähdysaine , tunnettu siitä, että polymeeri on poly-O-alkyyliak-rylaatti tai poly-O-alkyylimetakryiaatti, jonka alkyyli-ryhmässä on vähintään 3 hiiliatomia, ja että sen osuus hidastus- ja sideaineesta on 18-50 paino-’..

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen suurtehoräjähdysaine, tunnettu siitä, että ooly-O-alkyyliakrvlaatti on poly-0-butyyl.i- tai -isobutyyliakrylaatti .

28. Jonkin patenttivaatimuksista 25-27 mukainen suurtehorä j ähdv s aine, z u n n e t t u siitä, että täytoain'· on vaikealiukoinen mau-alkalivhdisto ja että tämä on edullisesti valittu ryhmästä, joka koostuu magnesiunpyrofosfaatista, kalsiumkarbonaatista , kalsiumsulfaatista ja bariumsulfaat ist.a .

29. Patenttivaatimuksen 27 tai 28 mukainen suurtehoräjähdysaine, tunnettu siitä, että polymeeri sisältää 5-15 paino-% polyetvleeniä 'laskettuna poly-O-akrylaatin painosta) , jonka keskihiukkaskoko on 0,1-0,3 ^um.

30. Patenttivaatimuksen 29 mukainen suurtehoräjähdysaine, tunnettu siitä , että liukuaine en polytetrafluori- etyleeni ja että polytetrafluorietyleenin osuus hidastuspa sideaineessa on 2-7 paino-%.

31. Patenttivaatimuksen 30 mukainen suurtehoräjähdysaine, tunnettu siitä, että täyteaine on kalsiumkarbonaat-ti, jonka hiukkaskoko on 1 ^um, ja että kalsiumkarbonaatin osuus hidastus- ja sideaineessa on 20-65 paino-%.

32. Jonkin patenttivaatimuksista 25-27 mukainen suurtehorä-jähdysaine, tunnettu siitä, 'ttä liukuaine on grafiitti, jonka koskih iukknslovo on 2. ' /am ja jolla on hiuk- 22 7 3 6 61 kaskokojakauma, joka vastaa 95 % alle 5 ^um, ja että grafiitin osuus hidastus- ja sideaineessa on 25-65 paino-%.

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen suurtehoräjähdysaine, tunnettu siitä, että täyteaine on kalsiumsulfaatti ja että kalsiumsulfaatin osuus hidastus- ja sideaineessa on 15-25 paino-%.

34. Jonkin patenttivaatimuksista 25-33 mukainen suurtehorä jähdysaine , tunnettu siitä, että hidastus- ja sideaine sisältää 0,3-2,3 paino-% erittäin hienojakoista silikageeliä (laskettuna kokonaispainosta).

35. Jonkin patenttivaatimuksista 25-34 mukainen suurtehorä jähdysaine , tunnettu siitä, että hidastus- ja sideaine sisältää 3,5-20 paino-% parafiinia.

36. Jonkin patenttivaatimuksista 25-35 mukainen suurtehorä jähdysaine , tunnettu siitä, että suurtehoräjähdysaine sisältää 90-97 paino-% suuritehoista räjähdysainetta, jonka raekoko on alle 1,68 mm, edullisesti alle 0,5 mm.

37. Menetelmä muotokappaleiden valmistamiseksi jonkin patenttivaatimuksista 25-36 mukaisesta suurtehoräjähdysainees-ta muotissa painetta käyttämällä, tunnettu siitä, että suurtehoräjähdysaine puristetaan muotissa huoneen lämpötilassa paineella, joka on alueella yli 1,5 kbaaria.

38. Patenttivaatimuksen 37 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään puristuspainetta 1,5-4,2 kbaaria. Il 23 73661