JP2002284595A - High-performance bursting charge composition - Google Patents
High-performance bursting charge compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高性能炸薬組成物
に関する。The present invention relates to a high explosive composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】炸薬組成物としては、シクロトリメチレ
ントリニトラミン(別名RDX)やシクロテトラメチレ
ンテトラニトラミン(別名HMX)等を高分子バインダ
ーで混合固体化したPBX(Plastic Bond
ed Explosive)が代表的であり、更に現在
では、より高性能な高エネルギー物質として開発された
ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンが注目され、こ
れを主成分とする炸薬組成物の開発が米国を初め各国で
積極的に押し進められている。2. Description of the Related Art PBX (Plastic Bond) obtained by mixing and solidifying cyclotrimethylenetrinitramine (also called RDX) or cyclotetramethylenetetranitramine (also called HMX) with a polymer binder is known as an explosive composition.
ed Explosive), and hexanitrohexaazaisosoultitanium, which has been developed as a higher-performance, higher-energy material, has been attracting attention. It is being actively promoted in each country.
【0003】また、炸薬組成物のてん薬法としては、主
に爆薬成分90重量%以上の場合に適用される方法であ
って、爆薬成分とバインダーで造粒し、プレス等で加圧
する圧搾成型法、或いは主に爆薬成分90重量%以下の
場合に適用される方法であって、爆薬成分とバインダー
及び可塑剤を混合し、型への流し込みか、若しくは低圧
で圧入したのち固める注型法等が有り、てん薬容器の形
状及び用途に応じて適宜用いられている。[0003] The explosive composition explosive method is a method applied mainly when the explosive component is 90% by weight or more. The explosive component is granulated with the explosive component and a binder, and is press-molded by pressing with a press or the like. Or a method mainly applied when the explosive component is 90% by weight or less, such as a casting method in which the explosive component is mixed with a binder and a plasticizer, and then poured into a mold or pressed into the mold at a low pressure and then solidified. And used as appropriate according to the shape and use of the medicine container.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一般に複雑な構造を有
するてん薬容器には、注型法を用いることが好ましい
が、反面、主成分である爆薬成分の含有量が低くなるた
めに、目的とした爆轟性能が得られず、低下するという
問題があった。これらの問題を解決する方法として、エ
ネルギー成分を含有するバインダーを用いる方法が特許
公報第2770018号に開示されている。その内容と
しては、末端水酸基でニトラト基及び又はアジド基を含
有するポリエーテルが記載され、その実施例としてビス
アジドメチルオキセタンとニトラトメチルメチルオキセ
タンの共重合化合物、又、可塑剤としてジオクチルアジ
ペートを用いた例が開示されている。In general, it is preferable to use the casting method for explosive containers having a complicated structure, but on the other hand, since the content of the explosive component, which is the main component, is low, the purpose and There was a problem that the detonation performance could not be obtained and the performance was degraded. As a method for solving these problems, a method using a binder containing an energy component is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2770018. As its contents, a polyether containing a nitrate group and / or an azide group at a terminal hydroxyl group is described, and a copolymer compound of bisazidemethyloxetane and nitratomethylmethyloxetane as an example thereof, and dioctyl adipate as a plasticizer Examples of use are disclosed.
【0005】可塑剤は、混合時の流動性を高めることで
注型を容易にし、含有空隙率の少ない高密度な炸薬を得
ることを主目的として添加されるが、本発明者等は、日
々鋭意努力した結果、適正な可塑剤を選択することで、
極めて高性能な爆轟性能を呈する炸薬組成物が得られる
ことを見出し、本発明を成すに至った。[0005] Plasticizers are added mainly for the purpose of increasing the fluidity during mixing to facilitate casting and to obtain a high density explosive with a low porosity. As a result of hard work, by choosing the right plasticizer,
The present inventors have found that an explosive composition exhibiting extremely high detonation performance can be obtained, and have accomplished the present invention.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、炸薬組
成物に於いて、主成分である爆薬成分と、高分子バイン
ダーとして末端水酸基を有し、ニトラト基及び又はアジ
ト基を含有する少なくとも1種のポリエーテルのプレポ
リマーと、該プレポリマーの可塑剤としてニトロ基を含
有するニトロ可塑剤とから成ることを特徴とする高性能
炸薬組成物である。本発明に主成分として用いられる爆
薬成分とは、前記したシクロトリメチレントリニトラミ
ン、シクロテトラメチレンテトラニトラミン及びヘキサ
ニトロヘキサアザイソウルチタン等であり、それらから
1種又は2種以上を選択して用いることが出来る。特に
ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンはそれらの中
で、密度、爆轟波圧力、エネルギ密度がもっとも高く、
優れた爆薬成分として好ましい。また、バブルエネルギ
ーを増大させる炸薬組成物の場合、過塩素酸アンモニウ
ムや金属アルミニウム粉等が、爆薬成分として主剤若し
くは添加剤として用いられるが、これらは、本発明の炸
薬組成物に於いても適用できる。That is, the present invention provides an explosive composition comprising at least an explosive component as a main component, at least a terminal hydroxyl group as a polymer binder, and a nitrate group and / or an azido group. A high explosive composition comprising a prepolymer of one kind of polyether and a nitro plasticizer containing a nitro group as a plasticizer of the prepolymer. The explosive component used as a main component in the present invention is the above-mentioned cyclotrimethylenetrinitramine, cyclotetramethylenetetranitramine, hexanitrohexaazaisowurtzitanium, etc., and one or more of them are selected. Can be used. Hexanitrohexaazaisosoul titanium in particular has the highest density, detonation wave pressure and energy density among them,
Preferred as an excellent explosive component. Further, in the case of the explosive composition for increasing the bubble energy, ammonium perchlorate, metal aluminum powder and the like are used as a main component or an additive as an explosive component, and these are also applied to the explosive composition of the present invention. it can.
【0007】本発明に用いられるプレポリマーは、アジ
ド基含を有するものとして3−アジドメチル−3−メチ
ルオキセタン、グリシジルアジドポリマー、或いは3,
3−ビス(アジドメチル)オキセタン等であるが、多く
のアジド基を含みエネルギーが大きく且つ液状の3,3
−ビス(アジドメチル)オキセタンと3−ニトラトメチ
ル−3−メチルオキセタンを共重合させた化合物が最も
好ましい。可塑剤としては、ジオクチルアジペート、ジ
エチルフタレート、ジ(ブチルジグリコール)アジペー
ト等のようにニトロ基を含まないものは好ましくなく、
ビスジニトロプロピルアセタール、ビスジニトロプロピ
ルフォルマール、ニトラトエチルニトラミン、或いは
1,5−ジアジド−3,3−ニトロアザペンタン等が好
ましく、更に好ましいのは酸素バランスからビスジニト
ロプロピルのフォーマルとアセタールの混合物である。[0007] The prepolymer used in the present invention includes 3-azidomethyl-3-methyloxetane, glycidyl azide polymer,
3-bis (azidomethyl) oxetane, etc., which contains many azide groups, has a large energy and is liquid 3,3
Most preferred is a compound obtained by copolymerizing -bis (azidomethyl) oxetane and 3-nitratomethyl-3-methyloxetane. As the plasticizer, those not containing a nitro group such as dioctyl adipate, diethyl phthalate, di (butyl diglycol) adipate and the like are not preferable.
Bisdinitropropyl acetal, bisdinitropropyl formal, nitratoethylnitramine, 1,5-diazide-3,3-nitroazapentane, and the like are preferable, and more preferable are bisdinitropropyl formal and acetal in view of oxygen balance. It is a mixture.
【0008】本発明の高性能炸薬組成物には、硬化剤を
用いることが好ましい。硬化剤は、プレポリマーが末端
水酸基を持つので、この水酸基と反応するイソシアネー
ト化合物、例えばトリレンジイソシアネート、イソホロ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート
ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルジメ
チレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイ
ソシアネート等が好ましい。It is preferable to use a curing agent in the high explosive composition of the present invention. As the curing agent, since the prepolymer has a terminal hydroxyl group, isocyanate compounds which react with this hydroxyl group, such as tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate diphenylmethane diisocyanate, triphenyldimethylene triisocyanate, and triphenylmethane triisocyanate are preferred. .
【0009】その他、硬化触媒としては、ブチルチント
リクロライド、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチ
ンジラウレート等の有機錫化合物や、フェリックアセチ
ルアセトン、フェリックジフェニルアセチルアセトン等
の有機鉄化合物等が適宜用いられる。更に架橋剤として
は、多官能の水酸基をもつ化合物、例えばトリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキ
サトリオール、ジグリセリン等や多官能イソシアネート
が適宜用いられる。In addition, as a curing catalyst, an organic tin compound such as butyltin trichloride, dibutyltin diacetate and dibutyltin dilaurate, and an organic iron compound such as ferric acetylacetone and ferric diphenylacetylacetone are appropriately used. Further, as the crosslinking agent, a compound having a polyfunctional hydroxyl group, for example, trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, hexatriol, diglycerin and the like, and a polyfunctional isocyanate are appropriately used.
【0010】本発明に於けるプレポリマーとニトロ可塑
剤の配合比は、重量比で、プレポリマー/ニトロ可塑剤
=0.3〜4.0の範囲が注型法に於ける流動性の点か
ら好ましい。また、本発明に於いては、爆薬成分と高分
子バインダーの合計量に対して爆薬成分70〜90重量
%、高分子バインダー30〜10重量%の割合にするの
が最も好ましい。高分子バインダーが10重量%未満で
は注型法を行うことが困難になり、30重量%を越える
と爆轟性能が低下する。In the present invention, the mixing ratio of the prepolymer and the nitro plasticizer is preferably in the range of prepolymer / nitro plasticizer = 0.3 to 4.0 by weight in terms of the fluidity in the casting method. Is preferred. In the present invention, it is most preferable that the ratio of the explosive component is 70 to 90% by weight and the polymer binder is 30 to 10% by weight based on the total amount of the explosive component and the polymer binder. If the amount of the polymer binder is less than 10% by weight, it becomes difficult to perform the casting method, and if it exceeds 30% by weight, the detonation performance is reduced.
【0011】次に、本発明の高性能炸薬組成物の製造方
法としては、注型法を用いることが最も好ましい。注型
法は、主成分である爆薬成分と高分子バインダーを混合
する混和工程、てん薬容器に炸薬組成物を注型によりて
ん薬する注型工程及び炸薬組成物を硬化させる硬化工程
から成る。混和工程では、爆薬成分とプレポリマー、ニ
トロ可塑剤、硬化剤、必要に応じて安定剤、硬化触媒等
が圧力1.33kPa以下、温度約50℃〜60℃の条
件下で混和槽内で混合される。混和時間は、通常30分
〜60分で、得られる炸薬組成物の性状はスラリー、若
しくは膠質状になる。Next, the casting method is most preferably used as the method for producing the high-performance explosive composition of the present invention. The casting method includes a mixing step of mixing an explosive component, which is a main component, with a polymer binder, a casting step of casting the explosive composition into a explosive container by casting, and a curing step of curing the explosive composition. In the mixing step, the explosive component is mixed with the prepolymer, nitro plasticizer, curing agent, and, if necessary, a stabilizer and a curing catalyst in a mixing tank under a pressure of 1.33 kPa or less and a temperature of about 50 ° C to 60 ° C. Is done. The mixing time is usually 30 minutes to 60 minutes, and the properties of the obtained explosive composition become slurry or colloid.
【0012】注型工程では係る混和工程の後、約60℃
に温めた注型槽にてん薬容器をセットし、炸薬組成物を
注型する。この際に、注型槽の圧力を1.33kPa以
下にし、また炸薬組成物の注型性を向上させるために炸
薬組成物を加圧することもある。硬化工程は、注型後の
てん薬容器を硬化槽に移し、槽内温度を通常約60℃に
して数日間かけて硬化させる。In the casting step, after the mixing step, about 60 ° C.
The explosive composition is cast by setting a medicine container in a warmed casting tank. At this time, the pressure of the casting tank may be 1.33 kPa or less, and the explosive composition may be pressurized in order to improve the castability of the explosive composition. In the curing step, the potion container after casting is transferred to a curing tank, and the temperature in the tank is usually set to about 60 ° C., and the curing is performed over several days.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例及び比較
例を用いて更に詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
【0014】[0014]
【実施例】高分子バインダー成分は、3,3−ビス(ア
ジドメチ ル)オキセタンと3−ニトラトメチル−3−
メチルオキセタンの7対3重量比の共重合化合物48重
量%と可塑剤としてニトロ基を含有するビスジニトロプ
ロピルのフォーマルとアセタールの等量混合品48重量
%、それに硬化剤イソフォロンジイソシアネート、架橋
剤ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリシアネート、
硬化触媒ジブチルチンジラウレートを加えて100とし
た。EXAMPLES The polymer binder components were 3,3-bis (azidomethyl) oxetane and 3-nitratomethyl-3-.
48% by weight of a 7: 3 weight ratio of a copolymer of methyl oxetane, 48% by weight of a formal and acetal mixture of bisdinitropropyl containing a nitro group as a plasticizer, a curing agent isophorone diisocyanate, a crosslinking agent hexa Methylene diisocyanate polycyanate,
The curing catalyst dibutyltin dilaurate was added to 100.
【0015】主成分である爆薬成分ヘキサニトロヘキサ
アザイソウルチタンと係る高分子バインダーを85重量
%対15重量%で混和機にて50℃で約30分間混合
後、外径42.7mm、肉厚3.6mm、長さ200m
mの鋼管3本にてん薬し、硬化させた。爆轟性能の評価
試験として、例えば火薬ハンドブックに記載されている
イオンギャップ法を用いて爆轟速度を求めた結果、8,
969m/s、9,009m/s、9,010m/sを
示した。After mixing the explosive component hexanitrohexaazaisosoultitanium, which is the main component, with the polymer binder of 85% by weight to 15% by weight in a kneader at 50 ° C. for about 30 minutes, an outer diameter of 42.7 mm, meat 3.6mm thick, 200m long
The solution was cured with three steel pipes having a length of m and cured. As an evaluation test of the detonation performance, for example, as a result of obtaining the detonation speed using the ion gap method described in the explosives handbook, 8,
969 m / s, 9,009 m / s and 9,010 m / s.
【0016】[0016]
【比較例】前記実施例に於ける高分子バインダー成分
で、可塑剤にニトロ基を含まないジオクチルアジペート
を用いた。配合組成は、3,3−ビス(アジドメチ
ル)オキセタンと3 −ニトラトメチル−3−メチルオ
キセタン7対3重量比の共重合化合物77重量%と可塑
剤ジオクチルアジペート15重量%、それに硬化剤イソ
フォロンジイソシアネート、架橋剤ヘキサメチレンジイ
ソシアネート系ポリシアネート、硬化触媒ジブチルチン
ジラウレートを加えて100とした。COMPARATIVE EXAMPLE Dioctyl adipate, which does not contain a nitro group as a plasticizer, was used as the polymer binder component in the above Examples. The composition is 3,3-bis (azidomethy
7) 77% by weight of oxetane and 3-nitrothmethyl-3-methyloxetane in a 7 to 3 weight ratio of a copolymer compound, 15% by weight of a plasticizer dioctyl adipate, a curing agent isophorone diisocyanate, a crosslinking agent hexamethylene diisocyanate polycyanate, and curing. The catalyst dibutyltin dilaurate was added to 100.
【0017】主成分である爆薬成分ヘキサニトロヘキサ
アザイソウルチタンと係る高分子バインダーを85重量
%対15重量%で混和機にて50℃で約30分間混合
後、外径42.7mm、肉厚3.6mm、長さ200m
mの鋼管3本にてん薬し、硬化させた。爆轟性能の評価
試験として、実施例と同様に爆轟速度を求めた結果、
8,815m/s、 8,795m/s、8,850m
/sをそれぞれ示した。The explosive component hexanitrohexaazaisosoultitanium, which is the main component, is mixed with a polymer binder of 85% by weight to 15% by weight at 50 ° C. for about 30 minutes in a kneader, and then the outer diameter is 42.7 mm, and the meat is 3.6mm thick, 200m long
The solution was cured with three steel pipes having a length of m and cured. As an evaluation test of the detonation performance, as a result of obtaining the detonation speed as in the example,
8,815m / s, 8,795m / s, 8,850m
/ S.
【0018】[0018]
【発明の効果】 本発明に於ける炸薬組成物は、従来の
炸薬組成物に比較して、その爆轟性能を格段に高める効
果がある。特に、爆薬成分としてヘキサニトロヘキサア
ザイソウルチタンとプレポリマーとして3,3−ビス
(アジドメチ ル)オキセタンと3−ニトラトメチル−
3−メチルオキセタンの共重合化合物と可塑剤としてニ
トロ基を含有するビスジニトロプロピルのフォーマルと
アセタールの混合品から成る高性能炸薬組成物は、爆轟
速度9,000m/s程度の爆轟性能が可能である。ま
た、本発明による炸薬組成物は高爆轟性能であるため
に、従来の炸薬と同等の威力を得るには薬量が少なくて
すむという特徴がある。そして更には、金属容器に収納
して起爆すると、高爆轟性能のために高速の破片を形成
し、目標物に与える損傷が大きいという特徴も有してい
る。EFFECTS OF THE INVENTION The explosive composition of the present invention has an effect of significantly improving the detonation performance as compared with the conventional explosive composition. In particular, hexanitrohexaazaisowurtzitane as an explosive component, 3,3-bis (azidomethyl) oxetane and 3-nitratomethyl- as a prepolymer
A high-performance explosive composition comprising a mixture of a formal and acetal mixture of a copolymer of 3-methyloxetane and a bisdinitropropyl containing a nitro group as a plasticizer has a detonation performance at a detonation speed of about 9,000 m / s. It is possible. Further, the explosive composition according to the present invention has a high detonation performance, and thus has a feature that the amount of the drug is small to obtain the same power as the conventional explosive. Furthermore, when stored in a metal container and detonated, it has a feature that high-speed debris is formed due to high detonation performance, and damage to a target is large.
Claims (4)
成分と、高分子バインダーとして末端水酸基を有し、ニ
トラト基及び又はアジト基を含有する少なくとも1種の
ポリエーテルのプレポリマーと、該プレポリマーの可塑
剤としてニトロ基を含有するニトロ可塑剤とから成るこ
とを特徴とする高性能炸薬組成物。1. An explosive composition comprising: an explosive component as a main component; and a prepolymer of at least one polyether having a terminal hydroxyl group as a polymer binder and containing a nitrate group and / or an azido group. A high explosive composition comprising a nitro group-containing nitro plasticizer as a plasticizer for the prepolymer.
キサアザイソウルチタンであることを特徴とする請求項
1に記載の高性能炸薬組成物。2. The high explosive composition according to claim 1, wherein the explosive component as a main component is hexanitrohexaazaisowurtzitane.
アジト基を含有するポリエーテルが、3,3−ビス(ア
ジドメチル)オキセタンと3−ニトラトメチル−3−メ
チルオキセタンの共重合化合物であることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の高性能炸薬組成物。3. A polyether having a terminal hydroxyl group and containing a nitrato group and / or an azido group is a copolymer compound of 3,3-bis (azidomethyl) oxetane and 3-nitratomethyl-3-methyloxetane. The high-performance explosive composition according to claim 1 or 2, characterized in that:
スジニトロプロピルのフォーマルとアセタールの混合物
から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいず
れかに記載の高性能炸薬組成物。4. A high explosive composition according to claim 1, wherein the nitro group-containing nitro plasticizer comprises a mixture of formal bisacylnitropropyl and acetal.
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---|---|---|---|
JP2001090329A JP2002284595A (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | High-performance bursting charge composition |
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