NL1015399C2 - Desensitisering van energetische materialen. - Google Patents
Desensitisering van energetische materialen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1015399C2 NL1015399C2 NL1015399A NL1015399A NL1015399C2 NL 1015399 C2 NL1015399 C2 NL 1015399C2 NL 1015399 A NL1015399 A NL 1015399A NL 1015399 A NL1015399 A NL 1015399A NL 1015399 C2 NL1015399 C2 NL 1015399C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- energetic
- plasticizer
- energetically
- weight
- crystalline
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 83
- 238000000586 desensitisation Methods 0.000 title description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 34
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims description 31
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- QUAMCNNWODGSJA-UHFFFAOYSA-N 1,1-dinitrooxybutyl nitrate Chemical compound CCCC(O[N+]([O-])=O)(O[N+]([O-])=O)O[N+]([O-])=O QUAMCNNWODGSJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- 150000001540 azides Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 7
- JSOGDEOQBIUNTR-UHFFFAOYSA-N 2-(azidomethyl)oxirane Chemical compound [N-]=[N+]=NCC1CO1 JSOGDEOQBIUNTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- SIKUYNMGWKGHRS-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(2,2-dinitropropoxy)ethoxy]-2,2-dinitropropane Chemical compound [O-][N+](=O)C(C)([N+]([O-])=O)COC(C)OCC(C)([N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O SIKUYNMGWKGHRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- ZQXWPHXDXHONFS-UHFFFAOYSA-N 1-(2,2-dinitropropoxymethoxy)-2,2-dinitropropane Chemical compound [O-][N+](=O)C([N+]([O-])=O)(C)COCOCC(C)([N+]([O-])=O)[N+]([O-])=O ZQXWPHXDXHONFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 6
- UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N octogen Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 UZGLIIJVICEWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 5
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane Chemical compound [O-][N+](=O)N1CN([N+]([O-])=O)CN([N+]([O-])=O)C1 XTFIVUDBNACUBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229920002121 Hydroxyl-terminated polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- -1 dinitropropyl Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- POCJOGNVFHPZNS-ZJUUUORDSA-N (6S,7R)-2-azaspiro[5.5]undecan-7-ol Chemical compound O[C@@H]1CCCC[C@]11CNCCC1 POCJOGNVFHPZNS-ZJUUUORDSA-N 0.000 description 1
- FZIIBDOXPQOKBP-UHFFFAOYSA-N 2-methyloxetane Chemical compound CC1CCO1 FZIIBDOXPQOKBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLKFDHTUAUWZPQ-UHFFFAOYSA-N N-Nitrosodi-n-propylamine Chemical compound CCCN(N=O)CCC YLKFDHTUAUWZPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSPUVYFGURDFHE-UHFFFAOYSA-N Nitramine Natural products CC1C(O)CCC2CCCNC12 BSPUVYFGURDFHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 239000003975 dentin desensitizing agent Substances 0.000 description 1
- MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N dioctyl decanedioate Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCC(=O)OCCCCCCCC MIMDHDXOBDPUQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013020 final formulation Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- POCJOGNVFHPZNS-UHFFFAOYSA-N isonitramine Natural products OC1CCCCC11CNCCC1 POCJOGNVFHPZNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010399 physical interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
- C06B45/18—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component
- C06B45/20—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an organic explosive or an organic thermic component
- C06B45/22—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an organic explosive or an organic thermic component the coating containing an organic compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B21/00—Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
- C06B21/0008—Compounding the ingredient
- C06B21/0025—Compounding the ingredient the ingredient being a polymer bonded explosive or thermic component
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
- C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
- C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
- C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
- C06B45/105—The resin being a polymer bearing energetic groups or containing a soluble organic explosive
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
- C06B45/18—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component
- C06B45/20—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an organic explosive or an organic thermic component
- C06B45/22—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an organic explosive or an organic thermic component the coating containing an organic compound
- C06B45/24—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component the component base containing an organic explosive or an organic thermic component the coating containing an organic compound the compound being an organic explosive or an organic thermic component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Titel: Desensitisering van energetische materialen
Deze uitvinding heeft betrekking op het desensitiseren van energetische kristallijne materialen, in het bijzonder hexanitrohexaazaioswurtizaan (HNIW) (ook aangeduid als CL20), maar ook op andere nitramine explosieven zoals cyclotrimethyleentrinitramine (RDX) 5 en cyclotetramethyleentetranitramine (HMX).
HNIW omvat een hoge dichtheid gekooid molecuul erkend als een geschikte energetische vuiler voor voortstuwingsmaterialen en explosieven. De toepassing ervan als potentiële vervanging voor bestaande vulstoffen zoals RDX en HMX in gegoten "dubbel base" composiet en nieuwe 10 voorstuwingsmiddelen en andere explosieve materialen is reeds gesuggereerd.
Voorstuwingssamenstellingen toegepast voor het lanceren van projectielen met een relatief hogere massa zijn het liefst hoog energetisch en energetisch dicht, d.w.z. dat een klein volume van het materiaal een hoge 15 potentiële kinetische energie zal leveren via snelle vergassing bij ontsteking. In het algemeen omvat een dergelijke voorstuwings-samenstelling drie samenstellende materialen; een energetische vulstof, een weekmaker en een bindmiddel, waarbij de laatste twee componenten in hoofdzaak de gewenste mechanische eigenschappen van het uiteindelijke 20 voorstuwingsmateriaal verschaffen. Keus van weekmaker en bindmiddel voor een specifieke energetische vulstof zal afhanken van een aantal factoren, zoals het bereik van het projectiel, de temperatuurextremen waaronder het eindproduct vermoedelijk zal moeten functioneren en de chemische en fysische interacties van de materialen.
25 Echter, afgezien van de functionele eigenschappen van het voortstuwingsmateriaal als eindproduct, dienen industriële producenten van nieuwe materialen ook de veiligheidsaspecten te overwegen, welke aspecten samenhangen met het verwerken en vervaardigen van deze tl 0 1 5 3 9 q 2 vulstof, bindmiddel of weekmakermaterialen in raketproducten. Derhalve, terwijl vanuit het oogpunt van eigenschappen een energetisch materiaal gewenst kan schijnen voor toepassing als bindmiddel, weekmaker of vulstof in de beoogde voortstuwingssamenstelling, dient het materiaal veilig te zijn 5 voor opname, verwerking en transport. Als een onveilig energetisch materiaal opgenomen zou worden in een voorstuwings- of explosief systeem, zou het onveilige materiaal wellicht ontsteken ofwel gedurende de vervaardiging of gedurende het transport van het eindproduct. Deze ontsteking kan gebeuren via ongewenste wrijving of stootstimulering 10 leidende tot snelle ontbranding of mogelijk een overgang van snelle ontbranding naar ontsteking binnen het explosieve materiaal, welke voldoende is een voortijdige ongewenste explosie te veroorzaken. Om deze reden omvatten de meeste bekende voortstuwingsmaterialen (zoals ammoniumperchloraat/hydroxy getermineerde polybutadieen gebaseerde 15 composiet voortstuwingsmaterialen) verhoudingsgewijs energetisch inerte weekmakers en bindmiddelcomponenten.
In het algemeen worden vaste voortstuwingsmaterialen, zoals die gebaseerd op ammoniumperchloraat, hydroxy getermineerd polybutadieen (bindmiddel) en dioctylsebacaat (weekmaker) vervaardigd door een methode 20 van droogmengen en roeren: dit betekent dat geen aanvullende desensitiserende oplosmiddelen (bijvoorbeeld water) toegevoegd worden aan dit mengsel, anders dan die welke opgenomen worden in de uiteindelijke voortstuwingsformulering. Dit droge mengsel, na bereiding, wordt behandeld teneinde het uitharden van het bindmiddelmateriaal te 25 vereenvoudigen voor het verschaffen van de gewenste mechanische eigenschappen voor het voortstuwingsmateriaal. Deze methode heeft in het algemeen de voorkeur boven een nat mengprocess (waar aanvullend oplosmiddel opgenomen wordt als transportmiddel of verwerkingshulpmiddel of als een desensitiseermiddel voor het verhogen 30 van de veiligheid), aangezien dit betere menghomogeniteit verschaft en it 0 1 5 3 8 9 3 vertragingen door het reinigen van de mengapparatuur verminderd of het uitdrogen van het gemengde eindproduct voorafgaand aan verdere verwerking (bijvoorbeeld gieten en uitharden).
Bestaande voortstuwingsmaterialen omvatten typisch ongeveer 5 6 gew.% weekmaker op 85 gew.% energetische vulstof. Het voortstuwingsmateriaal zal in het algemeen ook ongeveer 9 % van het totaalgewicht aan bindmiddel en andere vulstofmaterialen omvatten.
HNIW is een materiaal dat bijzonder wrijvingsgevoelig is met een roterende test "Figure of Friction" (F of F) van 0,7 en produceert een bijzonder sterke 10 respons op wrijving, de bijzonder lage "F of F" van HNIW (in vergelijking met andere ingrediënten die normaal gesproken gebruikt worden in voortstuwings/explosieformuleringen) levert een aanzienlijk risico op bij het droogmengen van de weekmaker, bindmiddel en vulstof, zoals gebruikelijk is bij de vervaardiging van vaste voortstuwingsmaterialen. De lage F of F 15 waarde maakt het niet mogelijk CL20 toe te passen bij de vervaardiging in diverse explosievenbedrijven bij de vervaardiging van voortstuwingsmiddelen op grote schaal. De vervaardiger staat derhalve voor de taak een veilige methode te verschaffen waarmee HNIW op genomen kan worden in explosie- en voortstuwingsmaterialen, terwijl het toch een 20 minimaal effect heeft op de uiteindelijke werkingseigenschappen van het eindproduct.
In een eerste uitvoeringsvorm betreft de uitvinding een energetisch materiaal omvattende een energetisch kristallijn materiaal dat in hoofdzaak bekleed is met een energetisch weekmaker materiaal.
25 Bij voorkeur is het energetische kristallijne materiaal in deeltjesvorm, waarbij de energetische weekmaker de afzonderlijke deeltjes van het energetische kristallijne materiaal in hoofdzaak bekleed.
Het energetische materiaal is met voordeel in poedervorm, waarbij het poeder deeltjes van het energetische kristallijne materiaal omvat, welke 30 in hoofdzaak bekleed zijn met een energetisch weekmakermateriaal.
1015399 4
Bij voorkeur omvat het energetisch materiaal van 90 tot 99 gew.% van een energetisch kristallijnmateriaal en van 1 tot 10 gew.% van een energetisch weekmatermateriaal.
De uitvinders hebben ontdekt dat de combinatie van slechts een 5 kleine hoeveelheid energetisch weekmakermateriaal met het energetisch kristallijne materiaal voorafgaand aan opname in de massa van weekmaker, bindmiddel en vulstofmengsel van een explosief of een voortstuwingssamenstelling twee onverwachte en voordelige effecten heeft. In de eerste plaats leidt de toevoeging van weekmaker tot een verlaging van 10 de wrijvingsgevoeligheid van het energetisch kristallijne materiaal tot een waarde die equivalent is aan of minder is dan die van een groot aantal gebruikelijk toegepaste energetische vulstofmaterialen zoals ammoniumperchloraat en in de tweede plaats resulteert de toevoeging van weekmaker ook in een verminderde sterkte van de reactie op een 15 stimulering. Het resulterende nieuwe tussenproduct van het energetisch kristallijne materiaal en de weekmaker kan dan veiliger toegepast worden als uitgangsmateriaal voor de methoden van droogmengen, roeren en uitharden zoals hiervoor beschreven voor de vervaardiging van bekende voortstuwings- en explosieve samenstellingen. Deze nieuwe 20 tussenproducten van energetisch kristallijne materialen met toegevoegde weekmaker kunnen ook veiliger gehanteerd en getransporteerd worden dan het pure energetisch kristallijne materiaal.
In één specifieke werkwijze in overeenstemming met de onderhavige uitvinding worden met voorkeur het energetisch kristallijne 25 materiaal en het energetisch weekmakermateriaal voor het vervaardigen van een energetisch materiaal omvattende een energetisch kristallij n-materiaal/energetisch weekmakermengsel, gemengd via een nat mengproces, waarbij het weekmakermateriaal toegevoegd is aan, bijvoorbeeld, water nat HNIW. De inherente eigenschappen van het nat 30 mengen verminderd de wrijving die optreedt in het mengsel gedurende het 1015399 5 mengproces en verminderd derhalve het risico van explosieve reactie in het energetisch kristallijne materiaal onder invloed van wrijving. Na het mengen kan men het water natte, geplasticificeerde energetische kristallijne materiaalmengsel laten drogen tot een poeder, waarbij het 5 resulterende gevormde droge poeder nauwkeurig bekleed is met de energetische weekmakercomponent. Het gevormde resulterende mengsel van energetisch kristallijnmateriaal en energetische weekmaker is een relatief wrijvingsongevoelig energetisch materiaal, in vergelijking met zuiver, droog energetisch kristallijnmateriaal.
10 De uitvinders hebben ontdekt dat de combinatie van slechts een kleine hoeveelheid weekmakermateriaal met een energetisch kristallijnmateriaal zoals HNIW bij de vervaardiging van een explosie- of voortstuwingssamenstelling een onverwacht en voordelig effect heeft op het verminderen van de wrijvingsgevoeligheid van HNIW tot een waarde die 15 equivalent is aan of minder is dan die van gebruikelijk toegepaste energetische vulstofmaterialen zoals ammoniumperchloraat of HMX. De verkregen nieuwe intermediaire producten vervaardigd door deze desensitiseringsmethode kunnen veiliger toegepast worden als uitgangsmateriaal voor de methoden van droogmengen, roeren en uitharden 20 welke conventioneel toegepast worden bij de vervaarding van bekende voortstuwings- en explosiesamenstellingen. Deze nieuwe intermediaire producten kunnen ook veiliger gehanteerd en getransporteerd worden dan het pure product. Een ander onverwacht maar voordelig kenmerk van deze nieuwe materialen is dat, na ontsteking, zij een verminderde felheid van 25 reactie vertonen, vergeleken met die van het zuivere product.
De energetische weekmaker is bij voorkeur gekozen uit de groep bevattende butaantrioltrinitraat (BTTN), trimethylanolethaantrinitraat (TMETN), diazidonitrazapentaan (DANPE), glycidylazidepolymeer (Azide Derivaat) (GAP Azide), Bis(2,2-dinitropropyl)acetal/bis(2,2-30 dinitropropyl)formal (BDNPA/F) of mengsels van twee of meer van deze i0 1 539 3 6 weekmakers. Behalve dat deze weekmakers het gewenste desensitiserende effect verschaffen, voegen zij ook energie toe aan het voortstuwingssysteem, in vergelijking met de toepassing van inerte analogae. Bijgevolg heeft het intermediaire materiaal dat verkregen is een hogere energiedichtheid in 5 vergelijking van inerte analoga: dit is een gewenst kenmerk van de materialen voor toepassing in raket/expolosieprogramma's, aangezien alle componenten van de verkregen explosie/voortstuwingssamenstelling vervaardigd onder toepassing van het intermediaire product energetisch bijdragen aan de uiteindelijke formulering. De toepassing van energetisch 10 kristallijne materialen die gedesensitiseerd zijn met energetisch inerte weekmakers zouden verhoudingsgewijs minder energie hebben dan die van de voorgestelde energetische weekmakerformuleringen.
Het energetische weekmaakmateriaal kan bestaan uit 100% van één van de weekmakers die hierboven genoemd zijn, mengsels van die 15 weekmakers die hierboven genoemd zijn maar kan eventueel ook een mengsel zijn van energetische weekmaker en een bindmiddel (zoals poly(3-nitratomethyl-3-methyloxetaan) (polyNIMMO), polyglycidylnitraat (PolyGLYN) of glycidylazidepolymeer (GAP)) in hoeveelheden van een minimale hoeveelheid van 10 gew.% weekmaker tot 90 % bindmiddel, tot 20 100% weekmaker, tot 0% bindmiddel. De term "energetisch weekmakermateriaal" zoals aangeduid hierna dient derhalve in overeenstemming met de bovengegeven beschrijving gelezen te worden.
Bij voorkeur omvat het nieuwe energetische materiaal tussen 1 en 5 gew.% energetisch weekmakermateriaal en meer bij voorkeur tussen 3 en 25 5 gew.% energetisch weekmakermateriaal.
Voor gemengde bindmiddel/weekmakersystemen zal het energetische weekmakermateriaal tussen 30 en 100% energetische weekmaker en 70 tot 0% bindmiddel omvatten. Met de meeste voorkeur zal het weekmakergehalte in het bereik van 60 tot 100% liggen.
1015399 7
De onderhavige uitvinding verschaft derhalve een werkwijze voor de vervaardiging van een hoog energetisch tussenproduct gebaseerd op een energetisch kristallijnmateriaal dat gedensitiseerd is voor veilig opname voor voortstuwings- of explosieve formuleringen.
5 In een tweede aspect verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor de vervaardiging van een voortstuwingsmateriaal dat een energetisch kristallijnmateriaal bevat, omvattende: (i) mengen van 1 tot 10 gew.% van een energetisch weekmakermateriaal met 99 tot 90 gew.% van het energetisch kristallijne 10 materiaal, (ii) mengen van het verkregen product van stap (i) met aanvullende hoeveelheden weekmaker en bindmiddelmateriaal zoals gewenst voor de eindtoepassing van het voortstuwingsmateriaal, (iii) uitharden van het verkregen product van stap (ii).
15 Het energetische weekmakermateriaal bevat bij voorkeur een weekmaker gekozen uit butaantrioltrinitraat (BTTN), trimethylanolethaantrinitraat (TMETN), diazidonitrazapentaan (DANPE), glycidylazidepolymeer (azidederivaat) (GAP azide), bis(2,2-dinitropropyl)acetal/bis(2,2-dinitropropyl)formal (BDNPA/F) of mengsels 20 van twee of meer van deze weekmakers.
In een derde aspect is de uitvinding een explosief- of voortstuwingssamenstelling vervaardigd uit een energetisch materiaal omvattende: (i) van 90 tot 99 gew.% HNIW; en 25 (ii) van 1 tot 10 gew.% van een energetisch weekmakermateriaal omvattende een weekmaker gekozen uit de groep omvattende; butaantrioltrinitraat (BTTN), trimethylanolethaantrinitraat (TMETN), diazidonitrazapentaan (DANPE), glycidylazidepolymeer (azidederivaat) (GAP azide), bis(2,2-dinitropropyl)acetal/bis(2,2-dinitropropyl)formal 30 (BDNPA/F) of mengsels van twee of meer van deze weekmakers.
1015399 8
Teneinde de nieuwe methoden, producten en toepassingen van deze uitvinding en de daarmee verkregen voordelen beter te illustreren worden nu een aantal experimentele gegevens verschaft voor enkele specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding, echter alleen als toelichting. Hoewel 5 alle analyses uitgevoerd werden onder toepassing van de Epsilon vorm van HNIW wordt voorzien dat deze methode van desensitisering ook effectief zou zijn op andere kristalpolymorphen van HNIW, evenals op bekende energetische kristallijne materialen, zoals cyclotrimethyleentrinitramine (RDX) en cyclotetramethyleentetranitramine (HMX).
10 1) Roterende wrijvingbeproeving van HNIW in de Epsilon kristalvorm werd uitgevoerd en een Figure of Friction (F of F) = 0,7 werd gemeten. Gedurende het testen vertoonde het monster een krachtige reactie en ontvlamming.
2) 0,25 g TMETN gestabiliseerd met 1% 2-nitrodeiphenylamine 15 (2NDPA) werd toegevoegd aan 5 g droog Epsilon HNIW en gemengd. Het gevonden materiaal was een lichtoranje poeder. Het materiaal werd getest door roterende wrijving en de verkregen F of F was 2,2. Behalve de vermindering van de wrijvingsgevoeligheid was de kracht van de reactie verminderd van een sterke reactie/ontvlamming voor het pure HNIW 20 materiaal tot een milde reactie zonder ontvlamming.
3) Vergelijkbare proeven werden uitgevoerd met de formulering in voorbeeld 2 waarbij TMETN vervangen was door BTTN, een mengsel van BTTN en TMETN, DANPE, GAP azide, BDNPA/F, polyNIMMO, polyGLYN en GAP. Alle materialen hadden een wit/geel poederuiterlijk. Voor deze 25 mengsels werden wrijvingsgevoeligheidswaarden bepaald zoals gegeven in de navolgende tabel 1.
1 0 153 9 9 9
MONSTER F of F
CL20:TMETN 2,2 CL20:BTTN 2,1 CL20:BTTN/TMETN (50/50) 2,4 CL20:GAP Azide 2,1 CL20: DANPE 1,9 CL20: PolyGLYN 2,2 CL20: PolyNIMMO 1,9 CL20: GAP 1,6 4) Voorbeeld 2 werd herhaald waarbij TMETN vervangen was door gemengde bindmiddel weekmakerformuleringen. Alle gevormde 5 mengsels waren witte/lichtgele poeders. Voor deze mengsels werd de wrijvingsgevoeligheid bepaald welke aangegeven is in tabel 2.
1015399 10
Tabel 2
Vaste stof Bindmiddel Weekmaker F of F
CL20 PolyGLYN GAP azide 2,7 CL20 PolyGLYN DANPE 2,5 CL20 PolyGLYN BTTN/TMETN 2,7 (80:20) CL20 PolyGLYN BDNPA/F 2,1 CL20 PolyNIMMO GAP azide 2,9 CL20 PolyNIMMO DANPE 2,9 CL20 PolyNIMMO BTTN/TMETN 3,1 (80:20) CL20 PolyNIMMO BDNPA/F 2,4 CL20 GAP GAP azide 2,8 CL20 GAP DANPE 2,7 CL20 GAP BTTN/TMETN 2,8 (80:20) CL20 GAP BDNPA/F 2,7 5) 40 g CL20 werd bevochtigd tot een 25% vochtgehalte met 5 gedeioniseerd water en grondig gemengd. 2g TMETN (gestabiliseerd met 2% 2NDPA) werd toegevoegd en opnieuw grondig gemengd. Het uiteindelijke CL20/water/TMETN/2NDPA mengsel werd op een open plank geplaatst om water te laten verdampen en het laatste water werd onder vacuüm opslag bij 80 C gedurende 2 uur verwijderd. De bepaling van de 10 wrijvingsgevoeligheid van het gevormde poeder leverde een F of F van 2,4.
De deskundige lezer zal duidelijk zijn dat de principes waarop de onderhavige uitvinding gebaseerd is eveneens toepasbaar kan zijn op toekomstige energetische materialen van een vergelijkbare chemische aard als HNIW, welke op zich nog vervaardigd moeten worden.
? j V ·, :
Claims (10)
1. Een energetisch materiaal omvattende een energetisch kristallijnmateriaal dat in hoofdzaak bekleed is met een energetisch weekmakermateriaal.
2. Een energetisch materiaal volgens conclusie 1, waarin het 5 energetische materiaal deeltjesvormig is en het energetische weekmakermateriaal de afzonderlijke deeltjes van het energetisch kristallijne materiaal in hoofdzaak bekleedt.
3. Een energetisch materiaal volgens conclusie 2, waarin het energetische materiaal in poedervorm is.
4. Een energetisch materiaal volgens één der voorafgaande conclusies, waarin het energetische materiaal omvat van 90 tot 99 gew.% van het energetisch kristallijne materiaal en van 1 tot 10 gew.% van het energetische weekmakermateriaal.
5. Een energetisch materiaal volgens één der voorafgaande 15 conclusies, waarin de energetische weekmaker gekozen is uit een groep omvattende butaantrioltrinitraat (BTTN), trimethylanolethaantrinitraat (TMETN), diazidonitrazapentaan (DANPE), glycidylazidepolymeer (Azidederivaat) (GAP azide), bis(2,2-dinitropropyl)acetal/bis(2,2-dinitropropyl)formal (BDNPA/F) of mengsels daarvan.
6. Een energetisch materiaal volgens één der voorafgaande conclusies, waarin het energetisch kristallijne materiaal hexanitrohexaazaisowurtizaan is.
7. Een werkwijze voor het vervaardigen van een energetische materiaal volgens één der voorafgaande conclusies omvattende; 25 (i) het nat mengen van 1 tot 10 gew.% van een energetisch weekmakermateriaal met 99 tot 90 gew.% van een energetisch kristallijnmateriaal, en 1. i E, - o (ii) het drogen van het nat gemengde materiaal onder vorming van een poeder.
8. Werkwijze voor de vervaardiging van een voortstuwingsmateriaal omtvattende een energetisch kristallijnmateriaal omvattende; 5 (i) mengen van 1 tot 10 gew.% van een energetisch weekmakermateriaal met 99 tot 90 gew.% van het energetisch kristallijne materiaal (ii) mengen van het verkregen product van stap (i) met aanvullende hoeveelheden weekmaker en bindmiddelmateriaal zoals gewenst voor de 10 eindtoepassing van het voortstuwingsmateriaal, (iii) uitharden van het verkregen product van stap (ii).
9. Werkwijze voor de vervaardiging van een voortstuwingsmateriaal volgens conclusie 8, waarin het energetische weekmakermateriaal en het energetisch kristallijne materiaal eerst gemengd worden onder toepassing 15 van een nat mengproces.
10. Toepassing van een energetisch materiaal volgens één der conclusies 1-6 voor de vervaardiging van een explosie- of voortstuwingssamenstelling. 1015399
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9913262.3A GB9913262D0 (en) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | Desensitation of energetic materials |
| GB9913262 | 1999-06-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1015399A1 NL1015399A1 (nl) | 2003-03-13 |
| NL1015399C2 true NL1015399C2 (nl) | 2003-08-19 |
Family
ID=10854917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1015399A NL1015399C2 (nl) | 1999-06-09 | 2000-06-08 | Desensitisering van energetische materialen. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US20040221934A1 (nl) |
| CA (1) | CA2301392C (nl) |
| DE (1) | DE10027413B4 (nl) |
| ES (1) | ES2190838B2 (nl) |
| FR (1) | FR2840604B1 (nl) |
| GB (2) | GB9913262D0 (nl) |
| IT (1) | ITRM20000309A1 (nl) |
| NL (1) | NL1015399C2 (nl) |
| SE (1) | SE524594C2 (nl) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2925488B1 (fr) * | 2007-12-19 | 2011-12-23 | Snpe Materiaux Energetiques | Desensibilisation par enrobage de cristaux de substances energetiques explosives ; cristaux de telles substances enrobes, materiaux energetiques. |
| CN103044173B (zh) * | 2012-12-06 | 2015-03-04 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种有序多孔含能晶体材料的制备方法 |
| CN103396274B (zh) * | 2013-08-16 | 2015-08-05 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 六硝基六氮杂异伍兹烷与间二硝基苯共晶炸药的制备方法 |
| RU2670111C1 (ru) * | 2018-01-25 | 2018-10-18 | Амир Рахимович Арисметов | Способ повышения температурной стойкости взрывчатых веществ |
| RU2703204C1 (ru) * | 2018-06-27 | 2019-10-15 | Акционерное общество "Взрывгеосервис" | Взрывчатый состав |
| CN114539012A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 北京理工大学 | 一种适用于gap基浇注炸药及推进剂的复合含能增塑剂及其制法和应用 |
| CN113416308B (zh) * | 2021-07-08 | 2022-02-01 | 北京理工大学 | 多孔芳香骨架epaf-2材料和cl-20@epaf-2复合含能材料及制备方法 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1932050A (en) * | 1933-10-24 | Explosive coating material | ||
| US2615800A (en) * | 1948-04-27 | 1952-10-28 | Commercial Solvents Corp | Coated granular explosive composition |
| US3151164A (en) * | 1960-01-25 | 1964-09-29 | Phillips Petroleum Co | Nitraza thia polymer compositions |
| US3461007A (en) * | 1968-04-29 | 1969-08-12 | Commercial Solvents Corp | Reducing sensitivity of primary explosives to initiation by electrostatic discharges |
| US3984264A (en) * | 1969-04-01 | 1976-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Siloxane coatings for solid propellant ingredients |
| US4163681A (en) * | 1970-04-15 | 1979-08-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Desensitized explosives and castable thermally stable high energy explosive compositions therefrom |
| FR2501194A1 (fr) * | 1971-08-04 | 1982-09-10 | Aerojet General Co | Explosif desensibilise et son procede de preparation |
| US3778319A (en) * | 1973-01-30 | 1973-12-11 | Atomic Energy Commission | High-energy plastic-bonded explosive |
| NZ187824A (en) * | 1977-08-01 | 1980-08-26 | Ici Australia Ltd | Fusecord wherein outer thermoplastic sheath enclosed by flexible strands adhered to sheath by adhesive from a water-bearing adhesive composition |
| US4168191A (en) * | 1978-06-29 | 1979-09-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Thermally stable, plastic-bonded explosives |
| DE3010052C2 (de) * | 1980-03-15 | 1982-09-09 | Friedrich-Ulf 8899 Rettenbach Deisenroth | Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen Explosivstoffen |
| FR2545478B1 (fr) * | 1983-05-03 | 1985-07-05 | Commissariat Energie Atomique | Composition explosive moulable a froid et son procede de preparation |
| US5049213A (en) * | 1985-10-10 | 1991-09-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Plastic bonded explosives using fluorocarbon binders |
| US4842659A (en) * | 1988-04-22 | 1989-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Insensitive high energy explosive compositions |
| DE3934368C1 (nl) * | 1989-10-14 | 1990-11-15 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De | |
| US5547526A (en) * | 1990-03-06 | 1996-08-20 | Daimler-Benz Aerospace Ag | Pressable explosive granular product and pressed explosive charge |
| DE4233629C2 (de) * | 1992-10-06 | 1994-09-15 | Wasagchemie Sythen Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Pulver-Vorproduktes und Pulver-Vorprodukt |
| US5567912A (en) * | 1992-12-01 | 1996-10-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Insensitive energetic compositions, and related articles and systems and processes |
| US5487851A (en) * | 1993-12-20 | 1996-01-30 | Thiokol Corporation | Composite gun propellant processing technique |
| US5587553A (en) * | 1994-11-07 | 1996-12-24 | Thiokol Corporation | High performance pressable explosive compositions |
| US5759458A (en) * | 1996-07-26 | 1998-06-02 | Thiokol Corporation | Process for the manufacture of high performance gun propellants |
| US5750921A (en) * | 1997-07-07 | 1998-05-12 | Chan; May L. | Waste-free method of making molding powder |
| US6217799B1 (en) * | 1997-10-07 | 2001-04-17 | Cordant Technologies Inc. | Method for making high performance explosive formulations containing CL-20 |
| US6214137B1 (en) * | 1997-10-07 | 2001-04-10 | Cordant Technologies Inc. | High performance explosive containing CL-20 |
| DE19907809C2 (de) * | 1999-02-24 | 2002-10-10 | Nitrochemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von ein-, zwei- oder dreibasigen Triebladungspulvern für Rohrwaffenmunition |
-
1999
- 1999-06-09 GB GBGB9913262.3A patent/GB9913262D0/en not_active Ceased
-
2000
- 2000-03-30 CA CA2301392A patent/CA2301392C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-04 ES ES200000843A patent/ES2190838B2/es not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-27 FR FR0005389A patent/FR2840604B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-18 GB GB0011861A patent/GB2374867B/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-30 DE DE10027413.7A patent/DE10027413B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-06 IT IT000309A patent/ITRM20000309A1/it unknown
- 2000-06-08 SE SE0002149A patent/SE524594C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2000-06-08 NL NL1015399A patent/NL1015399C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-21 US US10/093,885 patent/US20040221934A1/en not_active Abandoned
-
2010
- 2010-09-20 US US12/923,411 patent/US20110108171A1/en not_active Abandoned
-
2014
- 2014-03-05 US US14/197,543 patent/US20140261928A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20140261928A1 (en) | 2014-09-18 |
| GB2374867B (en) | 2003-12-10 |
| DE10027413A1 (de) | 2003-08-07 |
| ES2190838B2 (es) | 2005-06-16 |
| GB9913262D0 (en) | 2002-08-21 |
| US20110108171A1 (en) | 2011-05-12 |
| FR2840604A1 (fr) | 2003-12-12 |
| CA2301392A1 (en) | 2004-01-28 |
| CA2301392C (en) | 2010-10-12 |
| NL1015399A1 (nl) | 2003-03-13 |
| FR2840604B1 (fr) | 2006-03-17 |
| GB0011861D0 (en) | 2002-08-21 |
| ES2190838A1 (es) | 2003-08-16 |
| SE524594C2 (sv) | 2004-08-31 |
| DE10027413B4 (de) | 2014-11-06 |
| GB2374867A (en) | 2002-10-30 |
| SE0002149L (sv) | 2003-06-13 |
| US20040221934A1 (en) | 2004-11-11 |
| ITRM20000309A1 (it) | 2001-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5468313A (en) | Plastisol explosive | |
| US5648636A (en) | Non-detonable and non-explosive explosive simulators | |
| US6110306A (en) | Complexed liquid fuel compositions | |
| US20140261928A1 (en) | Desensitisation of energetic materials | |
| US7842144B1 (en) | Methods of making double base casting powder | |
| Wu et al. | Properties and application of a novel type of glycidyl azide polymer (GAP)‐modified nitrocellulose powders | |
| Guo et al. | Effect of varied proportion of GAP-ETPE/NC as binder on thermal decomposition behaviors, stability and mechanical properties of nitramine propellants | |
| US3702272A (en) | Spherical rocket propellant casting granules and method of preparation | |
| Elbeih et al. | Enhancing the explosive characteristics of a Semtex explosive by involving admixtures of BCHMX and HMX | |
| JP2770018B1 (ja) | ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン組成物及び該組成物を配合して成る高性能火薬組成物 | |
| Wu et al. | Properties and application of a novel type of glycidyl azide polymer modified double-base spherical powders | |
| Kurva et al. | Evaluation of 4‐(Dimethylsilyl) Butyl Ferrocene Grafted HTPB as a Burning Rate Modifier in Composite Propellant Formulation using Bicurative System | |
| US4000025A (en) | Incorporating ballistic modifiers in slurry cast double base containing compositions | |
| US3489623A (en) | Process of gelling tmetn nitrocellulose explosives using nitroparaffin solvents and tmetn nitrocellulose explosive gels | |
| US5798481A (en) | High energy TNAZ, nitrocellulose gun propellant | |
| US5507893A (en) | Stabilized munitions containing a NENA compound | |
| US4097317A (en) | Desensitizing agent for compositions containing crystalline high-energy nitrates or nitrites | |
| US3767489A (en) | Nitrasol propellant | |
| US3140207A (en) | Pyrotechnic composition | |
| Chan et al. | ADN propellant technology | |
| AU756219B2 (en) | High energy gun propellants | |
| US3813458A (en) | Random orientation of staple in slurry-cast propellants | |
| IL160122A (en) | High performance plastic bonded explosive and method for its preparation | |
| US3000718A (en) | Propellant compositions | |
| EP1077910A2 (en) | Dinitrotoluene (dnt)-free single base propellant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: BAE SYSTEMS LAND SYSTEMS (MUNITIONS & ORDNANCE) LI Effective date: 20090611 |
|
| MK | Patent expired because of reaching the maximum lifetime of a patent |
Effective date: 20200607 |