NO162611B - "stoept" eksplosiv sammensetting. - Google Patents
"stoept" eksplosiv sammensetting. Download PDFInfo
- Publication number
- NO162611B NO162611B NO850445A NO850445A NO162611B NO 162611 B NO162611 B NO 162611B NO 850445 A NO850445 A NO 850445A NO 850445 A NO850445 A NO 850445A NO 162611 B NO162611 B NO 162611B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- composition
- salt
- emulsion
- fuel
- composition according
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 81
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims description 42
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 54
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 41
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 32
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 23
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 16
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 9
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 5
- 150000002823 nitrates Chemical group 0.000 claims description 5
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000015 trinitrotoluene Substances 0.000 description 7
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization 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
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- -1 alkylamine salt Chemical class 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- QMWFSAOKXWLOGH-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylnaphthalene;sodium Chemical compound [Na].C1=CC=CC2=C(C)C(C)=CC=C21 QMWFSAOKXWLOGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;nitric acid Chemical compound NCCN.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O FONBHTQCMAUYEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WOMWSVSHIVHTKR-UHFFFAOYSA-N hexan-1-amine;nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O.CCCCCCN WOMWSVSHIVHTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQQSPURSLWWMI-UHFFFAOYSA-N 1,3-thiazole-4-carbothioamide Chemical compound NC(=S)C1=CSC=N1 SOQQSPURSLWWMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSEOTRMJCQLEIV-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethylazanium;perchlorate Chemical compound NCCO.OCl(=O)(=O)=O DSEOTRMJCQLEIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-M 9-cis,12-cis-Octadecadienoate Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC([O-])=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-M 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920004897 Triton X-45 Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012874 anionic emulsifier Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000000586 desensitisation Methods 0.000 description 1
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- GRJXMZHJQLSZGP-UHFFFAOYSA-N ethane-1,2-diamine;nitric acid;perchloric acid Chemical compound NCCN.O[N+]([O-])=O.OCl(=O)(=O)=O GRJXMZHJQLSZGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 229940049918 linoleate Drugs 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000909 polytetrahydrofuran Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- HFQQZARZPUDIFP-UHFFFAOYSA-M sodium;2-dodecylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O HFQQZARZPUDIFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
-
- 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
-
- 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
- C06B21/0033—Shaping the mixture
- C06B21/005—By a process involving melting at least part of the ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
- C06B31/02—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt the salt being an alkali metal or an alkaline earth metal nitrate
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører "støpte" eksplosive sammensetninger.
Eksplosive sammensetninger kan deles i to kategorier: Molekylære- eller homogene eksplosiver, hvor molekylene i forbindelsen inneholder kjemiske deler som bærer de eksplosive egenskapene, og kompositt- eller heterogene eksplosiver hvor blandinger av brennstoff og oksyderende stoff kan gjøres eksplosive.
Kompositt-eksplosiver fremstilles ved å blande oksyderende salter, vanligvis perklorater eller nitrater, med egnede mengder av organiske eller metalliske brennstoff. Mange nyttige eksplosiver fremstilles på denne måten, og det er funnet at slike blandinger har forbedrede bruksegenskaper dersom blandingene formuleres som én oppslemming eller som emulsjoner, hvilket forbedrer kontakten mellom brennstoffet og det. oksyderende stoffet. Videre er slike sammensetninger pumpbare hvilket i stor grad letter fremstillingen og anvendelsen .
En annen type kompositt-eksplosiver fremstilles ved å blande
to eller flere molekylære eksplosiver. Disse er typisk smelte-støpte sammensetninger som er meget benyttet som fyllstoff i militært våpenteknisk sprengstoff. En vanlig anvendt eksplosiv blanding fremstilles ved å smelte trinitrotoluen (TNT), som smelter ved en relativt lav temperatur, og deretter tilsette den flytende TNT-matriksen en stor andel av et granulært fast sprengstoff som f.eks. cyklotrimetylentrinitramin (RDX) med et høyere smeltepunkt som dispergeres og suspenderes som et partikkelformet fast stoff i TNT-matriksen. Denne blandingen kan helles ved temperaturer over smeltepunktet for TNT, og ved avkjøling blir blandingen hard.
På grunn av den høye prisen for TNT har det vært gjort forsøk
på å anvende eutektiske blandinger av uorganiske oksyderende stoff (hovedsakelig ammoniumnitrat) og eksplosive forbindelser som f.eks. etylendiamindinitrat som en erstatning for TNT.
Både de harde smeltestøpte kompositt-sammensetningene og de myke emulsjons- eller oppslemn^gskcmpositt-sammensetningene er fordelaktige, men begge er forbundet med visse ulemper.
Blanding av molekylære eksplosiver utføres vanligvis i smelte-kjeler hvor store mengder av eksplosiver er tilstede i én masse, store avstander må separere akkumulerte mengder av eksplosiver. Av betydninq er farene forbundet med lange oppholdstider ved forhøyede temperaturer,på grunn av de økede farene ved høyere temperaturer. Problematisk er også krymp-ningen av disse blandingene ved avkjøling og størkning sammen med de ledsagende tetthetsgradienter, alt dette må overvinnes for å oppnå en egnet våpenteknisk utførelse.
Utviklingen av emulsjoner og oppslemminger har gått i retning av. myke eller pumpbare eksplosiver for kommersielle sprengnings-opreasjoner. Den seneste utviklingen i slike eksplosiv-sammensetninger har vært vann-i-brennstoff-emulsjoner, som har myk eller halvmyk konsistens. Patenter som omfatter slike emulsjoner beskriver stabiliseringsteknikker og kontinuitet av brennstoff-fasen.
En ytterligere utvikling beskrives i de to U.S. patentene 4,248,644 og 4,391,659 som beskriver smelte-i-brennstoff-emulsjonteknologi. Som beskrevet i disse patentene kan enten vandige saltoppløsninger eller hovedsakelig vannfrie smeltede salt emulgeres med et ublandbart hydrokarbonbrennstoff. Hydrokarbonbrennstoffet blir den kontinuerlige fasen. De diskontinuerlige dråpene av oksyderende stoff er meget små,
og en meget god blanding av brennstoff og oksyderende stoff
oppnås på denne måten. I slike olje-kontinuerlige emulsjoner kan koalesens og krystallisering av de diskontinuerlige dråpene av oksyderende stoff unngås ved å gjøre dråpene av oksyderende stoff tilstrekkelig små, og overflatespenningen slik at kjernedannelse inhiberes; overmetning eller underkjøling oppnås,
og emulsjonen formuleres slik at den er fettaktig eller ekstruderbar ved romtemperatur selv om den fremstilles med smeltet oksyderende stoff.
Stabiliseringen av den olje-kontinuerlige emulgerte tilstand har vært et hovedmål for den senere utvikling. En myk konsistens er ønskelig for mange anvendelser ved kommersiell sprengning, og emulsjoner tilveiebringer en ekstremt god blanding i meta-stabil tilstand, som gir dem klare fordeler når det gjelder eksplosiv sensitivitet. Stabilisering av emulsjonen har vært betraktet som ønskelig siden krystallisering av oksydasjonsmiddelsaltene er ledsaget av en desensitivitet av eksplosivene. I ikke-vandige emulsjoner er sensitivitets-tapet vanligvis mer betydelig enn i vandige emulsjoner. En annen grunn for stabilisering av olje-kontinuerlige emulsjoner er å tilveiebringe og opprettholde utmerket vannresistens, siden vann effektivt holdes borte fra oppløselige salter ved hjelp av et olje-kontinuum.
Det har hittil ikke vært kjent at utmerket sprengstoffvirkning oppnås ved tilsiktet destabilisering av en emulsjon. Det har heller ikke vært kjent at utmerket vann-resistens oppnås på samme måte. Destabilisering av vannfri, olje-kontinuerlig emulsjon er hittil ikke beskrevet og det foreligger følgelig ikke noen direkte sammenlignbar tidligere teknikk for foreliggende oppfinnelse.
Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er å oppnå faste, mikrokrystallinske sammensetninger ved å anvende i det vesentlige vannfrie uorganiske oksydasjonsrnidler og hydrokarbonbrennstoff hvor ingrediensene er tilstrekkelig intimt blandet i sluttproduktet, slik at det oppnås god sprengvirkning og gode fysiske egenskaper.
Det er en annen hensikt å formulere :sammensetningen på en måte som tillater kontinuerlig bearbeidelse, avkjøling, eventuelt tilsats av additiver, og fylling eller pakking før størkning.
Enda et formål er å oppnå sprengstoffegenskaper som er overlegne de man hittil har kunnet oppnå ved å utvide området for anvendbare ingredienser ut over det som tidligere har vært anvendt ved stabiliserte emulsjoner eller smelte-støpte eksplosiver.
Ytterligere et formål har vært å tilveiebringe vannresistens for eksplosiv-sammensetningen.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en "støpt" eksplosiv sammensetning innbefattende fra 45% til 92% uorganisk oksydasjonsmiddelsalt, fra 0% til 5% vann, fra 2% til 15% flytende organisk brennstoff og fra 0,2% til 5% emulgeringsmiddel. Sammensetningen er kjennetegnet ved at den fremstilles ved å danne en smelte eller oppløsning av oksydasjonsmiddelsaltet ved en forhøyet temperatur over krystallisasjons- eller størkningstemperaturen for saltet, tilsetning av emulgeringsmiddelet og den organiske væsken til smeiten eller oppløsningen, blanding av disse bestanddelene for dannelse av en vann-i-oljeemulsjon som er stabil ved en temperatur over krystallisasjons- eller størkningstempera-turen for saltet, men ikke stabil under en slik temperatur, og avkjøling av emulsjonen til en temperatur under krystallisasjons- eller størkningstemperaturen for saltet, slik at emulsjonen får destabilisere og sammensetningen blir "støpt".
Det er et foretrukket trekk ved oppfinnelsen at man sørger for at fuktigheten, som kan være til stede som krystallvann, eller på grunn av den hygroskopiske naturen for noen oksydasjonsmiddelsalter, høyst utgjør 3 vekt-% av sammensetningen.
Det er videre foretrukket at det i sammensetningen anvendes et metallbrennstoff, i dette tilfellet er oksygenbalansen mellom +5% og -50%.
Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen utgjør konsentrasjonen av overflateaktivt middel fra 0,05 til 25 vekt-% av sammensetningen; og brennstoffdelen kan utgjøres utelukkende av ett, eller flere, overflateaktive midler.
Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen utgjør uorganiske nitrater hoveddelen av det smeltede oksydasjonsmiddelsaltet eller blandingen av salter. Det er foretrukket at NH4NO3 er hoved-oksydasjonsmiddelsaltet som utgjør minst 40 vekt-% av sammensetningen.
Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er de tilsatte oksydasjonsmidlene alkali- eller jordalkalinitrater eller
-perklorater, eller NH4C104.
Det er funnet at det foreligger minst tre forskjellige fremgangsmåter hvorved MCX-sammensetninger kan fremstilles. Den første fremgangsmåten innbefatter oppløsning av overflateaktive midler, krystallvekst-modifikatorer, fortyknings-
midler eller kombinasjoner av disse i det smeltede oksydasjonsmiddelet. Riktig valg og konsentrasjon av disse ingrediensene muliggjør underkjøling med etterfølgende størkning som gir et hardt, mikrokrystallinsk produkt.
En annen fremgangsmåte innbefatter dannelse av en instabil olje-kontinuerlig emulsjon som et innledende trinn, etter-
fulgt ved kontrollert nedbrytning av den kontinuerlige olje-fasen, hvilket forårsaker at sammensetningen underkjøles og deretter størkner. Ved denne fremgangsmåten tilsettes en blanding av emulgeringsmiddel og ublandbart olje-lignende brennstoff til smeltet oksydas jonsmiddel, og en ol je-kontinuerlig emulsjon dannes ved blanding. Underkjøling bevirkes ved å begrense størrelsen av oksydasjonsmiddeldråpene og separasjonen mellom dråpene som bevirkes ved den olje-kontinuerlige fasen. Emulsjonene er imidlertid utformet slik at de skal være ustabile, dvs. de er tilsiktet formulert slik at nedbrytning av den olje-kontinuerlige fasen sikres med etterfølgende størkning til et hardt, mikrokrystallinsk produkt.
En tredje fremgangsmåte hvorved MCX-sammensetninger kan fremstilles innbefatter salt-kontinuerlige emulsjoner. Ved disse emulsjonene skjer krystalliseringen normalt mye raskere enn i destabiliserte olje-kontinuerlige emulsjoner. Fremstilling av de ønskede MCX-sammensetningene ved hjelp av salt-kontinuerlige emulsjoner krever at krystall-kjernedannelsen forsinkes ved hjelp av fortykningsmidler og/eller krystallvekst-modif ikatorer . Ved på denne måten å forsinke krystall-kjernedannelsen oppnås den ønskede underkjøling med etterfølgende størkning til et hardt produkt.
Hver av disse fremgangsmåtene tillater fremstilling av tall-rike MCX-sammensetninger fra forskjellige ikke-eksplosive komponenter. Fremgangsmåten minimaliserer både mengden av det rene eksplosivet og residenstiden ved fremstillings-temperaturen. Sikkerheten økes i stor grad ved at bare små mengder er i prosessen ved en gitt tid, dette muliggjør anvendelse av komponenter som hittil ikke har kunnet benyttes eller vært forbundet med fare.
Som eksempler på den første fremgangsmåten ble flere sammensetninger fremstilt hvori det ikke ble benyttet ublandbare brennstoff og de ønskede MCX-egenskapene ble oppnådd, nemlig et hardt mikrokrystallinsk produkt. I eksemplene som beskrives ble det anvendt en rekke oksydasjonsmidler med flere forskjellige overflateaktive midler, krystallvekstmodifikatorer og fortykningsmidler. Ved denne fremgangsmåten ble brennstoffene, faste eller flytende, oppløst i det smeltede oksydas jonsmiddelet .
I det første eksempelet, blanding 1 i tabell I, ble en blanding av 8 deler natriumdodecylbenzensulfonat og 4 deler natrium-dimetylnaftalen ("Petro AG") oppløsti det smeltede oksydasjonsmiddelet ved 140°C. oksydasjonsmiddelet var sammensatt av 68,4 deler NH4N03 og 9,8 deler av NaNO^ og av KClO^. Både natriumdodecylbenzensulfonat og "Petro AG" har en krystallvekstmodifiserende og følsomhetsfremmende virkning på NH^NO^, og de bevirker gjen-sidig oppløsning av hverandre i det oksyderende stoffet. Natriumdodecylbenzensulfonat er et vanlig anionisk emulgeringsmiddel for olje-i-vann-emulsjoner. "Petro AG" er et overflateaktivt middel som vanligvis ikke benyttes som et emulgeringsmiddel. Blandingen ble underkjølt før størkningen, og tillot tilsats av RDX ved temperaturer som er typiske for fremstilling av militært sprengstoff.
Blanding 2 i tabell I er en tilsvarende NH^NO^-basert sammensetning som anvender et kationisk emulgeringsmiddel av vann-i-olje-typen "Duomac 0". Denne blandingen ble fremstilt ved den samme fremgangsmåten som ble benyttet for blanding 1, og det ble oppnådd et ønsket hardt, mikrokrystallinsk produkt.
Blanding 3 i tabell I benyttet "Duomac 0" og en krystallvekst-modif ikator, heksylaminnitrat. Denne blandingen ble fremstilt på samme måte som blandingene 1 og 2 og ga på samme måte et hardt, mikrokrystallinsk produkt.
Blanding 4 i tabell I er en perkloratbasert sammensetning
under anvendelse av "Duomac 0" som det eneste brennstoff.
Denne blandingen ble fremstilt på tilsvarende måte, men ved
en høyere temperatur, 18 0°C. På tross av den høyere temperaturen underkjølte denne blandingen til romtemperatur før størkning til den ønskede harde, mikrokrystallinske struktur.
I tabell I angis flere sammensetninger hvori bestand-
delene ble variert, : som ga de ønskede sluttproduktene.
(Forklaring på forkortelsene for komponentene følger etter tabell I.)
E2£l£i^EiD2_Bå_l2£lS2££elser:
SDBS = natriumdodecylbenzensulfonat
SMO = sorbitanmonooleat
HAN = heksylamin-nitrat
SLS = natriumlaurylsulfat
"Triton X-45" = en oktylfenyletanol, et ikke-ionisk overflateaktivt middel
"Callimulse" = et alkylaminsalt av dodecylbenzensulfonsyre
"Petro AG" = natriumdimetylnaftalensulfonat
"Terecol 29 00" = polytetrahydrofuran
HMT = heksametylentetramin
EDD = etylendiamindinitrat
MEAP = monoetanolaminperklorat
EDNP = etylendiaminmononitratmonoperklorat
EDX = cyklotrimetylentrinitramin
"Armac HT" = et hydrogenert fettholdig aminacetat "Duomac O" = et fettholdig duominacetat
"K<+> Linoleat" = kaliumlinoleat
Som diskutert ved fremgangsmåte nr. 2 kan de ønskede MCX-egenskapene også oppnås ved å benytte en olje-kontinuerlig emulsjon som et innledende trinn. Eksempler på MCX-eksplosiver fremstilt ved denne fremgangsmåten er gjengitt i tabell II. Ved nesten alle sammensetningene ble de innledende emulsjonene dannet enten spontant eller med svært lite blanding når oppvarmede blandinger av de egnede overflateaktive midler og brennstoff ble tilsatt til det smeltede oksydasjonsmiddelet.
I alle tilfeller ble den olje-kontinuerlige fasen i den opprinnelige emulsjonen ødelagt for å oppnå de ønskede MCX-egenskapene. I blandingene fra 1 til og med 6 ble emulsjonene fremstilt slik at de var ustabile med valg av emulgeringsmidler og overflateaktive midler, derved var nedbrytningen av den kontinuerlige olje-fasen sikret med etterfølgende størkning, slik at de ønskede egenskapene ble oppnådd etter avkjøling. Blanding 7 ble opprinnelig utformet som en stabil emulsjon
som hadde olje-lignende konsistens ved romtemperatur, til denne ble det tilsatt et overflateaktivt middel, som normalt benyttes i vann-kontinuerlige emulsjoner, i tilstrekkelig mengde til å ødelegge den kontinuerlige olje-fasen. Dette forårsaket at sammensetningen størknet og ga MCX-egenskaper. Den størknede MCX er mindre følsom enn mellomprodukt-emulsjonen.
Legg merke til at i blandingene 2 og 5 ble det benyttet termoplastiske polymerer som brennstoff. Når polymerer benyttes som brennstoff får produktet elastomere egenskaper. Dette er viktiq ved mange eksplosiv-, ladnings- og gass-generator-anvendelser. Som diskutert ved fremgangsmåte nr. 3 kan de ønskede MCX-egenskapene også oppnås ved å benytte salt-kontinuerlige emulsjoner som et innledende trinn. Ved denne typen emulsjon kan den ønskede underkjøling oppnås dersom brennstoffene og de overflateaktive midlene tillater en meget intim blanding av bestanddelene og dersom viskositeten av blandingen er tilstrekkelig høy til å forsinke molekylære bevegelser og derved krystallvekst. Krystallvekstmodifikatorer er også nyttige på grunn av den ekstra innflytelsen de har på kimdannelse og krystallvekst. Disse emulsjonene fremstilles på samme måte som ved fremgangsmåte nr. 2, bortsett fra at det vanligvis kreves blanding med høyere skjærkraft. Eksempler på eksplosiver fremstilt ved denne fremgangsmåten er gjengitt i tabell III.
Legg merke til at forskjellige typer overflateaktive midler
og f ortykningsmidler kan anvendes. Forskjellige oksydas jonsmiddel-systemer og brennstoff kan også benyttes og gir ønskede fysiske- og eksplosive egenskaper for MCX. Blanding nr. 1 illustrerer at utmerket vannresistens kan oppnås, selv uten en kontinuerlig oljefase. Tabell III viser også at eksplosiver kan formuleres ved denne fremgangsmåten, slik at de får elastomere fysiske egenskaper ved å benytte elastomerer som hovedbrennstoff.
Det er vist at de ønskede fysiske- og eksplosive egenskaper kan oppnås ved forskjellige fremgangsmåter, og at en av de ønskede egenskapene er underkjøling før størkning. Et vidt området av komponenter er også vist å være anvendelige i motsetning til det mindre utvalget av anvendelige komponenter ved stabiliserte olje-kontinuerlige emulsjoner og smelte-støpte eksplosiver.
At rekken av anvendbare komponenter utvides har mange viktige konsekvenser. De kravene som overflatekjemien stiller er mye mindre stringente dersom emulsjonen ikke må stabiliseres. Ingredienser eller fremstillingsbetingelser som interfererer med stabiliserte emulsjoner kan ofte med fordel benyttes i MCX-sammensetninger. Dette gjelder komponenter i begge faser i den opprinnelige emulsjonen,eller komponenter som tilsettes etter at emulsjonen er dannet.
MCX-sammensetninger kan innbefatte smeltede oksydasjonsmidler som har smeltetemperaturer betydelig over de som er praktiske for olje-kontinuerlige stabiliserte emulsjoner. Generelt gjelder at jo høyere smeltepunktet for oksydasjonsmiddelet er, jo vanskeligere er det å stabilisere en emulsjon. Metodikken for MCX-prosessen er utviklet for fremstilling ved høye temperaturer uten farer, og det er funnet praktisk å fremstille MCX-produkter som innbefatter oksydasjonsinidler som har smeltetemperaturer opptil 250°C. Ikke desto mindre har man oppnådd underkjølingsegenskaper som tillater avkjøling til romtemperatur eller nær romtemperatur før størkning finner sted. Anvendelsen av kraftigere oksydasjonsmidler som har høyere smeltepunkter enn de som var egnet for bruk i stabile olje-kontinuerlige emulsjoner eller smelte-støpte eksplosiver ifølge tidligere kjent teknikk, gjør det mulig å oppnå overlegne eksplosiv-egenskaper i MCX-sammensetningene. Blanding 1 i tabell IV demonstrerer hette-følsomheten ved
en tetthet på 2,1 g/cm^ i en ladning med diameter 2,5 cm. Dette ble oppnådd uten selv-eksplosive komponenter eller tetthetskontroll-midler.
MCX-sammensetninger kan også anvendes sammen med en utvidet rekke av brennstoff som innbefatter termoplastiske polymerer, kryssbindbare polymerer, og polymeriserbare brennstoff. Raffinering av emulsjonen er kritisk når det gjelder å stabilisere en emulsjon, men er mindre kritisk dersom en stabil emulsjon ikke er målet. D.v.s. at brennstoff med høyere viskositet lettere kan anvendes i MCX-sammensetninger. Videre reduserer bruken av høyere temperaturer generelt viskositeten. For polymeriserbare eller kryss-bindbare brennstoff har kjemien for polymerisering eller kryss-bindingen færre res-triksjoner dersom stabilisering av emulsjonen ikke er et hovedanliggende. Et mye større utvalg av polymer-brennstoff blir derfor anvendelige. MCX-sammensetninger som gjør bruk av polymere brennstoff er spesielt anvendelige ved rakett-ladninger og gassgeneratorer hvor det kreves elastisitet. Polyetylen, polystyrenestere og kryss-bindbare polyoler er eksempler på polymermaterialer som med fordel har vært anvendt i MCX-sammensetninger, noen av disse er gjengitt i tabell IV. Utvalget av brennstoff utvides på andre måter. Ublandbare brennstoff som har relativt lave kokepunkt (høye damptrykk) anvendes til MCX-produkter, men kan ikke anvendes ved olje-kontinuerlige emulsjoner. Damptrykket for brennstoff er en årsak til at emulsjonene bryter sammen, spesielt ved høye temperaturer. I MCX-sammensetninger kan et større utvalg av aromatiske eller alifatiske oljer derfor anvendes. Et større utvalg av brennstoff med høy energi og potensiell følsomhet blir derfor anvendelige. Brennstoff som har høye damptrykk har vært anvendt som emulsjonsdestabilisatorer ved MCX-sammensetninger. Dersom slike brennstoff benyttes er det funnet at krystallvekstmodifikatorer og rask avkjøling er nyttig for å unngå stort tap av følsomhet og separering av komponentene. Rask avkjøling av produktet tilveiebringer et stort fast overflateareal hvorpå brennstoffene kan adsorberes, dette reduserer muligheten for separering av bestanddelene.
Utvalget av polare brennstoff, som er oppløselige i smeltet salt, utvides også fordi slike brennstoff kan påvirke overflatekjemien på en måte som virker nedbrytende på emulsjonens stabilitet.
Ved hver av de tre fremgangsmåtene som er beskrevet, er det følgelig mulig å fremstille MCX-sammensetninger hvor det kan anvendes et uhyre stort utvalg av komponenter.
Claims (7)
1.
"Støpt" eksplosiv sammensetning innbefattende fra 45% til 92% uorganisk oksydasjonsmiddelsalt, fra 0% til 5% vann, fra 2% til 15% flytende organisk brennstoff og fra 0,2% til 5% emulgeringsmiddel, karakterisert ved at sammensetningen er fremstilt ved å danne en smelte eller oppløsning av oksydasjonsmiddelsaltet ved en forhøyet temperatur over krystallisasjons- eller størkningstempera-turen for saltet, tilsetning av emulgeringsmiddelet og den organiske væsken til smeiten eller oppløsningen, blanding av disse bestanddelene for dannelse av en vann-i-oljeemulsjon som er stabil ved en temperatur over krystallisasjons- eller størkningstemperaturen for saltet, men ikke stabil under en slik temperatur, og avkjøling av emulsjonen til en temperatur under krystallisasjons- eller størkningstemperaturen for saltet, slik at emulsjonen får destabilisere og sammensetningen blir "støpt".
2.
Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at fuktigheten, som kan være tilstede som krystallvann eller på grunn av den hygroskope naturen for noen oksydasjonsmiddelsalter, er begrenset til maksimalt 3 vekt-% av sammensetningen.
3.
Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at det i sammensetningen er anvendt et metallbrennstoff, i dette tilfellet er oksygenbalansen mellom +5% og -50%.
4.
Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at konsentrasjonen av overflateaktivt middel er fra 0,05% til 25 vekt-% av sammensetningen; og brennstoffdelen kan utgjøres utelukkende av et eller flere overflateaktive midler.
5.
Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at uorganiske nitrater utgjør hoveddelen av det smeltede oksydasjonsmiddelsaltet eller blandingen av salter.
6.
Sammensetning ifølge krav 5, karakterisert ved at NH4NO3 er hoved-oksydasjonsmiddelsaltet som utgjør minst 4 0 vekt-% av sammensetningen.
7.
Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at de tilsatte oksydasjonsmidlene er alkali- eller jordalkalinitrater eller -perklorater, eller NH4CIO4.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/578,177 US4600450A (en) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | Microknit composite explosives and processes for making same |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO850445L NO850445L (no) | 1985-08-09 |
| NO162611B true NO162611B (no) | 1989-10-16 |
| NO162611C NO162611C (no) | 1990-01-24 |
Family
ID=24311759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO850445A NO162611C (no) | 1984-02-08 | 1985-02-06 | "stoept" eksplosiv sammensetning. |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4600450A (no) |
| EP (1) | EP0152060A1 (no) |
| JP (1) | JPS60200886A (no) |
| KR (1) | KR850005998A (no) |
| AU (1) | AU569601B2 (no) |
| BR (1) | BR8500528A (no) |
| CA (1) | CA1230489A (no) |
| DK (1) | DK57185A (no) |
| ES (1) | ES8707165A1 (no) |
| FI (1) | FI850515L (no) |
| GR (1) | GR850343B (no) |
| IL (1) | IL74178A (no) |
| IN (1) | IN162619B (no) |
| NO (1) | NO162611C (no) |
| PT (1) | PT79942B (no) |
| ZA (1) | ZA85766B (no) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1220943A (en) * | 1984-04-05 | 1987-04-28 | Harvey A. Jessop, (Deceased) | Cast explosive composition |
| US4632714A (en) * | 1985-09-19 | 1986-12-30 | Megabar Corporation | Microcellular composite energetic materials and method for making same |
| EP0238210A3 (en) * | 1986-03-14 | 1989-05-24 | Imperial Chemical Industries Plc | Solid explosive composition |
| CA1238786A (en) * | 1986-04-28 | 1988-07-05 | Orica Explosives Technology Pty Ltd. | Explosive booster composition |
| US4678524A (en) * | 1986-06-18 | 1987-07-07 | Ireco Incorporated | Cast explosive composition and method |
| US5552000A (en) * | 1987-10-01 | 1996-09-03 | Mega Research Corporation | Shaped explosive by recrystallization from a non-aqueous self-explosive emulson |
| US5220107A (en) * | 1987-10-19 | 1993-06-15 | United Technologies Corporation | Process for the preparation of solid rocket propellant and other solid explosives for thermal disposal or reclamation |
| US5552093A (en) * | 1989-06-05 | 1996-09-03 | Lee; David E. | Process for the removal of a solid rocket propellant from a rocket motor case |
| US4994124A (en) * | 1990-05-15 | 1991-02-19 | Ici Canada Inc. | Sensitized explosive |
| SE512666C2 (sv) * | 1993-12-16 | 2000-04-17 | Nitro Nobel Ab | Partikulärt sprängämne, tillverkningsmetod och användning |
| US5589660A (en) * | 1995-08-03 | 1996-12-31 | United Technologies Corportion | Enhanced performance blasting agent |
| US5880399A (en) * | 1997-07-14 | 1999-03-09 | Dyno Nobel Inc. | Cast explosive composition with microballoons |
| US6800154B1 (en) | 1999-07-26 | 2004-10-05 | The Lubrizol Corporation | Emulsion compositions |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA771069B (en) * | 1977-02-23 | 1978-10-25 | Aeci Ltd | Explosive composition |
| US3004842A (en) * | 1958-02-04 | 1961-10-17 | Canadian Ind | Ammonium nitrate explosives and their manufacture |
| US3837938A (en) * | 1965-08-19 | 1974-09-24 | Rockwell International Corp | Solid propellant containing fuel-oxidizer component prepared from fused oxidizers |
| US3996078A (en) * | 1971-05-29 | 1976-12-07 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Explosive composition and eutectic mixture therefor |
| US4141767A (en) * | 1978-03-03 | 1979-02-27 | Ireco Chemicals | Emulsion blasting agent |
| ZA782057B (en) * | 1978-04-11 | 1979-11-28 | Aeci Ltd | Blasting explosives composition |
| NZ196589A (en) * | 1980-04-15 | 1983-09-30 | Ici Australia Ltd | Melt explosive compositions wherein gas-bubble sensitisation is stabilised with a surfactant |
| ZW9182A1 (en) * | 1981-05-26 | 1983-01-05 | Aeci Ltd | Explosive |
| EP0099695B1 (en) * | 1982-07-21 | 1988-01-27 | Imperial Chemical Industries Plc | Emulsion explosive composition |
| CA1220943A (en) * | 1984-04-05 | 1987-04-28 | Harvey A. Jessop, (Deceased) | Cast explosive composition |
-
1984
- 1984-02-08 US US06/578,177 patent/US4600450A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-01-15 AU AU37667/85A patent/AU569601B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-01-28 IL IL74178A patent/IL74178A/xx not_active IP Right Cessation
- 1985-01-28 IN IN51/CAL/85A patent/IN162619B/en unknown
- 1985-01-31 ZA ZA85766A patent/ZA85766B/xx unknown
- 1985-02-01 JP JP60016725A patent/JPS60200886A/ja active Pending
- 1985-02-05 KR KR1019850000725A patent/KR850005998A/ko not_active Application Discontinuation
- 1985-02-05 ES ES540136A patent/ES8707165A1/es not_active Expired
- 1985-02-06 NO NO850445A patent/NO162611C/no unknown
- 1985-02-06 CA CA000473660A patent/CA1230489A/en not_active Expired
- 1985-02-06 BR BR8500528A patent/BR8500528A/pt unknown
- 1985-02-07 EP EP85101262A patent/EP0152060A1/en not_active Withdrawn
- 1985-02-07 FI FI850515A patent/FI850515L/fi not_active Application Discontinuation
- 1985-02-07 DK DK57185A patent/DK57185A/da unknown
- 1985-02-07 GR GR850343A patent/GR850343B/el unknown
- 1985-02-08 PT PT79942A patent/PT79942B/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1230489A (en) | 1987-12-22 |
| ES8707165A1 (es) | 1987-07-16 |
| GR850343B (no) | 1985-06-14 |
| US4600450A (en) | 1986-07-15 |
| AU569601B2 (en) | 1988-02-11 |
| BR8500528A (pt) | 1985-09-24 |
| AU3766785A (en) | 1985-08-15 |
| PT79942A (en) | 1985-03-01 |
| DK57185D0 (da) | 1985-02-07 |
| JPS60200886A (ja) | 1985-10-11 |
| PT79942B (en) | 1986-11-12 |
| ZA85766B (en) | 1985-10-30 |
| DK57185A (da) | 1985-08-09 |
| IN162619B (no) | 1988-06-18 |
| NO162611C (no) | 1990-01-24 |
| EP0152060A1 (en) | 1985-08-21 |
| IL74178A (en) | 1990-07-12 |
| ES540136A0 (es) | 1987-07-16 |
| FI850515A0 (fi) | 1985-02-07 |
| FI850515L (fi) | 1985-08-09 |
| NO850445L (no) | 1985-08-09 |
| KR850005998A (ko) | 1985-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4632714A (en) | Microcellular composite energetic materials and method for making same | |
| EP0004160B1 (en) | Explosive compositions and method for their manufacture | |
| NO162611B (no) | "stoept" eksplosiv sammensetting. | |
| EP0028908B1 (en) | Emulsion explosive composition | |
| JPS6366799B2 (no) | ||
| US4473418A (en) | Emulsion explosive composition | |
| US4600452A (en) | Eutectic microknit composite explosives and processes for making same | |
| US5076867A (en) | Stabilized emulsion explosive and method | |
| JP2942265B2 (ja) | フェノール系乳化剤誘導体を含有するエマルジョン爆薬 | |
| NO168097B (no) | Formgitt sprengstoffpreparat og fremgangsmaate for fremstilling av dette | |
| US4600451A (en) | Perchlorate based microknit composite explosives and processes for making same | |
| US4936931A (en) | Nitroalkane-based emulsion explosive composition | |
| US5552000A (en) | Shaped explosive by recrystallization from a non-aqueous self-explosive emulson | |
| US4936932A (en) | Aromatic hydrocarbon-based emulsion explosive composition | |
| EP0159171B1 (en) | Cast explosive composition | |
| US4500370A (en) | Emulsion blasting agent | |
| NZ197739A (en) | Water-in-oil emulsion blasting agents wherein the discontinuous phase consists of urea perchlorte | |
| US4509998A (en) | Emulsion blasting agent with amine-based emulsifier | |
| NO812481L (no) | Sprengemulsjon. | |
| US4994124A (en) | Sensitized explosive | |
| US5700970A (en) | Broken-emulsion and process for recycling emulsion explosives | |
| CA1203690A (en) | Emulsion blasting agent with amine-based emulsifier | |
| JPH1112076A (ja) | 油中水滴型エマルション爆薬組成物 | |
| NO873586L (no) | Emulsjonssprengstoff, samt fremgangsmaate for fremstilling derav. |