NO163651B - Lakk som beskytter mot varmeantennelse av ammunisjon utenhylse eller med brennbar hylse. - Google Patents

Description

Det tekniske område som den foreliggende oppfinnelse faller inn under, er lakker som gir beskyttelse mot varmeantennelse eller ethvert annet varmeangrep.

Ammunisjon uten hylse eller med brennbar hylse må beskyttes mot varmeantennelse som følge av de forhøyede temperaturer som gjør seg gjeldende i våpenet. Uten beskyttelse, og ved relativt lave temperaturer på fra 350 til 400°C, risi-kerer man at ammunisjonens drivblokker vil antennes spontant straks de innføres i våpenet, hvilket kan forårsake meget alvorlige ulykker.

De to hovedprinsipper som utnyttes for å oppnå varmebeskyttelse, tar sikte på: - å frembringe et isolerende skjold ved bruk av ekspan-derte materialer (mikroballonger eller mikrokuler av glass), eller

- å frembringe et varmeledende skjold gjennom bruk

av metalliske pulvere (kobber,aluminium).

I fransk patentskrift FR-A-2 294 421 beskrives frem-stillingen av et brennbart hylster av polyurethanskum som er fylt med sprengstoff eller mineralske oxydasjonsmidler. Fremstillingsprosessen er tungvintog komplisert. Dessuten medfører den som oftest at det dannes uforbrente rester, spesielt på grunn av den minstetykkelse (på 1-2 mm) som er forlikelig med fremstillingsprosessen. Det dreier seg her om et hylster og ikke om en lakk.

I fransk patentskrift FR-A-2 444 251 redegjøres det for en beskyttende lakk bestående av en harpiks fylt med fenoliske mikrokuler av en tykkelse på noen tiendedels milli-meter. I dette tilfelle dreier det seg om en ikke brennbar lakk som uunngåelig danner uforbrente rester såsnart det viser seg nødvendig å øke lagets tykkelse, slik det er nød-vendig for å beskytte mot de forhøyede temperaturer på over 500°C som nåes i våpen av middels og liten kaliber.

Det er dessuten fra fransk patentskrift FR-A-2 508 896 kjent et agglomerert cellulært materiale som utgjøres av et mineralsk oxydasjonsmiddel, et sprengstoff, fenoliske mikroballonger og et herdbart bindemiddel. Dette produkt formes ved støping eller ekstrudering. Dets hovedanvendelse er for fremstilling av brennbare gjenstander såsom stive hylstere og beholdere. Å foreta belegging med ett eller flere tynne homogene lag ved hjelp av dette materiale vil ikke være mulig på grunn av det angitte lave innhold av bindemiddel (mindre enn 40%). Dessuten medfører den nødvendige tilste-deværelse av sprengstoffer de to følgende ulemper: en økning av følsomheten og en lav spaltningstemperatur. Dette materiale kan således ikke påføres ammunisjon som en beskyttende lakk.

Siktemålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en

ny beskyttende lakk som sikrer varmebeskyttelse opp til en temperatur på 750°C, samtidig som den er fullstendig brennbar.

Gjenstanden for oppfinnelsen er således en lakk som beskytter mot varmeantennelse av en ammunisjon uten hylse eller med brennbar hylse, hvilken lakk utmerker seg ved at den omfatter minst ett reaktivt lag påført på ammunisjonen og omfattende en syntetisk harpiks og et oxydasjonsmiddel hvis spaltningstemperatur er høyere enn 350°C, og minst ett isolerende lag påført på det reaktive lag og omfattende en syntetisk harpiks og et varmeisolerende materiale.

Harpiksene kan være av polyurethantypen, av alkydtypen eller av oleofenolisk type.

Oxydasjonsmidlet kan være valgt blant kaliumperklorat, blykromat og bariumkromat og anvendes i en mengde av fra 1 til 20 vekt% av lagets totale sammensetning.

Det isolerende materiale kan representeres av organiske eller mineralske mikroballonger.

Lakken kan omfatte et indre harpikslag som er anordnet mellom ammunisjonen og det reaktive lag og et ytre harpikslag påført på det isolerende lag.

Det indre harpikslag kan være av oleofenolisk type, det reaktive lag en polyurethanharpiks fylt med 10 vekt% kaliumperklorat, det isolerende lag en polyurethanharpiks fylt med fenoliske mikroballonger og det ytre lag en polyurethanharpiks .

Lakken kan omfatte to isolerende lag.

Den totale tykkelse av overtrekket kan være mellom 0,15 og 0,25 mm.

Et resultat som oppnåes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, er at lakken sikrer thermisk beskyttelse av drivladningen på hvilken den er påført, samtidig som den ikke etterlater noen faste forbrenningsrester i våpenet.

Et annet resultat ligqer i det at lakken påføres ammunisjonen som et tynt lag, hvilket gir liten innvirkning på blokkens indre balistikk sammenlignet med en naken blokk.

Hvert lag som er påført drivladningen, spiller en

helt spesiell rolle, og påføringsrekkefølgen må respekteres. Det må benyttes minst to lag. Rekkefølgen i hvilken disse

lag påføres må nøye respekteres. Nærmest varmekilden, f.eks.

i våpenets kammer, finner man det isolerende lag som virker som hovedvarmeskjold. Dette utgjøres av en varmestabil harpiks som er fylt med et isolerende materiale såsom fenoliske mikroballonger.

Det indre reaktive lag har til oppgave å eliminere

de rester som eventuelt dannes av det isolerende lag, og det påføres på ladningen. Følgelig er harpiksen fylt med oxyde-rende produkter som bidrar til å forbedre lakkens brennbarhet. Disse materialer må ha høye spaltningstemperaturer, slik

at de ikke forringer helhetens varmebestandighet.

Produkter såsom kaliumperklorat (T = 63 0°C) og blykromat (T = 1200°C) tilfredsstiller disse fordringer på

en utmerket måte.

Selvfølgelig kan disse to lag anvendes i kombinasjon med lag av harpiks alene. Således kan det på ladningen påføres et første lag av harpiks eller indre lag og/eller et ytre lag på det isolerende lag.

Dette første lag er et primerlag og har til hensikt

å eliminere overflateujevnheter og å forbedre vedheftingen av det reaktive lag. Naturligvis er det viktig å sørge for at den benyttede harpiks er kjemisk forlikelig med ammunisjonens drivladning. Spesielt må man unngå kjemiske reaksjo-ner som riktignok kan forbedre vedheftingen av laget, men

som som oftest fører til en økning i mengden av rester eller uforbrente stoffer. Man har konstatert at en oleofenolisk harpiks tilfredsstiller disse krav på en utmerket måte når det anvendes en ladning på basis av nitrocellulose.

Det ytre lag er et finishlag som påføres på det isolerende lag, og som likeledes eliminerer alle ujevnheter som vil kunne gi opphav til varme punkter. En polyurethanharpiks dekker dette behov på en utmerket måte.

Harpiksene som benyttes i de isolerende og reaktive lag og i det ytre lag, er fortrinnsvis harpikser som oppviser god varmestabilitet. De må også oppvise en lav viskositet som er forlikelig med de benyttede fyllstoffmengder, som vanligvis er på 1-20 vekt%, slik at det oppnåes homogene lag av liten tykkelse, da mengden av rester generelt øker med tykkelsen av harpiksen. En total tykkelse på 0,2 mm gir gode resultater, og hvert lag har da en tykkelse på fra 0,02 til 0,08 mm.

Selvfølgelig kan harpiksene som benyttes for de for-skjellige lag, være like eller ulike, og hvert lag kan påføres som flere del-lag.

Materialene som benyttes i forbindelse med oppfinnelsen, er handelsprodukter, men det foretrekkes at renheten er så god som mulig. Den" midlere partikkelstørrelse av oxydasjonsmidlet og av det varmeisolerende materiale kan med fordel være av størrelsesordenen 50-80^um.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

For hver av de testede blandinger ble varmestabilite-ten på varm plate bestemt. Forsøket består i å bestemme den reaksjonstid som er nødvendig for at det skal finne sted

.en pyroteknisk reaksjon (røk, flammer, ...) når en prøve

av det brennbare drivmateriale overtrukket med lakk anbringes i kontakt med en varm plate som er blitt brakt til en bestemt temperatur.

Det ble også foretatt forlikelighetsforsøk og forsøk for bestemmelse av friksjonsfølsomheten. For å undersøke forlikeligheten ble lakkenes varmestabilitet bestemt ved

hjelp av de følgende metoder:

- differensiell og thermogravimetrisk thermisk analyse,

- stabilitet i vakuum (100°C i 200 timer).

Det iakttaes ingen kjemisk uforlikelighet.

Med hensyn til friksjonsfølsomheten ble det ikke påvist noen forskjell mellom en naken blokk og en blokk behandlet med lakken ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

Lag 1: Oleofenolisk harpiks.

Lag 2: Polyurethanharpiks fylt med 10 vekt% kaliumperklorat .

Lag 3: Polyurethanharpiks fylt med 10 vekt% fenoliske

mikroballonger.

Lag 4: Polyurethanharpiks.

Eksempel 2

Lag 1: Oleofenolisk harpiks.

Lag 2: Polyurethanharpiks fylt med 10 vekt% KC104. Lag 3: Polyurethanharpiks fylt med 5 vekt% fenoliske

mikroballonger.

Lag 4: Polyurethanharpiks fylt med 5 vekt% fenoliske

mikroballonger.

Lag 5: Polyurethanharpiks.

Eksempel 3

Lag 1: Oleofenolisk harpiks.

Lag 2: Polyurethanharpiks fylt med 10% blykromat. Lag 3: Polyurethanharpiks fylt med 5% fenoliske mikroballonger .

Lag 4: Polyurethanharpiks fylt med 5% fenoliske mikroballonger .

Lag 5: Polyurethanharpiks.

I den følgende tabell er oppført de viktigste egen-skaper av disse beskyttende lakker. I det foreliggende tilfelle besto prøvene av brennbart produkt - som hadde de føl-gende dimensjoner: høyde 15 mm, diameter 42 mm - av kjent enkeltbasisrørkrutt agglomerert ved hjelp av et bindemiddel under svakt trykk.

Det fåes tilsvarende resultater når polyurethanharpik-sen erstattes med en alkydharpiks eller en oleofenolisk harpiks .

Økningen av vekten av en behandlet drivladning er

av størrelsesordenen fra 3,5 til 4,5 g.

Flerlagslakken ifølge oppfinnelsen gir således utmer-kede resultater med hensyn til temperaturresistens og rest-mengde. De oppnådde varmantennelsestider, som er av stør-relsesordenen 2 s ved 600°C og 1,2 s ved 750°C, viser en god beskyttelse mot den varmepåvirkning som gjør seg gjeldende i kort tid (tiden mellom anbringelsen av ammunisjonen i våpenets kammer og lukkingen av bakstykket) hovedsakelig i auto-matvåpen .

Takket være samvirkningen mellom oxydasjonsmidlene

og den lille tykkelse av lakken blir det ikke uforbrent materiale tilbake hverken ved antennelsesforsøkene på varm plate i laboratoriet eller under skyting med kanon. Mengden av uforbrente rester på 7 °/oo er således ekvivalent med den som oppnåes med de ikke-behandlede prøver.

Claims (8)

1. Lakk for beskyttelse mot varmeantennelse av en ammunisjon uten hylse eller med brennbar hylse, karakterisert ved at den omfatter minst ett reaktivt lag som er påført på ammunisjonen, og som omfatter en syntetisk harpiks og et oxydasjonsmiddel hvis spaltningstemperatur er høyere enn 350°C, og minst ett isolerende lag som er påført på det reaktive lag, og som omfatter en syntetisk harpiks og et varmeisolerende materiale.

2. Lakk ifølge krav 1, karakterisert ved at harpiksene er av polyurethantypen, av alkydtypen eller av oleofenolisk type.

3. Lakk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at oxydasjonsmidlet er valgt blant kaliumklorat, blykromat og bariumkromat og er anvendt i en mengde av 1-20 vekt%.

4. Lakk ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det isolerende materiale utgjøres av organiske eller mineralske mikroballonger.

5. Lakk ifølge krav 1 - 4, karakterisert ved at den omfatter et indre harpikslag anordnet mellom ammunisjonen og det reaktive lag og et ytre harpikslag påført over det isolerende lag.

6. Lakk ifølge krav 5, karakterisert ved at det indre harpikslag er av oleofenolisk type, det reaktive lag av en polyurethanharpiks fylt med 10 vekt% kaliumperklorat, det isolerende lag av en polyurethanharpiks fylt med fenoliske mikroballonger og det ytre lag av en polyurethanharpiks.

7. Lakk ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter to isolerende lag.

8. Lakk ifølge krav 1-7, karakterisert ved at overtrekkets totale tykkelse er mellom 0,10 og 0,2 5 mm.