PL222839B1 - Sposób otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z lepiszczem na bazie polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z lepiszczem na bazie polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi (HTPB) za pomocą odlewania pod zmniejszonym ciśnieniem. Wynalazek występuje w trzech odmianach. Pierwsza odmiana wynalazku dotyczy sposobu otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, tj. ładunku typu PBX (Polymer Bonded Explosive) zawierającego jako substancje wysokoenergetyczne jedynie kruszące materiały wybuchowe w postaci kompozycji heksogenu (RDX) i 3-nitro-1,2,4-triazol-5-onu (NTO). Druga odmiana wynalazku dotyczy sposobu otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, tj. ładunku typu PBX, który jako składniki wysokoenergetyczne, oprócz ww. kruszących materiałów wybuchowych zawiera proszek glinowy, zaś trzecia odmiana wynalazku dotyczy sposobu otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, tj. ładunku typu PBX, zawierającego poza RDX, NTO proszkiem glinowym, utleniacz nieorganiczny - chloran(VII) amonu (AP).

Znane są sposoby otrzymywania odlewanych materiałów wybuchowych (typu PBX) stanowiących mieszaniny polimerycznego lepiszcza na bazie HTPB oraz kruszących materiałów wybuchowych, takich jak pentryt (PETN), RDX, oktogen (HMX), nitroguanidyna (NQ), NTO oraz 1,1-diamino-2,2-dinitroetylen (FOX-7), użytych samodzielnie lub w mieszaninie.

Materiały wybuchowe z polimerycznym lepiszczem - PBX-y mogą dodatkowo zawierać utleniacze nieorganiczne, najczęściej AP i/lub proszki metali, takich jak glin, magnez i ich stopy, spełniających rolę reduktorów zwiększających temperaturę wybuchu. PBX-y zawierające AP i proszek glinowy często są wykorzystywane jako ładunki wybuchowe w amunicji termobarycznej oraz morskiej w postaci np. pocisków rakietowych, artyleryjskich, bomb lotniczych, głębinowych i torped.

Znane lepiszcza na bazie HTPB zawierają plastyfikatory, często adypinian dioktylu (DOA), substancje utwardzające/sieciujące, np. diizocyjanian izofronu (IPDI), katalizatory utwardzania/sieciowania oraz inne dodatki technologiczne ułatwiające otrzymywanie ładunków typu PBX.

Znane sposoby otrzymywania odlewanych ładunków materiałów wybuchowych z polimerycznym lepiszczem (PBX-ów) polegają na wprowadzeniu stałych rozdrobnionych cząstek, tj. kruszących materiałów wybuchowych w postaci indywiduów chemicznych lub ich mieszanin i opcjonalnie utleniaczy nieorganicznych i/lub proszków metali do ciekłej mieszaniny lepiszcza, korzystnie kilkuetapowo, zaczynając od najmniejszej do największej frakcji kruszących materiałów wybuchowych i wymieszaniu wszystkich składników do chwili uzyskania jednorodnej masy, którą następnie wlewa się do form odlewniczych pod zmniejszonym ciśnieniem, w celu jej odpowietrzenia. Role form odlewniczych mogą spełniać korpusy, głowice amunicji, zazwyczaj pocisków artyleryjskich i rakietowych oraz bomb i torped. Mieszanie składników materiału wybuchowego oraz zalewanie form odlewniczych może być realizowane w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do temperatury nie przekraczającej 80°C, przy czym najczęściej odbywa się w temperaturze podwyższonej, pod zmniejszonym ciśnieniem, korzystnie przy jednoczesnym poddaniu form odlewniczych wibracjom. Po operacji odlewania, ładunki materiałów wybuchowych pozostają w formach odlewniczych, w podwyższonej temperaturze, przez co najmniej kilka dób. Podczas tego okresu ładunki materiałów wybuchowych ulegają procesowi utwardzania/sieciowania, przy aktywnym udziale środka utwardzającego/sieciującego np. IPDI i/lub katalizatora procesu utwardzania/sieciowania. Powyższe operacje technologiczne mają na celu odpowietrzenie ładunków materiałów wybuchowych oraz zachowanie ich jednorodności i zwartości.

Na przykład, według brytyjskiego opisu patentowego GB 2170494, materiał wybuchowy o składzie: 60% części wagowych nitroguanidyny (NQ), 20% części wagowych heksogenu (RDX) i 20% części wagowych lepiszcza na bazie HTPB o średniej masie cząsteczkowej 2000, jest otrzymywany w wyniku wymieszania ww. składników i odlania tak otrzymanej mieszaniny w temperaturze 49°C pod zmniejszonym ciśnieniem z przedziału 0,08-0,14 atmosfer, a następnie jej utwardzania w temperaturze 57°C przez 6 dób.

Z kolei w brytyjskim opisie wynalazku GB 2466236 podano przykładowy proces otrzymywania PBX-u zawierającego 12% części wagowych lepiszcza na bazie HTPB o średniej masie cząsteczkowej 2000 utwardzanego IPDI, a ponadto zawierającego 20% części wagowych RDX, 43% części wagowych AP i 25% części wagowych proszku Al, polegający na wprowadzeniu niniejszej kompozycji do polietylenowego rękawa, w którym była utwardzana w temperaturze 60°C przez 7 dób.

W zgłoszeniu wynalazku US 2009/0078346 zastrzegany jest sposób otrzymywania PBX-u, obejmujący jego utwardzanie w zakresie temperatur 50-70°C.

PL 222 839 B1

W opisie wynalazku US 3888707 zastrzeżono sposób otrzymywania odlewanego PBX-u na bazie polimerycznego lepiszcza o średniej masie cząsteczkowej polimeru mieszczącej się w zakresie 1000-15000, opcjonalnie lepiszcza na bazie np. ciekłego prepolimeru HTPB. Niniejszy PBX zawierał ponadto 60-85% kruszących materiałów wybuchowych wytypowanych spośród takich i ndywiduów materiałów wybuchowych kruszących jak PETN, RDX, HMX. W rama ch niniejszego sposobu zastrzeżono zakres temperaturowy utwardzania PBX-u, wynoszący 10-65,5°C. W przypadku zastosowania prepolimeru HTPB zastrzeżono jego średnią masę cząsteczkową mieszczącą się w zakresie 1000-3000, funkcyjność z przedziału 2,0-2,5 oraz zastosowanie triziocyjanianu, jako utwardzacza HTPB.

W jednym z przykładów realizacji sposobu według ww. wynalazku, podano, iż w celu otrzymania PBX-u, w ustalonej temperaturze z zakresu 43,3-46,1°C, 65 części wagowych RDX o średniej wielkości cząstek z zakresu 15-20 μm wraz z 0,5% części wagowej DOA (plastyfikatora) miesza się z kompozycją lepiszcza składającego się z prepolimeru HTPB o średniej masie cząsteczkowej 1150 i funkcyjności mieszczącej się w przedziale 2-3, korzystnie nieco powyżej 2, utwardzacza - 2,4-diizocyjanianu tolilenu (TDI) oraz antyutleniacza - sym-di-aminy di-beta-naftylo-parafenylenu (PBNA).

W opisie wynalazku US 7370565, w części dotyczącej stanu techniki stwierdzono, że zazwyczaj pod koniec mieszania składników PBX-u dodaje się substancję utwardzającą/sieciującą, po czym po dokładnym wymieszaniu wszystkich składników PBX-u, napełnia się nim komory odlewnicze pod zmniejszonym ciśnieniem mniejszym niż 10 kPa.

W jednym z przykładów otrzymywania odlewanego, termostabilnego PBX-u, (w opisie wynalazku US 4289551) zawierającego 83% części wagowych dwufrakcyjnego RDX, 5,948% części wagowych plastyfikatora - di-(etyloheksylo)-azelainu (DEHA), 0,0017% części wagowych katalizatora utwardzania - acetylo-acetonianu żelaza i 10,75% części wagowych środka sieciującego/utwardzającego - diizocyjanianu tolilenu (TDI) oraz prepolimer HTPB, podano, że ww. PBX odlewano w warunkach próżniowych, a następnie utwardzano w temperaturze 60°C do uzyskania twardości PBX-u wynoszącej 65±1 w skali A Shore'a. Osiągnięcie takiej twardości wymagało utwardzania w ww. warunkach przez 3-7 dób.

W opisach wynalazków WO 2007/060365 i EP 1333015 zastrzeżono w ramach sposobów wytwarzania PBX-ów zakres temperaturowy mieszania ich składników, wynoszący 40-80°C oraz utwardzania ostatecznej kompozycji, mieszczący się w zakresie 15-80°C. Według opisów ww. dwóch ostatnich wynalazków, w składzie PBX-ów powinien być zastosowany prepolimer z rodziny polioli np. HTPB, o średniej masie cząsteczkowej z zakresu 500-10000.

W przykładzie realizacji sposobu otrzymywania PBX-u zawierającego 88% części wagowych RDX i 12% części wagowych lepiszcza na bazie HTPB o średniej masie cząsteczkowej 2500 i funkcyjności wynoszącej 2,2, opisanym w EP 1333015 podano, że mieszanie i utwardzanie składników PBX-u prowadzono w temperaturze 60°C, przy czym mieszanie trwało 4 h, zaś utwardzanie 7 dób, a ponadto komory formujące zalewano PBX-em w temperaturze otoczenia (20°C) pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 15 mm Hg.

W opisie wynalazku EP 1333015 przedstawiono również porównawczy przykład procesu otrzymywania PBX-u o podobnym składzie jak powyżej, obejmujący kolejno mieszanie kompozycji PBX-u bez utwardzacza w temperaturze 60°C przez 4h pod ciśnieniem 15 mm Hg, 4 h pod ciśnieniem normalnym, dodanie 0,86% części wagowych substancji utwardzającej - IPDI, mieszanie ostatecznej kompozycji PBX przez 30 minut w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 15 mm Hg i jej utwardzanie w 60°C przez 7 dób.

W ramach zgłoszenia wynalazku WO 2011/083249 w znacznym stopniu powołującego się na EP 1333015 w zakresie sposobu otrzymywania odlewanych PBX-ów zawierających lepiszcze, opcjonalnie na bazie HTPB stanowiące 3-13%, korzystnie 8-12% masy materiału wybuchowego, gdzie prepolimer HTPB posiadał średnią masę cząsteczkową z zakresu 500-10000, a ponadto zawierających 85-95% części wagowych, korzystnie 87-90% części wagowych kruszących substancji wybuchowych wytypowanych spośród m.in. PETN, HMX, RDX, oraz 0-2% części wagowych dodatków technologicznych, zastrzeżono temperaturę mieszania składników PBX-ów dochodzącą do 80°C, zazwyczaj mieszczącą się w zakresie 60±10°C.

W opisie wynalazku WO 2010/0234450, w części dotyczącej stanu techniki podano, że w procesie wytwarzania odlewanych PBX-ów stałe, drobne cząstki (kryształy) kruszących materiałów wybuchowych pokrywane są polisiloksanami (US 6893516), co powoduje obniżenie porowatości i wrażliwości PBX-ów na bodźce, zwłaszcza mechaniczne, takie jak tarcie i uderzenie.

PL 222 839 B1

W ramach wynalazku WO 2010/0234450, oprócz zastrzeżenia składów PBX-ów zawierających lepiszcza wysokoenergetyczne oraz obojętne (w sensie energetycznym), w tym na bazie HTPB, a ponadto kruszące materiały wybuchowe, takie jak RDX, HMX, NTO, utleniacze nieorganiczne - zazwyczaj AP oraz proszki metali, takich jak Al, Mg, W i ich stopy a także substancje odpowietrzające („antypieniące”), takie jak polisiloksany, w tym poli-alkilo-siloksany, poli-alkilo-arylo-siloksany, poli-etero-siloksany, ich mieszaniny oraz kopolimery, również zastrzeżeniami objęto sposób wytwarzania ww. PBX-ów. Zastrzeżony sposób otrzymywania ww. PBX-ów obejmował dodanie środka odpowietrzającego stanowiącego 0,05-1% masy PBX-u do wcześniej wymieszanych, pozostałych jego składników, odlaniu kompozycji PBX do form odlewniczych, korzystnie w warunkach zbliżonych do próżni i jej utwardzanie.

W ramach przykładów opisujących sposób otrzymywania PBX-u według wynalazku WO 2010/0234450 podano, że kompozycję składającą się z 88% części wagowych RDX i 12% wagowych lepiszcza na bazie HTPB zalewano do korpusów (skorup) pocisków artyleryjskich kalibru 105 i 155 mm, po czym utwardzano ją w temperaturze 65°C przez 5 dni.

W szczegółowo opisanym przykładzie otrzymywania 5-cio kilogramowego ładunku PBX-u o ww. składzie z wykorzystaniem przedmieszki zastosowano mieszalnik łopatkowy wyposażony w wodny płaszcz grzejny. Mieszanie realizowano pod ciśnieniem mniejszym niż 10 mm Hg. Przedmieszkę wykonano z wilgotnego RDX (o zmniejszonej wrażliwości) stanowiącego 96% jej masy oraz 6% części wagowych plastyfikatora - adypinianu di-oktylu (DOA).

Przykładowy proces otrzymywania ww. ładunku PBX przebiegał następująco. Do mieszalnika nagrzanego do temperatury 60 ± 2°C wprowadzono kolejno następujące składniki: prepolimer HTPB, DOA, lecytynę (substancję powierzchniowo czynną), antyutleniacz AO2246 (2,2'-metyleno-bis-(4-metylo-6-cztero-butylo-fenol) oraz jedną czwartą masy ww. przedmieszki. Tak uzyskaną kompozycję mieszano przez 15 minut, po czym dodawano kolejno trzy równe porcje przedmieszki stanowiące razem 3/4 jej masy w odstępach czasu wynoszących 10 minut, mieszając cały czas. Po 10 minutach mieszania licząc od dodania ostatniej porcji przedmieszki, z powierzchni łopatek mieszadła oraz ścian mieszalnika usunięto pozostałą, nie wymieszaną dostatecznie masę kompozycji wynikowej, wprowadzając ją do strefy mieszania i realizując proces mieszania przez kolejne 60 minut. Następnie, do kompozycji PBX wprowadzono środek odpowietrzający („antypieniący”), mieszając jeszcze przez 25 minut. Po zakończeniu niniejszej operacji, do kompozycji PBX dodano kolejno katalizator utwardzania - dilaurynian dibutylocynowy (DBTDL) oraz utwardzacz IPDI (diizocyjanian izofronu), mieszając za każdym razem 15 minut po wprowadzeniu każdej z tych substancji. Wynikową kompozycję zalewano do skorup/korpusów ww. pocisków artyleryjskich w powyżej opisanych warunkach, po czym zapełnione korpusy pocisków stawiano na stół/platformę wibracyjną poddając je działaniu drgań przez 5 minut. Po zakończeniu niniejszej operacji, ładunki PBX pocisków poddano utwardzaniu w temperaturze 65 ± 2°C.

Istota sposobu otrzymywania ładunku PBX według pierwszej odmiany wynalazku, tj. otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego kruszące materiały wybuchowe - RDX i NTO jako składniki wysokoenergetyczne polega na tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresu 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych DOA, 5 części wagowych lecytyny i 5 części wagowych silikonu oraz miesza się przez 10 minut, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 280 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 20-2%, a następnie do mieszalnika dodaje się 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze w zakresie 60-80°C oraz pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg. Jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80 °C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym

PL 222 839 B1 formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

Istota sposobu otrzymywania ładunku PBX według drugiej odmiany wynalazku, tj. otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego kruszące materiały wybuchowe - RDX i NTO oraz proszek glinowy jako składniki wysokoenergetyczne polega na tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresie 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych DOA, 5 części wagowych lecytyny i części wagowych silikonu oraz miesza przez 10 minut, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 230 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 20-2%. Następnie dodaje się 150 części wagowych proszku glinu i miesza przez 10 minut oraz 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze z zakresu 60-80°C oraz pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg. Jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewniczadozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

Istota sposobu otrzymywania ładunku PBX według trzeciej odmiany wynalazku, tj. otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego kruszące materiały wybuchowe - RDX i NTO, proszek glinowy i chloran(VII) amonu (AP) polega na tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresu 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych DOA, 5 części wagowych lecytyny i 5 części wagowych silikonu oraz miesza się przez 10 minut, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 146 i 2/3 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 20-2%, dodaje się 150 części wagowych proszku glinu i miesza przez 10 minut, a następie 250 części wagowych AP i miesza przez 10 minut, po czym do mieszalnika dodaje się 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze z zakresu 60-80°C i pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg. Jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

Kompozycje typu PBX, otrzymane za pomocą sposobów według trzech odmian wynalazku posiadają zadowalające właściwości wybuchowe (energetyczne) wyrażane za pomocą prędkość detonacji oraz średnicę krytyczną umożliwiającą uzyskanie detonacji w ładunkach o odpowiedniej wielkości. Zastosowanie w ramach sposobów według wynalazku lepiszcza stanowiącego 16% masy ładunków typu PBX zapewnia przede wszystkim ich wystarczającą wytrzymałość mechaniczną i jednocześnie obniża wrażliwość na bodźce mechaniczne, zwłaszcza uderzenie i tarcie, co ma istotne znaczenie na podniesienie poziomu bezpieczeństwa nie tylko podczas eksploatacji ładunków PBX, lecz również podczas technologicznego procesu ich otrzymywania. Pokrywanie kryształów RDX bardziej wrażliwego na uderzenie i tarcie kryształami NTO znacznie mniej wrażliwego na niniejsze bodźce niż RDX, realizowane podczas otrzymywania ładunków typu PBX za pomocą sposobów według wynalazku dodatkowo obniża ich wrażliwość na te bodźce.

PL 222 839 B1

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony za pomocą poniższych trzech przykładów opisujących kolejno jego trzy odmiany.

Przykład 1

Sposób według pierwszej odmiany wynalazku, tj. dotyczący otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego kruszące materiały wybuchowe - RDX i NTO jako składniki wysokoenergetyczne

Do mieszalnika planetarnego o pojemności 1,5 litra w temperaturze 70°C dodaje się kolejno 80 g prepolimeru HTPB oraz 60 g DOA, 5 g lecytyny i 5 g silikonu oraz miesza przez 10 minut, po czym dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 280 g każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji. Kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX wynosi 90%, zaś udział masowy NTO wynosi 10%. Następnie do mieszalnika dodaje się 0,01 g dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) i 9,99 g diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze 70°C i pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg.

Z mieszalnika jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się do dozownika o temperaturze 70°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg. Następnie, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut. Po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce, w temperaturze 70°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

W wyniku realizacji opisanego wyżej przykładowego sposobu według wynalazku, otrzymuje się ładunek małowrażliwego materiału wybuchowego o masie 1000 g, gęstości 1640 kg/m , prędkości detonacji 7800 m/s i średnicy krytycznej wynoszącej 6 mm, zawierający 84% części wagowych kompozycji RDX i NTO oraz 16% części wagowych lepiszcza na bazie HTPB.

Przykład 2

Sposób według drugiej odmiany wynalazku, tj. dotyczący otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego jako składniki wysokoenergetyczne kruszące materiały wybuchowe - RDX i NTO oraz proszek glinowy

Do mieszalnika planetarnego o pojemności 1,5 litra dodaje się w kolejno w temperaturze 70°C 80 g prepolimeru HTPB oraz 60 g DOA, 5 g lecytyny i 5 g silikonu oraz miesza przez 10 minut, po czym dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 230 g każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji. Kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX wynosi 95%, zaś udział masowy NTO wynosi 5%. Następnie do mieszalnika dodaje się 150 g proszku glinowego i miesza przez 10 minut oraz 0,01 g acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 g diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze 70°C i pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg. Z mieszalnika jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się do dozownika o temperaturze 70°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg. Następnie, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut. Po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce, w temperaturze 70°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

W wyniku realizacji opisanego wyżej przykładowego sposobu według wynalazku, otrzymuje się ₃ ładunek małowrażliwego materiału wybuchowego o masie 1000 g, gęstości 1650 kg/m³, prędkości detonacji 7500 m/s i średnicy krytycznej wynoszącej 10 mm, zawierający 69% części wagowych kompozycji RDX i NTO, 15% części wagowych proszku glinowego oraz 16% wagowych lepiszcza na bazie HTPB.

Przykład 3

Sposób według trzeciej odmiany wynalazku, tj. dotyczący otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z polimerycznym lepiszczem na bazie HTPB, zawierającego kruszące materiały wybuchowe RDX i NTO, proszek glinowy oraz nadchloran(VII) amonu (AP)

Do mieszalnika planetarnego o pojemności 1,5 litra dodaje się kolejno w temperaturze 70°C 80 g prepolimeru HTPB oraz 60 g DOA, 5 g lecytyny i 5 g silikonu oraz miesza przez 10 minut, po czym dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 146 i 2/3 g każda, mieszając

PL 222 839 B1 przez 10 minut po dodaniu każdej porcji. Kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX wynosi 85%, zaś udział masowy NTO wynosi 15%. Następnie do mieszalnika dodaje się kolejno 150 g proszku glinowego i miesza przez 10 minut, 250 g AP i miesza przez 10 minut oraz 0,01 g dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) i 9,99 g diizocyjanianu izofronu (IPDI) oraz miesza przez 20 minut w temperaturze 70°C i pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg.

Z mieszalnika jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się do dozownika o temperaturze 70°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej, poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem wynoszącym 30 mm Hg. Następnie, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut. Po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce, w temperaturze 70°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

W wyniku realizacji opisanego wyżej przykładowego sposobu według wynalazku, otrzymuje się ładunek małowrażliwego materiału wybuchowego o masie 1000 g, gęstości 1740 kg/m , prędkości detonacji 7300 m/s i średnicy krytycznej wynoszącej 16 mm, zawierający 44% części wagowych kompozycji RDX i NTO, 15% części wagowych proszku glinowego, 25% części wagowych AP oraz 16% wagowych lepiszcza na bazie HTPB.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z lepiszczem na bazie polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi (HTPB) poprzez wymieszanie w podwyższonej temperaturze lepiszcza z kruszącym materiałem wybuchowym stanowiącym kompozycję heksogenu (RDX) i 3-nitro-1,2,4-triazol-5-onu (NTO), wlanie pod zmniejszonym ciśnieniem jednorodnej mieszaniny wszystkich składników materiału wybuchowego do formy odlewniczej o podwyższonej temperaturze przy jednoczesnym poddaniu jej wibracji, a następnie sieciowaniu/utwardzaniu ładunku wybuchowego w formie odlewniczej, w podwyższonej temperaturze przez kilka dób, znamienny tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresu 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych adypinianu dioktylu (DOA), 5 części wagowych lecytyny i 5 części wagowych silikonu oraz miesza się przez 10 minut, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 280 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie wynoszącym 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 20-2%, a następnie do mieszalnika dodaje się 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetyloacetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze w zakresie 60-80°C i pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

2. Sposób otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z lepiszczem na bazie polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi (HTPB) poprzez wymieszanie w podwyższonej temperaturze lepiszcza z kruszącym materiałem wybuchowym stanowiącym kompozycję heksogenu (RDX) i 3-nitro-1,2,4-triazol-5-onu (NTO) oraz proszkiem glinowym, wlanie pod zmniejszonym ciśnieniem jednorodnej mieszaniny wszystkich składników materiału wybuchowego do formy odlewniczej o podwyższonej temperaturze przy jednoczesnym poddaniu jej wibracji, a następnie sieciowaniu/utwardzaniu ładunku wybuchowego przez kilka dób w formie odlewniczej, w podwyższonej temperaturze, znamienny tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresie 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych adypinianu dioktylu (DOA), 5 części wagowych

PL 222 839 B1 lecytyny i 5 części wagowych silikonu oraz miesza przez 10 minut, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 230 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie wynoszącym 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 20-2%, dodaje się 150 części wagowych proszku glinu i miesza przez 10 minut, a następnie do mieszalnika dodaje się 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze z zakresu 60-80°C i pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.

3. Sposób otrzymywania ładunku materiału wybuchowego z lepiszczem na bazie polibutadienu zakończonego grupami hydroksylowymi (HTPB) poprzez wymieszanie w podwyższonej temperaturze lepiszcza z kruszącym materiałem wybuchowym, stanowiącym kompozycję heksogenu (RDX) i 3-nitro-1,2,4-triazol-5-onu (NTO) oraz proszkiem glinowym i chloranem(VII) amonu (AP), wlanie pod zmniejszonym ciśnieniem jednorodnej mieszaniny wszystkich składników materiału wybuchowego do formy odlewniczej o podwyższonej temperaturze, przy jednoczesnym poddaniu jej wibracji, a następnie sieciowaniu/utwardzaniu ładunku wybuchowego przez kilka dób w formie odlewniczej, w podwyższonej temperaturze, znamienny tym, że do mieszalnika, korzystnie planetarnego dodaje się w temperaturze z zakresu 60-80°C 80 części wagowych prepolimeru HTPB oraz 60 części wagowych adypinianu dioktylu (DOA), 5 części wagowych lecytyny i 5 części wagowych silikonu oraz miesza się przez 10 min, po czym w tej samej temperaturze dodaje się kolejno trzy równe porcje kompozycji RDX i NTO po 146 i 2/3 części wagowych każda, mieszając przez 10 minut po dodaniu każdej porcji, przy czym kompozycja RDX i NTO utworzona jest przez kryształy RDX pokryte kryształami NTO, w której udział masowy RDX mieści się w zakresie wynoszącym 80-98%, zaś udział masowy NTO mieści się odpowiednio w zakresie 22%, dodaje się 150 części wagowych proszku glinu i miesza przez 10 minut, 250 części wagowych AP i miesza przez 10 minut, a następnie do mieszalnika dodaje się 0,01 części wagowych dilaurynianu dibutylocynowego (DBTDL) albo acetylo-acetonianu żelaza i 9,99 części wagowych diizocyjanianu izofronu (IPDI) i miesza przez 20 minut w temperaturze z zakresu 60-80°C i pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym jednorodną masę materiału wybuchowego przenosi się z mieszalnika do dozownika o temperaturze z zakresu 60-80°C, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne i dozuje się materiał wybuchowy w postaci ciekłej wąskim strumieniem z szybkością 100 g/min do formy odlewniczej poddanej wibracjom o częstotliwości 11 Hz, która znajduje się pod zmniejszonym ciśnieniem mieszczącym się w zakresie 20-50 mm Hg, po czym, do układu: forma odlewnicza-dozownik doprowadza się powietrze do uzyskania ciśnienia atmosferycznego, nie przerywając wibracji układu jeszcze przez 10 minut, a następnie po zakończonym formowaniu ładunek wybuchowy umieszcza się w cieplarce w temperaturze z zakresu 60-80°C na 120 h w celu jego utwardzenia.