RU2439041C2 - Method of producing pellet powder - Google Patents

Method of producing pellet powder Download PDF

Info

Publication number
RU2439041C2
RU2439041C2 RU2009124709/05A RU2009124709A RU2439041C2 RU 2439041 C2 RU2439041 C2 RU 2439041C2 RU 2009124709/05 A RU2009124709/05 A RU 2009124709/05A RU 2009124709 A RU2009124709 A RU 2009124709A RU 2439041 C2 RU2439041 C2 RU 2439041C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dispersion
solvent
temperature
powder
mixture
Prior art date
Application number
RU2009124709/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009124709A (en
Inventor
Николай Михайлович Ляпин (RU)
Николай Михайлович Ляпин
Татьяна Александровна Енейкина (RU)
Татьяна Александровна Енейкина
Наиль Султанович Латфуллин (RU)
Наиль Султанович Латфуллин
Роза Фатыховна Гатина (RU)
Роза Фатыховна Гатина
Алексей Ильич Хацринов (RU)
Алексей Ильич Хацринов
Ирина Владимировна Шутова (RU)
Ирина Владимировна Шутова
Марсель Ильдусович Гайнутдинов (RU)
Марсель Ильдусович Гайнутдинов
Юрий Михайлович Михайлов (RU)
Юрий Михайлович Михайлов
Original Assignee
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") filed Critical Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП")
Priority to RU2009124709/05A priority Critical patent/RU2439041C2/en
Publication of RU2009124709A publication Critical patent/RU2009124709A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2439041C2 publication Critical patent/RU2439041C2/en

Links

Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of pellet powder for small arms. The method of producing pellet powder involves preparation of cellulose nitrate lacquer in an aqueous medium in the presence of ethyl acetate, dispersion, dehydration, distillation of the solvent, fractionation and drying. The solvent used is a mixture of ethyl acetate and toluene in volume ratio 90:10-70:30. Filler is added in amount of 0-50 wt % and dispersion is carried out at temperature 69-72°C.
EFFECT: invention increases output of coarse granules of gun powder.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.The invention relates to the field of production of spherical powders (TFP) for small arms.

Известны способы получения СФП [1-5], заключающиеся в получении порохового лака в водной среде в присутствии растворителя (например, этилацетата), диспергировании его на сферические частицы при температуре 62-68°С при действии эмульгатора мездрового клея, желатина или других ПАВ, обезвоживании диспергированных частиц с помощью сернокислого натрия (при получении плотных гранул) с последующей отгонкой растворителя. Недостатком известных способов является нестабильный выход целевой фракции, обусловленный вторичным диспергированием при подъеме температуры и вводе сернокислого натрия.Known methods for producing TFP [1-5], which include obtaining a powder of varnish in an aqueous medium in the presence of a solvent (eg, ethyl acetate), dispersing it onto spherical particles at a temperature of 62-68 ° C under the action of emulsifier of glue, gelatin or other surfactants, dehydration of the dispersed particles using sodium sulfate (upon receipt of dense granules), followed by distillation of the solvent. A disadvantage of the known methods is the unstable yield of the target fraction, due to the secondary dispersion when the temperature rises and the input of sodium sulfate.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП, согласно которому в сосуд с мешалкой и внешним обогревом загружают 300 ч. нитратов целлюлозы (НЦ), 3 ч. дифениламина (ДФА) и 2700 ч. воды, добавляют 1026 ч. этилацетата (ЭА), нагревают до 68°С, перемешивают 1 час при 68°С, добавляют защитный коллоидный раствор из 10 ч. костного клея в 200 ч. воды, медленно добавляют еще 405 ч. ЭА, отгоняют частично ЭА, прибавляют 105 ч. сернокислого натрия, 200 ч. воды и отгоняют весь ЭА. Частицы НЦ отделяют, сушат; размер гранул примерно 0,2 мм [6].The closest technical solution (prototype) is a method for producing TFP, according to which 300 parts of cellulose nitrate (SC), 3 parts of diphenylamine (DPA) and 2700 parts of water are loaded into a vessel with an agitator and external heating, 1026 parts of ethyl acetate are added ( EA), heated to 68 ° C, stirred for 1 hour at 68 ° C, add a protective colloidal solution of 10 parts of bone glue to 200 parts of water, slowly add another 405 parts of EA, partially EA is distilled off, 105 parts of sulfate are added sodium, 200 hours of water and drive away all EA. NC particles are separated, dried; granule size of approximately 0.2 mm [6].

Недостатком прототипа является низкий выход крупных гранул пороха (диаметр более 0,9 мм).The disadvantage of the prototype is the low yield of large granules of gunpowder (diameter more than 0.9 mm).

Целью изобретения является увеличение выхода крупных гранул пороха. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление НЦ-лака в водной среде в присутствии ЭА, диспергирование, обезвоживание, отгонку растворителя, в качестве растворителя применяют смесь ЭА с толуолом в объемном соотношении 90:10-70:30, вводят наполнитель в количестве 0-50 мас.%, а диспергирование ведут при температуре 69-70°С, остальные операции осуществляются известным способом.The aim of the invention is to increase the yield of large granules of gunpowder. This goal is achieved by the fact that in the method of producing TFP, which includes the preparation of NTs-varnish in an aqueous medium in the presence of EA, dispersion, dehydration, distillation of the solvent, a mixture of EA with toluene in a volume ratio of 90: 10-70: 30 is used, and filler in an amount of 0-50 wt.%, and the dispersion is carried out at a temperature of 69-70 ° C, the remaining operations are carried out in a known manner.

В качестве наполнителя применяют высокодисперсные алюминиевую пудру или ВВ (октоген, гексоген).As a filler, finely dispersed aluminum powder or explosives (octogen, hexogen) are used.

При водно-дисперсионном гранулировании необходимо создавать условия, при которых возникают наименьшие изменения формы и размеров частиц порохового лака после диспергирования и формообразования. Этого можно достичь за счет осуществления диспергирования порохового лака и формообразования при температуре, максимально приближающейся к температуре начала отгонки растворителя. Изменение формы и размеров частиц лака при подъеме температуры обусловлено снижением вязкости порохового лака. При равновязком состоянии лака свойства последнего, определяемые физико-химическими характеристиками НЦ и содержанием нитроглицерина в баллиститной массе, могут изменяться в широких пределах.In the case of water-dispersion granulation, it is necessary to create conditions under which the smallest changes in the shape and size of the particles of powder varnish occur after dispersion and shaping. This can be achieved by dispersing the powder varnish and shaping at a temperature as close as possible to the temperature at which the solvent is distilled off. A change in the shape and size of the varnish particles with increasing temperature is due to a decrease in the viscosity of the powder varnish. With an equally viscous state of varnish, the properties of the latter, determined by the physicochemical characteristics of the NTs and the content of nitroglycerin in the ballistic mass, can vary over a wide range.

Поэтому при использовании в качестве растворителя смеси ЭА-толуол температуру диспергирования предлагается повысить до 69-72°С (температура начала отгонки азеотропа ЭА-вода 70,5-72,0°С). Температура диспергирования менее 69°С приводит к уменьшению выхода фракции СФП с крупными размерами гранул.Therefore, when using a mixture of EA-toluene as a solvent, the dispersion temperature is proposed to be increased to 69-72 ° С (the temperature of the onset of distillation of the EA-water azeotrope is 70.5-72.0 ° С). A dispersion temperature of less than 69 ° C leads to a decrease in the yield of the TFP fraction with large granule sizes.

Ввод толуола менее 10 об.% не дает эффекта дополнительного уплотнения гранул, снижает содержание сухого остатка в ней и выход крупных гранул.The introduction of toluene of less than 10 vol.% Does not give the effect of additional compaction of the granules, reduces the solids content in it and the yield of large granules.

Увеличение содержания толуола более 30 об.% приводит к повышению температуры отгонки азеотропа, неполноте его удаления из состава, снижая энергетические характеристики получаемого СФП.An increase in the toluene content of more than 30 vol.% Leads to an increase in the temperature of distillation of the azeotrope, the incompleteness of its removal from the composition, reducing the energy characteristics of the obtained TFP.

Ввод наполнителя в состав пороха до 50 мас.% позволяет увеличить содержание сухого остатка в лаковой частице, в большей степени обеспечивая сохранение их размеров и формы, наиболее приближающихся к конечным размерам и форме гранул СФП. Увеличение его содержания более 50 мас.% нецелесообразно, так как в этом случае снижается плотность гранул СФП.The introduction of the filler in the composition of the powder up to 50 wt.% Allows you to increase the solids content in the varnish particle, to a greater extent, ensuring the preservation of their size and shape, which are closest to the final size and shape of the TFP granules. An increase in its content of more than 50 wt.% Is impractical, since in this case the density of the granules of the TFP decreases.

В таблице приведены примеры выполнения способа получения СФП по известному, разработанным вариантам в пределах граничных условий и за их пределами.The table shows examples of the method for producing TFP according to the known, developed options within the boundary conditions and beyond.

Технологические параметры осуществления способаTechnological parameters of the method Наименование показателяName of indicator Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Пример 5Example 5 ПрототипPrototype Модуль по растворителю (соотношение ЭА/толуол)Solvent module (EA / toluene ratio) 3,00 (90/10)3.00 (90/10) 2,93 (80/20)2.93 (80/20) 2,56 (70/30)2.56 (70/30) 3,70 (75/25)3.70 (75/25) 1,93 (90/10)1.93 (90/10) Модуль по растворителю относительно НЦSolvent module relative to NC 3,03.0 3,343.34 3,583,58 3,083.08 4,344.34 Наполнитель, мас.%Filler, wt.% -- ПАП-1 30PAP-1 30 октоген 50octogen 50 октоген 10octogen 10 октоген 60octogen 60 -- Температура диспергирования, °СDispersion Temperature, ° С 69-7069-70 70-7170-71 7272 64-6664-66 66-6866-68 66-6866-68 Дозировка Na2SO4,, мас.% к водеDosage of Na 2 SO 4 , wt.% To water 2,02.0 1,51,5 1,251.25 2,02.0 7,07.0 3,03.0 Характеристики порохаGunpowder characteristics Диаметр гранул основной фракции, ммThe diameter of the granules of the main fraction, mm 2,5-3,02.5-3.0 1,5-2,51.5-2.5 1,0-1,51.0-1.5 0,7-0,90.7-0.9 0,4-0,630.4-0.63 0,2-0,40.2-0.4 Плотность, г/см3 Density, g / cm 3 1,581,58 1,591,59 1,601,60 1,481.48 1,451.45 1,541,54 Насыпная плотность, г/см3 Bulk density, g / cm 3 0,940.94 0,950.95 0,970.97 0,920.92 0,800.80 20twenty Выход фракции более 1,0 мм, %The output of the fraction is more than 1.0 mm,% 50fifty 5555 6565 3535 30thirty 20twenty Баллистические характеристики в охотничьем патроне «Магнум» с массой дробового снаряда 45 гBallistic characteristics in the hunting cartridge "Magnum" with a shotgun mass of 45 g Масса метательного заряда, гMass propellant charge, g 2,902.90 2,892.89 2,872.87 2,702.70 2,542.54 2,102.10 Скорость дробового снаряда, V10, м/сShot shell velocity, V 10 , m / s 326326 327327 325325 321321 319319 321321 Среднее давление пороховых газов, МПаThe average pressure of the powder gases, MPa 64,964.9 65,265,2 63,463,4 90,790.7 91,291.2 94,394.3 Требования к патрону «Магнум» с длиной гильзы 76 мм: скорость дробового снаряда не менее 315 м/с, среднее максимальное давление пороховых газов не более 90,0 МПаRequirements for the cartridge "Magnum" with a sleeve length of 76 mm: the velocity of the shot projectile is not less than 315 m / s, the average maximum pressure of the powder gases is not more than 90.0 MPa

Пример 1. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 3 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается 9,0 л смеси ЭА и толуола с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 69-70° С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 74-75°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя.Example 1. In a volumetric type reactor equipped with a stirrer and a heating jacket, 12 L of water is poured, 3 kg of pyroxylin or its mixture with process waste is loaded, and 9.0 L of a mixture of EA and toluene with dissolved DFA is poured. The mixture is heated to 69-70 ° C and mixed for 15 minutes. Then 0.09 kg of emulsifier is loaded and the contents of the reactor are mixed for 10-15 minutes. The temperature in the reactor rises to 74-75 ° C, and partial solvent distillation is carried out.

Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется и сушится.Then 0.06 kg (2%) of sodium sulfate is charged and the remainder of the solvent is distilled off. Subsequently, the gunpowder is washed, fractionated and dried.

Пример 2. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 2,1 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается суспензия 0,9 кг наполнителя (алюминиевая пудра, например ПАП-1) в 8,775 л смеси ЭА и толуола в соотношении 80:20 с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 70-71°С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 77-78°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя. Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется, графитуется и сушится.Example 2. In a volumetric type reactor equipped with a stirrer and a heating jacket, 12 liters of water are poured, 2.1 kg of pyroxylin or its mixture with process waste is loaded, and a suspension of 0.9 kg of filler (aluminum powder, for example PAP-1, is poured ) in 8.775 l of a mixture of EA and toluene in a ratio of 80:20 with dissolved DFA. The mixture is heated to 70-71 ° C and mixed for 15 minutes. Then 0.09 kg of emulsifier is loaded and the contents of the reactor are mixed for 10-15 minutes. The temperature in the reactor rises to 77-78 ° C, and partial solvent distillation is carried out. Then 0.06 kg (2%) of sodium sulfate is charged and the remainder of the solvent is distilled off. Subsequently, the gunpowder is washed, fractionated, graphitized and dried.

Пример 3. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 1,5 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается суспензия 1,5 кг наполнителя (например, высокодисперсного октогена) в 6,55 л смеси ЭА и толуола в соотношении 70:30 с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 72°С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 78-79°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя. Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется, графитуется и сушится.Example 3. In a volumetric type reactor equipped with a stirrer and a heating jacket, 12 L of water is poured, 1.5 kg of pyroxylin or its mixture with process waste is loaded, and a suspension of 1.5 kg of filler (for example, highly dispersed HMX) is poured into 6 , 55 l of a mixture of EA and toluene in a ratio of 70:30 with dissolved DFA. The mixture is heated to 72 ° C and mixed for 15 minutes. Then 0.09 kg of emulsifier is loaded and the contents of the reactor are mixed for 10-15 minutes. The temperature in the reactor rises to 78-79 ° C, and partial distillation of the solvent is carried out. Then 0.06 kg (2%) of sodium sulfate is charged and the remainder of the solvent is distilled off. Subsequently, the gunpowder is washed, fractionated, graphitized and dried.

Остальные образцы изготавливаются аналогично примерам 1-3 и отличаются меньшими температурой диспергирования и содержанием наполнителя (пример 4) или меньшей температурой диспергирования и большим содержанием наполнителя (высокодисперсный октоген; пример 5).The remaining samples are made analogously to examples 1-3 and have a lower dispersion temperature and a filler content (example 4) or a lower dispersion temperature and a higher filler content (highly dispersed octogen; example 5).

Из данных таблицы видно, что СФП, полученные по заявленным режимам, имеют диаметр гранул 1,0-3,0 мм при насыпной плотности 0,94-0,97 г/см3. При этом выход фракции с размером гранул 1,0-3,0 мм составляет 50-65%.From the data of the table it can be seen that the TFP obtained by the declared modes have a granule diameter of 1.0-3.0 mm with a bulk density of 0.94-0.97 g / cm 3 . The yield of the fraction with a granule size of 1.0-3.0 mm is 50-65%.

Пороха обеспечивают баллистические характеристики в охотничьем патроне «Магнум». Изготовление пороха за пределами граничных условий приводит к получению более мелких и пористых гранул, которые сгорают более дегрессивно, вызывая повышение давления пороховых газов выше указанных норм (примеры 4,5).Gunpowder provides ballistic characteristics in the hunting cartridge "Magnum". The manufacture of gunpowder outside the boundary conditions leads to the production of smaller and porous granules, which burn more degradingly, causing an increase in the pressure of the powder gases above the indicated norms (examples 4,5).

Таким образом, разработанный способ получения СФП обеспечивает формирование по водно-дисперсионной технологии крупных гранул с диаметром 1,0-3,0 мм.Thus, the developed method for producing TFP provides the formation of large granules with a diameter of 1.0-3.0 mm by water-dispersion technology.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Патент России №1814805 от 11.10.1992.1. Patent of Russia No. 1814805 from 10/11/1992.

2. Патент России №1727375 от 13.10.1993.2. Patent of Russia No. 1727375 dated October 13, 1993.

3. Патент России №2226184 от 27.03.2004.3. Patent of Russia No. 2226184 dated 03/27/2004.

4. Патент Швейцарии №377259 от 15.06.1964.4. Swiss patent No. 3777259 of 06/15/1964.

5. Патент США №2891055 от 16.06.1959.5. US patent No. 2891055 from 06.16.1959.

6. Патент США №3329743.6. US patent No. 33979743.

Claims (1)

Способ получения сферического пороха, включающий приготовление нитратцеллюлозного лака в водной среде в присутствии этилацетата, диспергирование, обезвоживание, отгонку растворителя, фракционирование и сушку, отличающийся тем, что в качестве растворителя применяют смесь этилацетата с толуолом в объемном соотношении 90:10-70:30, вводят наполнитель в количестве 0-50 мас.%, а диспергирование ведут при температуре 69-72°С. A method of producing spherical powder, including the preparation of cellulose nitrate varnish in an aqueous medium in the presence of ethyl acetate, dispersion, dehydration, distillation of the solvent, fractionation and drying, characterized in that a mixture of ethyl acetate and toluene in a volume ratio of 90: 10-70: 30 is used as a solvent. filler is introduced in an amount of 0-50 wt.%, and the dispersion is carried out at a temperature of 69-72 ° C.
RU2009124709/05A 2009-06-29 2009-06-29 Method of producing pellet powder RU2439041C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124709/05A RU2439041C2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Method of producing pellet powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009124709/05A RU2439041C2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Method of producing pellet powder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009124709A RU2009124709A (en) 2011-01-10
RU2439041C2 true RU2439041C2 (en) 2012-01-10

Family

ID=44054127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009124709/05A RU2439041C2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Method of producing pellet powder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2439041C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532181C1 (en) * 2013-04-09 2014-10-27 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Method for obtaining filled ball powder
RU2622129C1 (en) * 2015-12-28 2017-06-13 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Method of producing ball powder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532181C1 (en) * 2013-04-09 2014-10-27 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Method for obtaining filled ball powder
RU2622129C1 (en) * 2015-12-28 2017-06-13 Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") Method of producing ball powder

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009124709A (en) 2011-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2421435C2 (en) Method of preparing dense filled pellet powder
RU2439041C2 (en) Method of producing pellet powder
RU2439042C2 (en) Method of producing coarsely dispersed pellet powder
US9850180B1 (en) Method for manufacture of amorphous energetics
RU2379271C2 (en) Method for production of spherical powder
RU2451652C2 (en) Method of producing spherical powder for 5,6 mm-sporting caliber cartridges with annular ignition
RU2382018C2 (en) Method for production of spherical powder
US11104620B1 (en) Bead milled spray dried nano-explosive
RU2532181C1 (en) Method for obtaining filled ball powder
RU2495859C2 (en) Method of producing double-base pellet powder for hunting and sports cartridge
RU2386607C2 (en) Method of preparing pellet powder
RU2495012C2 (en) Method of producing pellet powder for small arm cartridges
US9682895B1 (en) Bead milled spray dried nano-explosives
RU2527781C1 (en) PRODUCTION OF GUN-COTTON SPHERICAL POWDER FOR 7,62 mm SPORTING ROUND
RU2226184C2 (en) Method of manufacturing spherical gunpowder
RU2489415C1 (en) Method to produce ball powder
RU2800297C1 (en) Method for producing spherical monobasic powder for smoothbore weapons 12 gauge
RU2437865C2 (en) Ball powder obtaining method
RU2655362C2 (en) Method of producing high-density pellet powder
RU2798486C1 (en) Method for producing porous spherical powder for 12 gauge shotgun cartridges for smoothbore weapons
US6630040B2 (en) Slurry coating method for agglomeration of molding powders requiring immiscible lacquer solvents
RU2451656C2 (en) Method of making porous spherical powder for smooth-bore gun shot cartridges
RU2496757C1 (en) Method of producing pellet powder for small arms
RU2495010C2 (en) Method of producing pellet powder
RU2256636C1 (en) Method of production of pellet powder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190630