SE458202B - Spraengaemneskomposition av typen vatten-i-olja - Google Patents

Description

'458 202 och jordalkalimetallnitrater och -perklorater. Företrädesvis ut- i kombination med kalciumnitrat (CN) eller natriumnitrat (SN).

Emellertid kan också kaliumnitrat och -perklorat användas. Den använda mängden oxiderande salt ligger : i områiet från ca 60 till ca 9M viktproc. av den totala kompositionen, företrädesvis i området från ca 60 till ca 86 viktproc.

Vid 1 eventuellt komma att falla ut ur lösningen; dock kommer storleken av kristallerna av alla ev. utfällda salter att vara fysikaliskt begränsad på grund av att lösningen föreligger bördes åtskilda, dispergerade små- droppar. Denna storleksbegränaüng är fördelaktig, i kompositionen i form av in ; en sådan av de stora fördelarna hos de spräng- ämneskompositioner, som är emulsioner av typen vatten-i-olja. De omättade emulgeringsmedel, som användes enligt föreliggande upp- finning, har i själva verket visat sig inhibera så gott som all kristalltillväxt. I detta avseende är de vida överlägsna motsvarande mättade ämnen. Förutom att fysikaliskt beqränsa gen föreslagna fettsyraamin-emulgerings- medlet även såsom ett kristallhabitusmodifierin Vatten användes i en mängd av ea~5 - ca 20 viktproc., räknat på den totala kompositionen, företrädesvis ca 8% - ca 16%. kan partiellt ersätta vatten som lö sätter fryspunkten och stelningspunkten de i lösning föreliggande oxiderande salterna. heten och flexibiliteten vid tande bränslen kan inkludera såsom etylenglykoler, amider Därigenom kan känslig- låga temperaturer ökas. Blandbara fly- alkoholer såsom metylalkohol, glykoler såsom formamid, och analoga kvävehaltiga 458 202 vätskor. Såsom är allmänt känt varierar den totalt använda vätske- mängden alltefter saltlösningens stelningstemperatur och de önskade fysikaliska egenskaperna.

Det flytande, icke blandbara organiska bränsle, som bildar den kontinuerliga fasen hos kompositionen, ingår i en mängd av ca 1% - ca 10%, företrädesvis ca 3% - ca 7%. Den mängd som användes i' varjeenfldltíallkanvarieras i beroende av det eller de använda obland- bara bränslena jämte ev. kompletterande bränsle(n). Om sonxenda bränsle användes brännolja eller mineralolja, skall dessa företrädesvis ingå i en mängd av ca Ä - ca 6 viktprocent. De oblandbara organiska bräns- lena kan vara alifatiska, alicykliska och/eller aromatiska och kan vara mättade och/eller omättade, förutsatt endast att de vid bered- ningstemperaturen är flytande. Föredragna bränslen inkluderar mineral- olja, vaxer, paraffinoljor, bensen, toluen, xylener och sådana bland- ningar av flytande kolväten, som vanligen kallas petroleumdestillat - t.ex. bensin, fotogen och dieselbränslen. Särskilt föredras mineral- olja och brännolja nr. 2 som flytande bränslen. Man kan även använda tallolja, fettsyror och deras derivat samt alifatiska och aromatiska nitroföreningar. Blandningar av vilka som helst av de ovan angivna bränslena kan likaledes komma till användning. Speciellt fördelaktigt är det att kombinera specifika bränslen med specifika emulgeringsmedel, såsom kommer att förklaras längre fram i denna beskrivning.

Eventuellt kan förutom det flytande oblandbara organiska bränslet användas valda mängder av ytterligare bränslen, nämligen fasta bränslen eller andra flytande bränslen eller bâdadera. Exempel på fasta bränslen, som kan användas, är finfördelade aluminiumpartiklar; finfördelade kol- haltiga material såsom gilsonit eller stenkol; finfördelade vegetabi- liska kornmaterial såsom vete; samt svavel. Blandbara flytande bränslen, vilka även fungerar som flytande utdrygningsmedel, har uppräknats ovan.

Dessa ytterligare fasta och/eller flytande bränslen kan i allmänhet tillsättas i mängder av upp till 15 viktprocent. Om så önskas kan o- upplöst oxiderande salt sättas till lösningen tillsammans med vilka som helst fasta eller flytande bränslen.

Det enligt uppfinningen föreslagna emulgeringsmedlet är kat- joniskt och uppvisar både hydrofila och lipofila delar. Den lipofila delen är en omättad kolvätekedja. Emulgeringsmedlet kan vara fett- syraamin eller -ammoniumsalt med en kedjelängd av lü - 22 kolatomer, företrädesvis 16 - 18 kolatomer. Fettsyraamin-emulgeringsmedlen är företrädesvis härledda från talg (16 - 18 kolatomer). Fettsyraaminen _~458 202 formeln fettsyra, företrädesvis oljesyra. mängd av ca 0,2 - ca 5 viktprocent 1 - ca 3 viktprocent.

Synergism erhålles, med speciella flyta Emulgeringsmedlet användes i en , företrädesvis i en mängd av ca när speciella emulgeringsmedel kombineras nde organiska bränslen. Exempelvis utgör 2-(8- -heptadecenyl)-H,M-bis-(hydroximetyl)-2-oxazol ín'i kombination med raffinerad mineralolja ett myck et verksamt system av emulgeringsmedel och flytande organiskt bränsle.'Såsom visas i nedanstående exempel skompositioner, som är tändhatt-2- -känsliga, har kritiska diametrar lika med ell ger denna kombination sprängämne , uppgående till nära 1,5 g/cmš eller högre, ca l,H g/cm3. , __,g___- 458 202 därigenom alstrar gasblåsor, så att densiteten minskas. Små ihåliga partiklar såsom glas- eller plastsfärer kan också användas som den- siteten minskande medel; detta tillvägagångssätt för densitets- minskningen föredras enligt föreliggande uppfinning. Användningen av ihåliga partiklar är speciellt fördelaktig i de fall, då kompo- sitionerna kommer att utsättas för relativt höga tryck, t.ex. 2fl0 kPa eller högre. Enär dylika partiklar är inkompressibla före detonationen upprätthåller de kompositionens låga densitet, vilket är nödvändigt för erhållande av god sensibilisering och därmed detoneringsförmåga under höga tryck. Två eller flera av ovan angivna, vanliga gasalstrande medel kan användas samtidigt.

Förtjockningsmedel och tvärbindningsmedel är icke nödvändiga för att emulsionerna av typen vatten-i-olja skall bli stabila och vattenresistenta - men dylika medel kan tillsättas om så önskas. Den i kompositionen ingående vattenlösningen kan göras viskös genom till- sättning av ett eller flera förtjockningsmedel av sådan typ och i sådan mängd, som är brukliga inom hithörande tekniska område.

För beredning av kompositionerna enligt uppfinningen förfar man företrädesvis på följande sätt: Först löses det eller de oxiderande salterna i vattnet (eller i vattenlösning innehållande vatten och blandbart flytande bränsle) vid en förhöjd temperatur av ca 2500 - ca llOoC, beroende på saltlösningens stelningspunkt. Sedan sättes emulgeringamfllet och det flytande, oblandbara organiska bränslet till vattenlösningen, företrädesvis vid samma förhöjda temperatur som den hos saltlösningen, och den då erhållna blandningen omröres tillräck- ligt kraftigt för åstadkommande av fasinvertering och erhållande av en emulsion av vattenlösningen i en kontinuerlig fas av flytande kolvätebränsle. Vanligtvis kan detta vid snabb omröring uppnås mer eller mindre genast. (Kompositionerna kan även beredas genom att vattenlösningen sättes till den organiska vätskan). För en given kom- position kan man genom rutinförsök fastställa, hur mycket omröring behövs för invertering av faserna. Omrörningen bör fortsätta tills preparatet är likformigt, varpå eventuella fasta beståndsdelar, t.ex. mikroballonger eller fast bränsle, kan tillsättas och inröras så, att de blir utspridda i hela blandningen. Vilka grader av omröring, som kan vara lämpliga, illustreras för några specifika fall i nedan- stående exempel. 1 Det har visat sig vara synnerligen fördelaktigt att i förväg lösa emulgeringsmedlet i det flytande organiska bränslet, dvs. innan dispersa fasen därigenom sönder- En sådan ytterligare behandling, ts ge en förbättrad reologí och för- a användningen. Detonationsresultat gar och detonationsresultat för före- dragna kompositioner enligt föreliggande uppfinning. Dessa tre kom- positioner enligt A, B och C framställdes i enlighet med ovan be- skrivna tillvägagångssätt, inkl. användning av kolloidkvarn. De tituerad oxazolin. Exempel D är antag av att emulgeringsmedlet i D föreligger i den mättade formen. Detonatíonsresultaten visar, att det omättade emulgeringsmedlet är Betr. omrördes medelst en propelleromrörare, diameter 5 - 63 - cm, driven av en 1,5 kw pneumatisk motor, som arbetade med en tryckkälla av ca 620 - 690 kPa. Några av komposi ' ca 95 lit. behållare och omblan 458 202 tor. Kompositionerna leddes icke genom någon kolloidkvarn. Deto- natíonsresultaten erhölls genom att komposítionerna fietonerades i de angivna laddningsdiametrarna medelst pentolit-detonatorer, vilka vägde 5 - M0 g eller ännu mera. Såsom framgår av resultaten var känsligheten hög vid små diametrar och låg temperatur utan att det krävdes några dyrbara metalliska eller självexplosiva sensibili- seringsmedel.

I tabell IV jämföres detonationsresultaten vid 500 mellan å ena sidan kompositioner med ett fettsyraamin-emulgeringsmedel, som har en mättad lípofil del, och å andra sidan i stort sett identiska kom- positioner, hos vilka emulgeringsmedlet användes i den omättade formen. Ehuru skillnaden icke är dramatisk kan dock konstateras att kompositionerna A-D, i vilka man använde det mättade emulgeringsmedlet, hade större kritisk diameter dvs. var mindre känsliga än kompositio- 'nerna E-G, i vilka man använde det omättade emulgeringsmedlet enligt föreliggande uppfinning. Beträffande alla kompositionerna gäller, att de icke var känsliga för tändhatt nr. 8.

De i kompositionerna enligt tabell IV använda mängderna av emulgeringsmedel optimerades för erhållande av önskad viskositet.

Med 2% av det mättade emulgeringsmedlet erhölls omkring samma visko- sitet som med 5% av det omättade emulgeringsmedlet.

Hos kompositionerna enligt tabell IV bör större vikt fästas vid skillnaden i fysikaliska egenskaper än vid själva detonations- resultaten. Efter att ha svalnat undergick kompositionerna med mättat emulgeringsmedel i mycket större utsträckning än kompositioner med omättat emulgeringsmedel kristallisation av det däri ingående oxi- derande saltet. Vid sådan utkristallisering får kompositionen en tendens att desensibiliseras och destabiliseras. Vid SOC eller lägre brukade kompositionerna med mättat emulgeringsmedel kristallisera snabbt vid omrörning eller knådning, varvid de bildade en fast massa.

De kompositioner, i vilka emulgeringsmedlet var omättat, tålde mycket mera omrörning innan kristallisering inträdde - och t.o.m. då brukade kristallerna icke gyttra ihop sig. Dessa skillnader i fysikaliska egenskaper återspeglas i tabell IV genom uppgifterna om lagrings- resultaten; dessa ger vid banden, att de med omättat emulgeringsmedel beredda kompositionerna är mycket stabilare.

Kompositionerna enligt föreliggande uppfinning kan användas på konventionellt sätt. De kan exempelvis förpackas i t.ex. cylindrisk "korv"-form eller kan direkt anbringas i borrhål. Beroende på det in- kompositionerna användbara_förznångahanda ändamål samt, för de flesta användningsändamâl, ekonomiskt fördelaktiga. agnautföringsformer; men det bör beaktas att många modifikationer av v ad som ovan angivits är möjliga, såsom lätt torde inses av fackmannen.

Uppfinningens skyddsomfång en- 458 202 9 TABELL I BESTÅNDSDELAR I KOMPOS., víktdelar AN 67,6 SN 13,5 H20 a) 11,14 Emulgeringsmedel 1,0 Mineralolja U,U Mikroballonger av glas 2,1 Densítet,g/cmš l,2H Extrafínfördelning: Detonatíonsresultat vid 5°Cb): Före EÉEÉE 13 mm E 3,5 19 mm 5,9 Ä,5 25 mm - U,9 32 mm 5,1 34,? 58 mm 5,1 - Minim. detonator_(:ändhatt) detonation/ej detonation nr 5/nr H nr U/nr 3 Detonationsresultat vid -2000 efter 2 veckor: 52 mm. E D Minim. detonator (tändhatt) detonation/ej detonation -/nr 8 nr 5/nr H ANM. TILL TABELL I: a) 2-(8-heptadecenyl)-U,fl-bis-(hydroximetyl)-2- -oxazolin b) Siffran med l decímal anger detonationshastigheten i km/sek; E = ej detonation, D = detonation _~45s 202 10 TABELL II BESTANDSDELAR I KoMP0s., viktdelar A B C D AN 55,3 55,0 57,7 55,7 SN 13,2 13,0 13,5 13% H O ll,l ll ll 5 ll Em01geringsmede1 2,5a) làç 1:0a) 1:0b) Mineralolja ü,2 Ä,5 ü,7 U,6 Mikroballonger av glas 3,0 H,0 1,5 3,1 Gasalstringsmedel 0,2 - - - 0ens1net,g/cm3 1,05 1,04 1,25 1,05 Detonationsresultat d): 5°c 13 mm 5,8 - - - 19 mm H,l - 4,2 - 25 mm H,2 - - - 28 mm - - ü,9 - 32 mm 4," 5,5 ~ ' 50 mm - - - E O 6ß mm - - _ - E -20 C 13 mm U,O - - _ 19 mm H,0 - - - 025 mm M,M - - - O 52 mm 2,3 - - - -UO C 32 mm ü,2 - - - Minim.detonator (tändhatt) detonation/ej detonatíon SEC nr 3/nr nr2/- r 5/nr 2 - -2OOC nr 3/nr 2 nrš/nr - - -M0 C nr H/nr 3 - - - Kritisk diameter, mm - 13 - - ANM. TILL TABELL II: a) Samma som i tabell I b) 2~heptadecyl-4,4-bis-(hydroximetyl)-2-oxazolin c) Toluensulfonylhydrazid d) Siffran m d -1' g pentolitdetonator. Hos 6U mm ladd ' 458 202 11 wmmH>zowUmr>w H mo3mOm.v <0x0am0mw 02 0000 00 mm 0 0 m mšcwmwdwzmmšmßmw av owmmswmx Umsmwamn Ewsmfimzam šwmmw wwwawsßm :æafl >:swa cflwzmwm emšw. o <0@ cwwmmswzm. o Umsmwwma. m\nšw. øm00:0000:wwmw=0000 <00 0000 wa EB Hmnøzwsmmmwmëmnwfl mu.wEš 00 BB wm aa 00.035 0003 v" ä>mHPr HHH 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 1 00.0 00.0 00.0 00.0 0<.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 00.0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 00.0 1 00.0 0.0 0.0 0.0 00.0 00.0 00.0 00.0 0.0 0.0 00.0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.<00 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.w0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0000 1 1 00.000 1 1 1 1 1 1 1 00.000 1 1 00.000 1 00.000 0.000 1 1 1 1 0.000 1 -000 00 00 00 <0 <0 00 00 00 <0 <0 00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0< 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 1 1 1 1 1 1 0 0.0 0 0 1 1 1 0.0 0.0 1 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.< 1 0.0 0.0 0.0 0 0.0 0.0 0 0 0 0.0 0.0 0 1 0 0.0 1 0 1 1 1 1 0 0.0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 458 202 12 >23. HHUU 8>wmfifi HHH" mv maamwH3mnmHmxz av zmadwcawmdwwowmw mwwwfims ämm H amnßäww wsmww Qmwosmwwozmsmmwwmsmwmz ošmnwmmm šowmwzpmfi ämm ms xmmvmwms nv W ws\wmxw m u mv amdosmnwos. U u Qmwosmflwoz av >~X<~maaos»:awnm«mw. ma m< Hmnwm woHm«osmw ^>wsm:=>w5mo av auw ::<:mcmmww:mm@mHmz ma oamwfimm mv mwmzzopvm za N wv wmamma mv eowcma :v xæwms wv šwxwocwwwoammw m< vwmmn Aooz =mwflm:=v hv šwxwovmwwosmmd m< mwmm Aux: =mmmN=v rv wmawmwn vmmammmw Hv floßamawa äv šmfimzow av mfiwwmsmwwxow ov monxmw vv >H:sH:wc3umw«»x~mw av wmwmwww: wv m BESTÅNDSDELAR I KOMPOS., viktdelar AN CNa) H20 Emulgeríngsmedel Brännolja Mikroballonger Densitet, g/cmš Kritisk diam., mm, detonation/ej detonation TABEILL IV Detonationshastighet, m/sek, vid diam. av: Lagringsresulcat: Dygn lagr.tid/detonations- resultat ANM. TILL TABELL IV: a) Gödselmedelskvalítet 18mm 25m 28m 32mn 38mm Sünn l&nn âânn 32mm 3&nn 50m¶ 65mm 13 1,21 25/18 ÄIOO N90O 1,25 32/25 b) Sama søm c) nedan, men mättad (Arnøk "Arnac HT) c) Samma som d) i tabell III D = detonation; E = ej detonation 458 202 c D 35” 35- uo no 10 10 zh) ab) 6 6 u 14 1,22 1,22 18/12 32/25 63/hosø E -F G 37,3 37,5 58,2 39,8 §9,Ü ÜÜ,2 9,9 9,8 10,1 30) šc) Bc) 5,5 5,5 5,5 4 5 3 1,22 1,17 1,28 18/12 18/12 32/25 - ÄISO - HBOO - - - - ÄYYO - UYUO - 56/#500 - ~ - 300/14380 -

Claims (7)

3458 202 14 P a t e n t k r a v ___________________

1. Sprängämneskomposition, som är en emulsion av typen vatten-i-olja och innefattar ett flytande, bart organiskt bränsle såsom kontinuerlig 1-10%; en salt, med vatten obland- fas i en mängd av emulgerad vattenlösning av oorganiskt oxiderande omfattande vatten i en mängd av 5-20% och oorganiskt oxiderande salt i en mängd av 60-94%; och ett emulgeringsmedel i en mängd av 0,2-5,0%; varvid samtliga halter är räknade pà kompositionens totala vikt, k ä n n e t e c k n a d a v att emulgeringsmedlet är ett organiskt katjoniskt emulgeringsmedel med en hydrofil del och med en lipofil del, del är en omättad kolvätekedja.

2. Sprängämneskompositíon enligt krav 1 t e c k n a d a v vilken sistnämnda , k ä n n e - att emulgeringsmedlet omfattar en substi- tuerad oxazolin med formeln OH HO' \ vari R betecknar en omättad kolvätekedja härledd frán en omättad fettsyra.

3. Sprängämneskomposition enligt krav 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att R är härledd från oljesyra.

4. Sprängämneskomposition enligt krav 1 t e c k n a d a v , k ä n n e - att det flytande organiska bränslet är valt bland följande ämnen: mineralolja, bensen, toluen, xylen, samt petroleumdestillat såsom bensin, fotogen och dieselbränslen.

5. Sprängämneskomposition enligt krav 3, k t e C k n a d a v ä n n e - att det flytande organiska bränslet är mineralolja. 458 202 15

6. Sprängämneskomposition enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att den innehåller ett densíteten minskande medel i tillräcklig mängd för att minska kompositíonens densi- tet till ett värde inom intervallet från ca 0,9 till ca 1,4 g/cm3.

7. Sprängämneskomposition enligt krav 6, k ä n n e - t e c k n a d a v att det densiteten minskande medlet är valt bland följande: små díspergerade glas- eller plastsfärer eller -mikroballonger; kemiskt jäs- eller gasalstringsmedel; kombi- nationer av dessa densiteten reducerande medel.