DE102008060573B4 - Pyrotechnic active mass for the production of a camouflage nebula - Google Patents

Pyrotechnic active mass for the production of a camouflage nebula Download PDF

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Abstract

Pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines Tarnnebels, welche roten Phosphor im Überschuss, ein Metallnitrat, Silicium und ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse darüber hinaus keinen metallischen Brennstoff in Form eines Übergangsmetalls, einer Legierung eines Übergangsmetalls oder einer Verbindung eines Übergangsmetalls enthält und dass das Silicium in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand vorliegt, wobei das poröse Silicium eine spezifische Oberfläche von 30 bis 145 m2/g aufweist.Pyrotechnic active material for producing a camouflage nebulizer containing red phosphorus in excess, a metal nitrate, silicon and a binder, characterized in that the active material further contains no metallic fuel in the form of a transition metal, an alloy of a transition metal or a compound of a transition metal and that the silicon is in a porous or powdery monocrystalline state, wherein the porous silicon has a specific surface area of 30 to 145 m 2 / g.

Description

Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines Tarnnebels, welche roten Phosphor, ein Metallnitrat, Silicium und ein Bindemittel enthält.The invention relates to a pyrotechnic active composition for producing a camouflage nebulas, which contains red phosphorus, a metal nitrate, silicon and a binder.

Die US 3,650,856 A offenbart eine gießbare pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines weißen Rauchs, welche roten Phosphor, ein Alkalimetallnitrat, Magnesium und einen geeigneten gießbaren polymeren Binder enthält. Die Oberfläche der pyrotechnischen Wirkmasse kann mit einer Anzündmischung beschichtet sein. Eine typische Anzündzusammensetzung enthält Silizium, Bleioxid und Kupferoxid gemischt mit Nitrozellulose in einem geeigneten Lösungsmittel, um einen Lack zu bilden, der auf die anzuzündende Oberfläche gestrichen werden kann.The US Pat. No. 3,650,856 discloses a castable pyrotechnic active composition for producing a white smoke containing red phosphorus, an alkali metal nitrate, magnesium and a suitable castable polymeric binder. The surface of the pyrotechnic active mass may be coated with a primer mixture. A typical igniter composition contains silicon, lead oxide and copper oxide mixed with nitrocellulose in a suitable solvent to form a lacquer that can be painted onto the surface to be ignited.

Die DE 30 28 933 C1 offenbart einen Nebelformkörper aus rotem Phosphor, einem oder mehreren Sauerstoffträgern, einem oder mehreren reaktionsfähigen Metallpulvern und einem Bindemittel. Dabei ist als Sauerstoffträger ausschließlich oder in überwiegender Menge ein Peroxodisulfat enthalten.The DE 30 28 933 C1 discloses a red phosphorus shaped body, one or more oxygen carriers, one or more reactive metal powders, and a binder. In this case, the oxidant contained exclusively or in the predominant amount of a peroxodisulfate.

Aus der DE 199 14 095 A1 ist ein pyrotechnischer Nebelsatz zur Erzeugung eines im sichtbaren, infraroten und im Millimeterwellen-Bereich undurchdringlichen Aerosols für Tarn- und Tauschzwecke bekannt. Dabei sind faserförmige leitfähige Dipole oder in-situ leitfähig werdende Dipol-Vorläufer und herkömmliche pyrotechnische im visuellen wie infraroten Bereich wirksame Nebelmassen zu einem gemeinsamen Satz vereinigt. Die Dipole können aus dünnen leitfähigen Fasern aus Metall, Grafit oder aus Glas-, Keramik- oder Kunststofffasern, die mit einem leitfähigen Überzug aus Metall versehen sind, bestehen.From the DE 199 14 095 A1 is a pyrotechnic fog set for generating a visible, infrared and millimeter wave range impermeable aerosol for stealth and exchange purposes known. In this case, fibrous conductive dipoles or in-situ conductive dipole precursors and conventional pyrotechnic in the visual and infrared effective fog masses are combined into a common set. The dipoles may consist of thin conductive fibers of metal, graphite or of glass, ceramic or plastic fibers provided with a conductive coating of metal.

Aus der EP 1 173 394 B9 und der DE 199 14 097 A1 ist eine pyrotechnische Wirkmasse für Tarn- und Tauschzwecke bekannt, welche als Hauptbestandteile roten Phosphor, ein Alkalimetallnitrat oder eine Mischung von Alkalimetallnitraten, und als Nebenbestandteile mindestens ein Übergangsmetall, bzw. eine metallreiche Verbindung oder Legierung desselben, mindestens ein Metalloid sowie einen Binder enthält. Aus der EP 1 173 394 B9 ist es weiterhin bekannt, dass der rote Phosphor als Träger der emissiven Wirkung im infraroten Bereich wirken kann. Nachteilig bei dieser Wirkmasse ist, dass die Herstellung der Wirkmasse wegen der hohen Preise für Übergangsmetalle und deren Verbindungen verhältnismäßig teuer ist.From the EP 1 173 394 B9 and the DE 199 14 097 A1 a pyrotechnic active material for stealth and exchange purposes is known which contains as main constituents red phosphorus, an alkali metal nitrate or a mixture of alkali metal nitrates, and as minor constituents at least one transition metal, or a metal-rich compound or alloy thereof, at least one metalloid and a binder. From the EP 1 173 394 B9 It is also known that the red phosphorus can act as a carrier of the emissive effect in the infrared range. A disadvantage of this active material is that the production of the active material is relatively expensive because of the high prices for transition metals and their compounds.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines Tarnnebels bereitzustellen, welche kostengünstig herzustellen ist. Weiterhin soll der von der Wirkmasse erzeugte Tarnnebel human- und ökotoxologisch verhältnismäßig unproblematisch sein und im sichtbaren Bereich und im IR-Bereich eine langanhaltende Deckung ermöglichen.Object of the present invention is to provide a pyrotechnic active material for the production of a camouflage nebulis, which is inexpensive to manufacture. Furthermore, the Tarnnebel generated by the active mass should be relatively unproblematic human and ecotoxicological and allow long-term coverage in the visible range and in the IR range.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 16.The object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous embodiments will become apparent from the features of claims 2 to 16.

Erfindungsgemäß ist eine pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines Tarnnebels vorgesehen, welche roten Phosphor im Überschuss, ein Metallnitrat, Silicium und ein Bindemittel enthält. Darüber hinaus enthält die Wirkmasse jedoch keinen metallischen Brennstoff in Form eines Übergangsmetalls, einer Legierung eines Übergangsmetalls oder einer Verbindung eines Übergangsmetalls. Das Metallnitrat kann ein Übergangsmetallnitrat oder ein anderes Metallnitrat sein. Erfindungsgemäß liegt das Silicium in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand vor.According to the invention, a pyrotechnic active material is provided for producing a camouflage nebulizer, which contains red phosphorus in excess, a metal nitrate, silicon and a binder. In addition, however, the active material contains no metallic fuel in the form of a transition metal, an alloy of a transition metal or a compound of a transition metal. The metal nitrate may be a transition metal nitrate or other metal nitrate. According to the invention, the silicon is present in a porous or powdery monocrystalline state.

Der rote Phosphor liegt im Überschuss vor, wenn er beim Abbrand der Wirkmasse nicht oder nur teilweise chemisch umgesetzt wird und bei der Reaktion des Metallnitrats und des Siliciums durch die dabei entstehende Wärme zumindest weitgehend verdampft. Das dabei entstehende gasförmige P4 reagiert in einer stark exothermen Reaktion mit dem Luftsauerstoff zu P4O10 und dieses wiederum mit der Luftfeuchtigkeit zu H3PO4. Dabei entsteht Wärme. Es erfolgt eine starke Emission im mittelwelligen und langwelligen Infrarot-Bereich, die für verhältnismäßig lange Zeit anhält und damit eine langanhaltende Tarnung ermöglicht.The red phosphorus is present in excess if it is not or only partially reacted chemically during the combustion of the active material and at least largely evaporated in the reaction of the metal nitrate and silicon by the resulting heat. The resulting gaseous P 4 reacts in a highly exothermic reaction with the atmospheric oxygen to P 4 O 10 and this in turn with the humidity to H 3 PO 4 . This creates heat. There is a strong emission in the medium-wave and long-wave infrared range, which lasts for a relatively long time, thus allowing a long-lasting camouflage.

Für das Verdampfen des roten Phosphors enthält die aus der EP 1 173 394 B9 bekannte Wirkmasse als metallischen Brennstoff mindestens ein Übergangsmetall bzw. eine metallreiche Verbindung oder Legierung desselben neben mindestens einem Metalloid, wie Silicium oder Bor. Der Erfinder der vorliegenden Wirkmasse hat jedoch erkannt, dass es, abgesehen von einem gegebenenfalls enthaltenen Übergangsmetallnitrat, auch ohne den bisher für erforderlich erachteten aus der EP 1 173 394 B9 bekannten metallischen Brennstoff möglich ist, eine pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines für Menschen und Umwelt verhältnismäßig unproblematischen Tarnnebels bereitzustellen, wenn das Silicium in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand vorliegt. Das poröse und das pulverförmige einkristalline Silicium weisen eine sehr hohe Reaktivität auf. In dieser Form kann das Silicium hinreichend schnell abbrennen und dabei genügend Wärme liefern, um eine große Menge roten Phosphors zu verdampfen. Die mit der erfindungsgemäßen Wirkmasse erzielbaren Abbrandgeschwindigkeiten konnten bisher nur durch Systeme auf der Basis von Magnesium und Bor zusammen mit einem Alkalimetallnitrat erreicht werden.For the evaporation of the red phosphorus contains from the EP 1 173 394 B9 known active material as a metallic fuel at least one transition metal or a metal-rich compound or alloy thereof in addition to at least one metalloid, such as silicon or boron. However, the inventor of the present active material has recognized that, apart from an optionally contained transition metal nitrate, without the previously for required from the EP 1 173 394 B9 known metallic fuel is possible to provide a pyrotechnic active material to produce a relatively unproblematic man and the environment camouflage nebulas, when the silicon is present in a porous or powdery monocrystalline state. The porous and the powdery monocrystalline silicon have a very high reactivity. In this form, the silicon can burn off sufficiently quickly while providing enough heat to vaporize a large amount of red phosphorus. The achievable with the active compound burn rates have so far been achieved only by systems based on magnesium and boron together with an alkali metal nitrate.

Pulverförmiges einkristallines Silicium kann beispielsweise von der Firma Vesta Ceramics AB, Industriomr. 3, 840 10 Ljungaverk, Schweden bezogen werden. Poröses Silicium kann entweder von der Firma Vesta Ceramics AB bezogen oder wie in Koch, E. C. and Clément D., Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32, No. 3 (2007), Seiten 205–212 beschrieben, hergestellt werden. Sowohl poröses als auch pulverförmiges einkristallines Silicium wird verhältnismäßig preisgünstig angeboten. Die dieses Silicium und roten Phosphor im Überschuss enthaltende erfindungsgemäße Wirkmasse kann hinreichend schnell abbrennen und dadurch die für die Tarnung thermischer Ziele erforderliche Konzentration an gasförmigem P4 bzw. Aerosol von P4O10 oder H3PO4 bereitstellen. Die erfindungsgemäße Wirkmasse eignet sich z. B. als lagerstabile Schnellnebelkomponente.Powdered monocrystalline silicon can be obtained, for example, from Vesta Ceramics AB, Industriomr. 3, 840 10 Ljungaverk, Sweden. Porous silicon can either be purchased from Vesta Ceramics AB or as described in Koch, EC and Clement D., Propellants, Explosives, Pyrotechnics 32, no. 3 (2007), pages 205-212. Both porous and powdery monocrystalline silicon is offered relatively inexpensively. The active material according to the invention which contains this silicon and red phosphorus in excess can burn off sufficiently quickly and thereby provide the concentration of gaseous P 4 or aerosol of P 4 O 10 or H 3 PO 4 required for camouflaging thermal targets. The active material according to the invention is suitable for. B. as a storage-stable quick mist component.

Beim Abbrand der erfindungsgemäßen pyrotechnischen Wirkmasse wird ein Teil des gebildeten Siliciumdioxids mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten mitgerissen, so dass der Massenextinktionskoeffizient im Bereich der SiO2-Schwingungsbande bei 9,1 μm signifikant erhöht ist.During combustion of the pyrotechnic active material according to the invention, part of the silicon dioxide formed is entrained with the gaseous combustion products, so that the mass extinction coefficient in the region of the SiO 2 vibration band at 9.1 μm is significantly increased.

Beim Abbrand der erfindungsgemäßen pyrotechnischen Wirkmasse entstehen keine Phosphide, wie beispielsweise Mg3P2 oder AIP, welche aufgrund ihres ionischen Charakters mit Wasser aus der Luftfeuchtigkeit oder aus Regen zu Phosphan (PH3), höheren, selbstentzündlichen Phosphanen sowie Hydroxiden, wie Mg(OH)2 oder Al(OH)3, reagieren. Die Phosphane sind hochgiftig und daher für Menschen und die Umwelt sehr problematisch.When the pyrotechnic active composition according to the invention burns, there are no phosphides, such as Mg 3 P 2 or AIP, which due to their ionic character are mixed with water from atmospheric moisture or from rain to phosphine (PH 3 ), higher, self-igniting phosphanes and hydroxides, such as Mg (OH ) 2 or Al (OH) 3 . The phosphines are highly toxic and therefore very problematic for humans and the environment.

In einer Ausgestaltung enthält die erfindungsgemäße Wirkmasse neben dem rotem Phosphor, dem Metallnitrat, dem Silicium und dem Bindemittel keinen metallischen Brennstoff in Form eines Metalls, einer Legierung eines Metalls oder einer Verbindung eines Metalls.In one embodiment, the active material according to the invention contains, in addition to the red phosphorus, the metal nitrate, the silicon and the binder, no metallic fuel in the form of a metal, an alloy of a metal or a compound of a metal.

Das poröse Silicium weist eine spezifische Oberfläche von 30 bis 145 m2/g auf. Es kann insbesondere eine spezifische Oberfläche von 45 bis 95 m2/g, insbesondere von 55 bis 75 m2/g, aufweisen. Silicium mit einer spezifischen Oberfläche von 65 ± 10 m2/g wird z. B. von der Firma Vesta Ceramics AB unter der Bezeichnung PSi-C2 vertrieben. Die Partikelgröße dieses Siliciums beträgt 11 μm und die durchschnittliche Porengröße 6 nm. Die spezifische Oberfläche kann z. B. mittels N2-Adsorption volumetrisch nach der B. E. T.-Methode bestimmt werden. Die B. E. T.-Methode ist eine nach Brunauer, Emmett und Teller benannte Methode zur Bestimmung der Oberfläche und gegebenenfalls auch der Poren-Größenverteilung von festen Körpern (z. B. Pulvern), die davon ausgeht, dass Gase, Dämpfe etc. auf festen Körpern unter Freisetzung einer messbaren Adsorptionswärme zunächst in einer monomolekularen Schicht adsorbiert werden. Beispielsweise kann das Volumen an Stickstoff-Gas, das bei –196°C in Abhängigkeit vom angewandten Druck auf dem Adsorptionsmittel adsorbiert wird, gemessen werden.The porous silicon has a specific surface area of 30 to 145 m 2 / g. In particular, it may have a specific surface area of from 45 to 95 m 2 / g, in particular from 55 to 75 m 2 / g. Silicon with a specific surface area of 65 ± 10 m 2 / g is z. B. sold by the company Vesta Ceramics AB under the name PSi-C2. The particle size of this silicon is 11 microns and the average pore size 6 nm. The specific surface area may, for. B. by N 2 adsorption volumetrically determined by the BET method. The BET method is a method named after Brunauer, Emmett and Teller for determining the surface area and possibly also the pore size distribution of solid bodies (eg powders), which assumes that gases, vapors, etc. are absorbed on solid bodies Release of a measurable heat of adsorption are first adsorbed in a monomolecular layer. For example, the volume of nitrogen gas adsorbed on the adsorbent at -196 ° C depending on the applied pressure can be measured.

Bei dem Metallnitrat kann es sich um ein Alkalimetallnitrat, wie beispielsweise Lithiumnitrat, Natriumnitrat, Kaliumnitrat, oder Cäsiumnitrat handeln. Das Metallnitrat kann aber auch ein Erdalkalimetallnitrat, wie beispielsweise Ca(NO3)2nH2O sein.The metal nitrate may be an alkali metal nitrate such as lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, or cesium nitrate. However, the metal nitrate may also be an alkaline earth metal nitrate such as Ca (NO 3 ) 2 nH 2 O.

Bei einer Ausgestaltung können 0,01 bis 33 Gew.-% des porösen oder pulverförmigen einkristallinen Siliciums durch amorphes Silizium ersetzt sein. Die hohe Reaktivität des eingesetzten porösen oder pulverförmigen einkristallinen Siliciums ermöglicht die Reaktion des amorphen Siliciums. Weiterhin kann zusätzlich Graphit enthalten sein. Das Graphit erleichtert die Verarbeitbarkeit der Wirkmasse, indem bei der Verarbeitung auftretende Scherkräfte verringert werden. Darüber hinaus verhindert das Graphit durch seine elektrische Leitfähigkeit eine elektrostatische Aufladung der Wirkmasse bei der Verarbeitung und bei deren späterer Handhabung. Dadurch wird die elektrostatische Empfindlichkeit der Wirkmasse herabgesetzt und deren Sicherheit bei deren Verarbeitung und Handhabung erhöht. Ohne das Graphit kann es leicht zu einer elektrostatischen Aufladung und bei einer dadurch bedingten elektrostatischen Entladung zu einer Zündung der Wirkmasse kommen. Weiterhin vermindert das Graphit durch seine thermische Leitfähigkeit das Risiko, dass es bei einer lokalen Erwärmung der Wirkmasse zu einer lokalen Überhitzung und dadurch zu einer unbeabsichtigten Entzündung der Wirkmasse kommt.In one embodiment, 0.01 to 33 wt .-% of the porous or powdery monocrystalline silicon may be replaced by amorphous silicon. The high reactivity of the used porous or powdery monocrystalline silicon allows the reaction of the amorphous silicon. Furthermore, graphite may additionally be included. The graphite facilitates the processability of the active mass, by reducing shear forces occurring during processing. In addition, the graphite prevents by its electrical conductivity electrostatic charging of the active mass in the processing and their subsequent handling. As a result, the electrostatic sensitivity of the active mass is reduced and increases their safety in their processing and handling. Without the graphite, it can easily lead to an electrostatic charge and with a consequent electrostatic discharge to an ignition of the active mass. Furthermore, the graphite reduces by its thermal conductivity, the risk that it comes with a local heating of the active mass to a local overheating and thereby to an unintentional ignition of the active mass.

Bei einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Bindemittel um ein Polymer, insbesondere einen Polyvinylalkohol, ein Polybutadien, ein Polyacrylat oder ein Polyurethan. Der Erfinder der vorliegenden Wirkmasse hat herausgefunden, dass insbesondere Polyacrylat als Bindemittel zu einer erheblichen Verringerung der Schlagempfindlichkeit von roten Phosphor enthaltenden Wirkmassen gegenüber andere Bindemittel enthaltenden Wirkmassen führt. Das Bindemittel kann hydroxylterminiertes Polybutadien (HTPB), Polyglycidylazid (GAP) oder Viton®, insbesondere Viton® A, sein. Bei Viton® handelt es sich um ein Fluorelastomer, welches von der Firma DuPont Performance Elastomers S. A., 2, chemin du Pavillon, CH-1218 Le Grand-Saconnex, Genf, Schweiz bezogen werden kann. Bevorzugt ist das Bindemittel aber das Polyacrylat HyTemp® 4454. Dieses Bindemittel kann von der Firma Zeon Europe GmbH, Niederkasseler Lohweg 177, 40547 Düsseldorf, Deutschland bezogen werden. In der Wirkmasse kann zusätzlich ein Weichmacher enthalten sein. Dadurch kann die Schlagempfindlichkeit verringert und die Beschleunigungsfestigkeit der Wirkmasse signifikant erhöht werden. Bei dem Weichmacher kann es sich um Dioctyladipat (DOA), Isodecylperlagonat (IDP) oder Dioctylphthalat (DOP) handeln. Durch die verringerte Schlagempfindlichkeit und die erhöhte Beschleunigungsfestigkeit kann eine solche Wirkmasse in gepresster Form gefahrlos in Mörser- und Artilleriemunition verschossen werden.In one embodiment, the binder is a polymer, in particular a polyvinyl alcohol, a polybutadiene, a polyacrylate or a polyurethane. The inventor of the present active composition has found that in particular polyacrylate as a binder leads to a significant reduction in the impact sensitivity of red phosphorus-containing active compositions over other binder-containing active compositions. The binder can be hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB), polyglycidyl azide (GAP) or Viton ®, in particular Viton ® A, his. Viton® is a fluoroelastomer available from DuPont Performance Elastomers SA, 2, chemin du Pavillon, CH-1218 Le Grand-Saconnex, Geneva, Switzerland. Preferably, however, the binder is the polyacrylate HyTemp ® 4454th This binder can be obtained from the company Zeon Europe GmbH, Lower Lohweg 177, 40547 Dusseldorf, Germany. In addition, a plasticizer may be contained in the active material. As a result, the impact sensitivity can be reduced and the acceleration strength of the active mass can be significantly increased. The plasticizer may be dioctyl adipate (DOA), isodecyl perlagonate (IDP) or dioctyl phthalate (DOP). Due to the reduced impact sensitivity and the increased acceleration strength, such an active mass can be fired in pressed form without danger into mortar and artillery ammunition.

Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wirkmasse enthält diese 50 bis 80 Gewichtsprozent (Gew.-%), insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, roten Phosphor. Die erfindungsgemäße Wirkmasse kann 7 bis 40 Gew.-%, insbesondere 15 bis 20 Gew.-%, des Metallnitrats enthalten. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Wirkmasse mindestens 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, des Siliciums in porösem oder einkristallinem Zustand enthalten. Weiterhin können 5 bis 15 Gew.-% des Siliciums in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand durch das amorphe Silicium ersetzt sein. Das Bindemittel kann zu 1,5 bis 6 Gew.-%, insbesondere 2 bis 4 Gew.-%, in der erfindungsgemäßen Wirkmasse enthalten sein. Die Wirkmasse kann 0,1 bis 4 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 3 Gew.-%, Graphit enthalten.In one embodiment of the active material according to the invention this contains 50 to 80 weight percent (wt .-%), in particular 55 to 75 wt .-%, of red phosphorus. The active material according to the invention may contain from 7 to 40% by weight, in particular from 15 to 20% by weight, of the metal nitrate. Furthermore, the active material of the invention may contain at least 5 to 40 wt .-%, in particular 10 to 20 wt .-%, of the silicon in a porous or monocrystalline state. Furthermore, 5 to 15% by weight of the silicon in the porous or powdery monocrystalline state may be replaced by the amorphous silicon. The binder may contain from 1.5 to 6% by weight, in particular from 2 to 4% by weight, in the active material according to the invention. The active material may contain 0.1 to 4 wt .-%, in particular 1.5 to 3 wt .-%, graphite.

Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die erfindungsgemäße pyrotechnische Wirkmasse 72 Gew.-% roten Phosphor, 10 Gew.-% Kaliumnitrat, 12 Gew.-% Silicium in einkristallinem Zustand, 2 Gew.-% Polyacrylat und 2 Gew.-% Graphit oder 65 Gew.-% roten Phosphor, 15 Gew.-% Kaliumnitrat, 15 Gew.-% Silicium in porösem Zustand, 3 Gew.-% Polyacrylat und 2 Gew.-% Graphit.In one embodiment, the pyrotechnic active material according to the invention contains 72 wt .-% red phosphorus, 10 wt .-% potassium nitrate, 12 wt .-% silicon in monocrystalline state, 2 wt .-% polyacrylate and 2 wt .-% graphite or 65 wt. % red phosphorus, 15% by weight potassium nitrate, 15% by weight silicon in the porous state, 3% by weight polyacrylate and 2% by weight graphite.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung bilden die in der Wirkmasse enthaltenen genannten Bestandteile die erfindungsgemäße Wirkmasse, d. h. die Wirkmasse besteht aus diesen Bestandteilen und enthält darüber hinaus keine weiteren Bestandteile.In one embodiment of the invention, the constituents contained in the active material form the active material according to the invention, d. H. the active material consists of these constituents and, moreover, contains no further constituents.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert:The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments:

Beispiel 1:Example 1:

65 Gew.-% des roten Phosphors HB701 der Firma Clariant Verwaltungsgesellschaft mbH, Industriepark Höchst, Brüningstraße 50, 65926 Frankfurt am Main, Deutschland, 15 Gew.-% Kaliumnitrat mit einer Korngröße von weniger als 80 μm, 15 Gew.-% des Siliciums ”SICOMILL E4” der Firma Vesta Ceramics AB, 3 Gew.-% des Polyacrylats HyTemp® 4454 der Firma Zeon Europe GmbH und 2 Gew.-% des Graphits E 321 der Firma Edelgraphit GmbH, Friesdorfer Str. 242, 53175 Bonn, Deutschland werden vermischt und zu Presslingen verpresst. Das Verpressen kann z. B. in der aus der EP 1 173 394 B9 bekannten Weise erfolgen. Die Presslinge brennen schnell ab und liefern dabei einen dichten Nebel mit guter Tarnwirkung im infraroten Spektralbereich.65% by weight of the red phosphorus HB701 from Clariant Verwaltungsgesellschaft mbH, Industriepark Höchst, Brüningstrasse 50, 65926 Frankfurt am Main, Germany, 15% by weight potassium nitrate with a particle size of less than 80 μm, 15% by weight of the silicon "SICOMILL E4" of the company Vesta Ceramics AB, 3 wt .-% of the polyacrylate HyTemp ® 4454 from Zeon Europe GmbH and 2 from Edelgraphit GmbH, Fries Str. 242, 53175 Bonn, Germany are wt .-% of graphite e 321 mixed and pressed into compacts. The pressing can z. B. in the from EP 1 173 394 B9 done known manner. The compacts burn off quickly and provide a dense fog with good camouflage effect in the infrared spectral range.

Beispiel 2:Example 2:

60 Gew.-% des roten Phosphors HB701 der Firma Clariant Verwaltungsgesellschaft mbH, 17,5 Gew.-% Kaliumnitrat mit einer Korngröße von weniger als 80 μm, 17,5 Gew.-% des porösen Siliciums PSi-C2 der Firma Vesta Ceramics AB, 3 Gew.-% des Polyacrylats HyTemp® 4454 der Firma Zeon Europe GmbH und 2 Gew.-% des Graphits E 321 der Firma Edelgraphit GmbH werden vermischt und zu Presslingen verpresst. Diese Presslinge brennen nach thermischer Zündung unter Bildung eines dichten Nebels mit guter Tarnwirkung im infraroten Spektralbereich zirka 1,5 mal so schnell ab wie die in Beispiel 1 beschriebenen Presslinge. Die das poröse Silicium enthaltende Wirkmasse eignet sich gut als Füllung in Handgranaten und Schnellnebelwurfkörpern.60% by weight of the red phosphorus HB701 from Clariant Verwaltungsgesellschaft mbH, 17.5% by weight potassium nitrate with a particle size of less than 80 μm, 17.5% by weight of the porous silicon PSi-C2 from Vesta Ceramics AB , 3 wt .-% of the polyacrylate HyTemp ® 4454 from Zeon Europe GmbH and 2 wt .-% of graphite e 321 of the company Edelgraphit GmbH are mixed and compressed into compacts. These compacts burn after thermal ignition to form a dense fog with good camouflage in the infrared spectral range about 1.5 times as fast as the compacts described in Example 1. The active material containing the porous silicon is well suited as a filling in hand grenades and Schnellnebelwurfkörpern.

Claims (16)

Pyrotechnische Wirkmasse zur Erzeugung eines Tarnnebels, welche roten Phosphor im Überschuss, ein Metallnitrat, Silicium und ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse darüber hinaus keinen metallischen Brennstoff in Form eines Übergangsmetalls, einer Legierung eines Übergangsmetalls oder einer Verbindung eines Übergangsmetalls enthält und dass das Silicium in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand vorliegt, wobei das poröse Silicium eine spezifische Oberfläche von 30 bis 145 m2/g aufweist.Pyrotechnic active composition for producing a camouflage nebulizer containing red phosphorus in excess, a metal nitrate, silicon and a binder, characterized in that the active material further contains no metallic fuel in the form of a transition metal, an alloy of a transition metal or a compound of a transition metal and that the silicon is in a porous or powdery monocrystalline state, wherein the porous silicon has a specific surface area of 30 to 145 m 2 / g. Pyrotechnische Wirkmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse neben den in Anspruch 1 genannten Bestandteilen keinen metallischen Brennstoff in Form eines Metalls, einer Legierung eines Metalls oder einer Verbindung eines Metalls enthält.Pyrotechnic active material according to claim 1, characterized in that the active material in addition to the components mentioned in claim 1 contains no metallic fuel in the form of a metal, an alloy of a metal or a compound of a metal. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Silicium eine spezifische Oberfläche von 45 bis 95 m2/g, insbesondere von 55 bis 75 m2/g, aufweist.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the porous silicon has a specific surface area of 45 to 95 m 2 / g, in particular from 55 to 75 m 2 / g. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallnitrat ein Alkalimetallnitrat, insbesondere LiNO3, NaNO3, KNO3 oder CsNO3, oder ein Erdalkalimetallnitrat, insbesondere Ca(NO3)2nH2O, ist.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the metal nitrate is an alkali metal nitrate, in particular LiNO 3 , NaNO 3 , KNO 3 or CsNO 3 , or an alkaline earth metal nitrate, in particular Ca (NO 3 ) 2 nH 2 O, is. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 0,01 bis 33 Gew.-% des Siliciums in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand durch amorphes Silicium ersetzt sind.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that 0.01 to 33 wt .-% of silicon in porous or powdery monocrystalline state are replaced by amorphous silicon. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Graphit enthalten ist.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that in addition graphite is included. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Polymer, insbesondere ein Polyvinylalkohol, ein Polybutadien, ein Polyacrylat oder ein Polyurethan, ist.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the binder is a polymer, in particular a polyvinyl alcohol, a polybutadiene, a polyacrylate or a polyurethane. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel hydroxylterminiertes Polybutadien (HTPB), Polyglycidylazid (GAP), Viton®, insbesondere Viton® A, oder HyTemp® 4454 ist.Pyrotechnic active mass according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder is hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB), polyglycidyl azide (GAP), Viton ®, in particular Viton ® A, or HyTemp ® is 4454th Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Weichmacher, insbesondere Dioctyladipat (DOA), Isodecylperlagonat (IDP) oder Dioctylphthalat (DOP), enthalten ist.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that additionally a plasticizer, in particular dioctyl adipate (DOA), isodecyl perlagonate (IDP) or dioctyl phthalate (DOP), is included. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse 50 bis 80 Gew.-%, insbesondere 55 bis 75 Gew.-%, roten Phosphor enthält.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the active material contains 50 to 80 wt .-%, in particular 55 to 75 wt .-%, of red phosphorus. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse 7 bis 40 Gew.-%, insbesondere 15 bis 20 Gew.-%, des Metallnitrats enthält.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the active material contains 7 to 40 wt .-%, in particular 15 to 20 wt .-%, of the metal nitrate. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse mindestens 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, des Siliciums in porösem oder einkristallinem Zustand enthält.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the active material contains at least 5 to 40 wt .-%, in particular 10 to 20 wt .-%, of the silicon in a porous or monocrystalline state. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 15 Gew.-% des Siliciums in porösem oder pulverförmigem einkristallinem Zustand durch amorphes/das amorphe Silicium ersetzt sind.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that 5 to 15 wt .-% of the silicon in the porous or powdery monocrystalline state are replaced by amorphous / the amorphous silicon. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse 1,5 bis 6 Gew.-%, insbesondere 2 bis 4 Gew.-%, des Bindemittels enthält.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the active material contains 1.5 to 6 wt .-%, in particular 2 to 4 wt .-%, of the binder. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse 0,1 bis 4 Gew.-%, insbesondere 1,5 bis 3 Gew.-%, Graphit enthält.Pyrotechnic active mass according to any one of the preceding claims, characterized in that the active mass contains 0.1 to 4 wt .-%, in particular 1.5 to 3 wt .-% of graphite. Pyrotechnische Wirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmasse 72 Gew.-% roten Phosphor, 10 Gew.-% Kaliumnitrat, 12 Gew.-% Silicium in einkristallinem Zustand, 2 Gew.-% Polyacrylat und 2 Gew.-% Graphit oder 65 Gew.-% roten Phosphor, 15 Gew.-% Kaliumnitrat, 15 Gew.-% Silicium in porösem Zustand, 3 Gew.-% Polyacrylat und 2 Gew.-% Graphit enthält.Pyrotechnic active material according to one of the preceding claims, characterized in that the active material 72 wt .-% red phosphorus, 10 wt .-% potassium nitrate, 12 wt .-% silicon in monocrystalline state, 2 wt .-% polyacrylate and 2 wt. % Graphite or 65% by weight of red phosphorus, 15% by weight of potassium nitrate, 15% by weight of silicon in the porous state, 3% by weight of polyacrylate and 2% by weight of graphite.
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