DE1187166B - Ammoniumnitrathaltige Sprengstoffe oder Treibmittel - Google Patents
Ammoniumnitrathaltige Sprengstoffe oder TreibmittelInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES -05^¥^ PATENTAMT
Int. Cl.:
C06b
AUSLEGESCHRIFT
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Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche KL: 78 c-17
1 187 166
N19697VIb/78c
7. März 1961
11. Februar 1965
N19697VIb/78c
7. März 1961
11. Februar 1965
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Patentes 1111 079.
Ammoniumnitrat und andere anorganische Nitrate bilden Bestandteile einer Mehrzahl pulverförmiger
und plastischer Sprengstoffe und Treibmittel. Ammoniumnitrat besitzt die Tendenz, Feuchtigkeit zu
absorbieren und Klumpen zu bilden. Sprengstoffzusammensetzungen, welche hauptsächlich Ammoniumnitrat
enthalten, erstarren deshalb oft beim Lagern und sind dadurch schwierig zu handhaben,
z. B. beim Einführen von Sprengkapseln und beim Füllen von Bohrlöchern. Diese Tendenz verursacht
auch Schwierigkeiten bei der fabrikmäßigen Herstellung der Sprengstoffe und deren Zubereitung am
Schießplatz.
Man hat versucht, diese Tendenz des Ammoniumnitrats zu beseitigen, und zwar dadurch, daß man die
Kristalle mit Wachs, Trotyl oder Paraffin überzogen hat oder durch einen Zusatz pulvriger Substanzen,
wie Holzmehl, die die Salzkörner in einem gewissen Ausmaß voneinander getrennt halten. Befriedigender
Schutz gegen das Zusammenbacken wird damit aber nicht erzielt. Solche Zusätze zu dem Ammoniumnitrat
schränken außerdem auch den Bereich der Zusammensetzung, der bei der Herstellung von
ammoniumnitrathaltigen Sprengstoffen in Frage kommen kann, ein.
Im Patent 1111079 wurde vorgeschlagen, die
obenerwähnte Tendenz des Ammoniumnitrats dadurch zu beseitigen, daß die Sprengstoffe oder Treibmittel
als Bestandteil Nitrat enthalten oder aus einem Nitrat hergestellt sind, das mit 0,001 bis 1,5 g Alkylamin
mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe pro 100 g Nitrat behandelt wurde.
Alkylamine sind sehr wirksam, und sowohl primäre als auch sekundäre Amine sind hinreichend
basisch, um das Ammoniak vom Ammoniumnitrat verdrängen zu können. Auch Amine, bei denen die
Aminogruppe an einen Benzolring gebunden ist, können gegebenenfalls Verwendung finden.
Es wurde nun jedoch gefunden, daß Guanidin- und Hydrazinverbindungen mit wenigstens einer hydrophoben
Gruppe, die aus einer Kohlenwasserstoffkette mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen besteht oder ihr
entspricht, besonders günstig auf das Ammoniumnitrat einwirken, ohne daß sich dabei Ammoniak
entwickelt. Die beiden genannten Arten von Verbindungen geben gute Möglichkeiten, die übrigen in
die Schutzgruppe einbezogenen Gruppen zu variieren. Mit Hilfe dieser Verbindungen kann man auch die
Abschrägung der hydrophoben Gruppe im Verhältnis zu der Oberfläche des Ammöniumnitrats variieren.
Ammoniumnitrathaltige Sprengstoffe oder
Treibmittel
Treibmittel
Zusatz zum Patent: 1111 079
Anmelder:
Nitroglycerin Aktiebolaget, Gyttorp (Schweden)
Vertreter:
Dr. F. Zumstein,
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann
Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 2
Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 2
Als Erfinder benannt:
Bertil Petrus Enoksson, Gyttorp (Schweden) -
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung Sprengstoffe oder Treibmittel nach Patent 1111 079
mit einem Gehalt an Ammonnitrat, das mit 0,001 bis 1,5 g Alkylamiri mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen
in der Alkylgruppe pro 100 g Nitrat behandelt wurde, wobei das der Behandlung des Ammonnitrats dienende
Alkylamin eine Guanidin- oder Hydrazinverbindung mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen in der
Alkylgruppe ist.
Die beste Wirkung erzielt man, wenn der Zusatz zu bereits kristallisiertem Ammoniumnitrat geschieht,
welches eine Temperatur hat, die höher liegt als der Schmelzpunkt des Zusatzes, und wenn das Salz unter
Umrühren abkühlen gelassen wird. Der Zusatz kann jedoch auch einer Lösung oder Schmelze aus Ammoniumnitrat
vor oder während des Kristallisationsprozesses zugeführt werden. Man kann auch den Zusatz
in Form einer Lösung oder als ein Salz hinzugeben oder sie zugleich mit dem Ammoniumnitrat
herstellen, oder man kann erst einen kleineren Teil des Salzes mit dem Zusatz versetzen und diese Portion
dann mit der übrigen Menge des Ammoniumnitrats vermischen.
509 508/121
Ein Mindestgehalt von 1 mg auf 100 g Ammoniumnitrat ist zweckmäßig, um das gewünschte Resultat
zu erreichen. Höhere Gehalte als 0,5 g auf 100 g Ammoniumnitrat können zwar angewandt werden,
aber sie verbessern die Qualität nicht.
Das so behandelte Ammoniumnitrat erleichtert die Herstellung pulvriger ammoniumnitrathaltiger
Sprengstoffe, wodurch die fertigen Sprengstoffe höhere Dichte und bessere Fließbarkeit haben.
Deren Tendenz* Wasser anzuziehen, wird geringer, und die Tendenz, zu erhärten, wird beträchtlich
reduziert. Sprengstoffe nach der Erfindung sind also leichter zu handhaben. Ihre Lagerfähigkeit ist verbessert,
und man erzielt mit ihnen ein besseres Ausfüllen des Bohrloches und somit ein besseres Ergebnis
bei der Anwendung.
Wenn, die neuen, Zusätze bei plastischen Sprengstoffen
verwendet werden, setzen sie die plastische Viskosität und Fließgrenze der Gemische herab, wodurch
der Effektaufwand beim Kneten kleiner wird und das Gemisch bei geringerem Druck oder höherer
Geschwindigkeit ausgepreßt werden kann. Gleichzeitig kann der maximale Gehalt fester Substanzen
in dem Gemisch gesteigert werden.
Die sogenannten plastischen Ammoniumnitrat-Sprengstoffe bestehen aus kristallisiertem Ammoniumnitrat,
das in einer Flüssigkeit, einer viskosen Lösung oder einer Gelphase suspendiert ist. Um bei der
Delgpatk» den,.Sauerstoff, der vom Ammoniumnitrat
atigegeben wird, aufzunehmen, setzt man verschiedene
brennbare Bestandteile zu, wie Holzmehl, Aluminium, Nitrokohlenwasserstoffe usw. Das Medium,
in dem das Ammoniumnitrat suspendiert wird, ist im allgemeinen eine Explosivmischung, z.B.
Cellulosenitrat in Glycerinnitrat und Äthylenglykoldinitrat,
kann aber aiich eine nicht explosive Mischung
Sein, wie z. B: Cellulosenitrat in Nitrobenzol. Wenn man die Zusammensetzung der Mischung so
wählt, daß sie rasch verbrennt, aber nicht detoniert, erhält man ein Treibmittel: Das1 Ammoniumnitrat
kann ganz oder zum Teil durch andere sauerstoff- ,,
baltige Verbindungen, wie Natriumnitrat, ersetzt werden.
Bei der Herstellung plastischer Ammoniumnitratmischungen
werden die Bestandteile miteinander geknetet IDas homogene Produkt kann direkt verwentfet
werden. Es wird aber im allgemeinen durch eine Düse ausgepreßt und mit einer Hülle versehen oder
in einen geeigneten Behälter «ingeführt. Es ist technisch
am geeignetsten, die Behandlung des Ammoniomnitrats
vor dem Verteilen in die viskose Phase vorzunehmen, wodurch das Ammoniumnitrat
besser gehandhabt und gleichmäßiger verteilt werden kann. Das gewünschte Resultat kann man aber auch
dadurch erzielen, daß dar plastischen Mischung die Stickstoffverbindung zugesetzt wird.
Will man eine wesentliche Herabsetzung der Viskosität
und der Flieögrenze erzielen, sollten solche Zusätze gewählt werden, die an das Ammoniumnitrat
gut gebunden werden können und deren hydrophobe Gruppe von der Kristalloberfläche womöglich
gerade aufrecht steht Zusätze, deren hydrophobe Gruppe mehr parallel mit der Kristallober-Säche
verläuft, ergeben besseren Schutz gegen Wasser und eine auffallende wasserabstoßende Wirkung.
Ein solcher Zusetz istz. B. Monostearinhydrazin. Bei
plastischen Mischungen erreicht man mit diesen wenig in Hinsicht auf die Preßbarkeit, sie geben dagegen,
auch in diesem Fall dem Produkt, verbesserte Lagerfähigkeit.
100 g kristallisiertes Ammoniumnitrat werden bei + 100° C mit 0,1 g Monooctadecylhydrazin versetzt.
Wenn die Temperatur des Salzes auf +'25° C gesunken ist, werden 6 g Nitroglykol, 4 g Holzmehl
und 4 g Aluminiumpulver zugesetzt. Der erhaltene Sprengstoff hat gute Lagerungsfähigkeit sowohl in
Hinsicht auf die Fließbarkeit als auch auf die sprengtechnischen Eigenschaften.
Eine Anzahl von Mustern mit 100 g kristallisiertem Ammoniumnitrat wird zubereitet. Mit Ausnahme
eines Vergleichsmusters wird jedes dieser Muster mit 0,05 g der in der folgenden Tabelle angeführten
Zusätze versetzt.
Dynamite der Zusammensetzung 61,7 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat,
1,3 Gewichtsprozent Cellulosenitrat, 32,5 Gewichtsprozent Glycerintrinitrat—Äthylen-
glykoldinitrat (1:1), 0,9 Gewichtsprozent Trinitrotoluol,
3,5 Gewichtsprozent Mononitrotoluol und 0,1 Gewichtsprozent Calciumcarbonat
werden zubereitet, wobei man die verschiedenen Ammoniumnitratmuster anwendet. Die Preßbarkeit
wird in einer Modellpresse mit der Scherungsgeschwindigkeit 2,3 see1 bestimmt und ist in der
folgenden Tabelle als die gemessene Scherungskfaft angegeben. ,
Zusatz
Kein Zusatz -.-....
Octadecylhydrazin ;
Octadecylsäurehydrazid
Octadecylguanidin
Octadecoylcarbamylguanidin
Octadecylamid
Ν,Ν'-Bisallylthiocarbamylhydrazin
3-Hydroxy-2-naphthhydrazid
Scherungskraft mdyn/cm^-lO*
5,5
4,1.
8,7
100 g der obigen Dynamite werden mit 4 g Mononitrotoluol
versetzt, und nachdem sie gut durchgeknetet sind, wird die Preßbarkeit der so erhaltenen
Dynamite bestimmt. Das Resultat ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich, wo die Scherungskraft bei
einer Scherungsgeschwindigkeit von 2,3 see"1 gemessen
ist.
Zusatz
Kein Zusatz
Octadecylhydrazin
Octadecylsäurehydrazid
Octadecylguanidin
Octadecoylcarbamylguanidin ......
Octadecylamid
Ν,Ν'-Bisallylthiocarbamylhydrazin
3-Hydroxy-2-naphthhydrazid
Scherungskraft indyn/cm'-lO4
10 2,6 2,8 2,7 5,1 5,1 4,1
Die aus behandeltem Ammoniumnitrat hergestellten Sprengstoffe hatten bessere Lagerungseigenschaften als entsprechende Sprengstoffe aus unbehandeltem
Ammoniumnitrat.
5 Beispiel 4
Muster wurden aus pulverförmigem Ammoniumnitrat hergestellt, wovon jedes bei + 80° C mit 1 g
der unten angegebenen Chemikalien pro 1 kg Ammoniumnitrat versetzt wurde. Aus den so behandelten
Mustern wurde Dynamit nach folgendem Rezept hergestellt:
61,7 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat,
1.3 Gewichtsprozent Cellulosenitrat, 16,3 Gewichtsprozent Glycerintrinitrat,
16,2 Gewichtsprozent Äthylenglykoldinitrat,
4.4 Gewichtsprozent Mononitrotoluol, 0,1 Gewichtsprozent Calciumcarbonat.
Die Preßbarkeit der Dynamitproben wurde, wie im Beispiel 2 angegeben, bei einer Scherungsgeschwindigkeit
von 2,3 see"1 bestimmt und in der folgenden Tabelle als die gemessene Scherungskraft angegeben:
25
Zusatz
Kein Zusatz
Heptadecylaminotriazol ..
Heptadecylamino-heptadecylguanamin
Scherungskraft
in dyn/cm2 · 104
nach nach
3stündiger 3tägiger
Lagerung j Lagerung
unpreßbar unpreßbar
5,2 j 6,2
Sprengstoff nach dem Rezept
94,5 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat und
5,5 Gewichtsprozent Dieselöl
5,5 Gewichtsprozent Dieselöl
wurde aus den verschiedenen Mustern hergestellt. Die Wasserbeständigkeit wurde gemessen, und zwar
durch Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit (Stromleitung) einer Wasserphase in Kontakt mit
dem Sprengstoff.
Aus der folgenden Tabelle sind die relativen Werte der Leitfähigkeit ersichtlich im Verhältnis zu der
Leitfähigkeit der Probe, die 1 °/o Stearinamin enthält, deren Leitfähigkeit mit der Ziffer 1 angegeben ist.
Zusatz
Stearinamin
Stearoylkarbamylguanidin
Heptadecylaminotriazol
Relative Leitfähigkeit nach
2 Minuten! 4 Minuten|8 Minuten
2 Minuten! 4 Minuten|8 Minuten
1,0
0,7
0,2
2,1
0,8
0,6
0,6
4,5
0,9
1,8
1,8
3,5
35
3,7
Gleiche Mengen pulverförmigen Ammoniumnitrats wurden bei +80° C je mit 0,1% (Gewichtsprozent)
eines der unten angeführten Präparate versetzt.
Bei den zwei ersten Mustern erzielte man diese Resultate nach 2stündiger Lagerung des Sprengstoffs
bei +50° C, während bei dem letztgenannten Muster die obigen Werte ohne Homogenisierung in Wärme
erzielt worden sind.
Claims (1)
- Patentanspruch:Sprengstoffe oder Treibmittel nach Patent 1111 079 mit einem Gehalt an Ammonnitrat, das mit 0,001 bis 1,5 g Alkylamin mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe pro 100g Nitrat behandelt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das der Behandlung des Ammonnitrats dienende Alkylamin eine Guanidin- oder Hydrazinverbindung mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe ist.In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1111079.509 508/121 2.65 @ Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEN19697A DE1187166B (de) | 1961-03-07 | 1961-03-07 | Ammoniumnitrathaltige Sprengstoffe oder Treibmittel |
CH271262A CH394007A (de) | 1961-03-07 | 1962-03-06 | Sprengstoff bzw. Treibmittel mit einem Gehalt an anorganischem Nitrat |
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---|---|
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GB (1) | GB954114A (de) |
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-
1962
- 1962-03-06 GB GB8683/62A patent/GB954114A/en not_active Expired
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---|---|
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