DE1939137A1 - Sprengstoff - Google Patents

Sprengstoff

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DE1939137A1
DE1939137A1 DE19691939137 DE1939137A DE1939137A1 DE 1939137 A1 DE1939137 A1 DE 1939137A1 DE 19691939137 DE19691939137 DE 19691939137 DE 1939137 A DE1939137 A DE 1939137A DE 1939137 A1 DE1939137 A1 DE 1939137A1
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nitromethane
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/36Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitroparaffin

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft neuartige Sprengstoffe. Bislang hat man Ammoniumnitrat mit flüssigem Nitromethan sensibilisiert, doch aufgrund von Verdampfungsverlusten und einer eintretenden Auftrennung besitzen derartige Gemische nur eine sehr kurze Lagerzeit. Ferner ist gelförmiges Nitromethan bekannt, wobei die Gelierung üblicherweise durch Mischen des Nitromethans mit Nitrocellulose oder anderen Geliermitteln gemäss der USA-Patentschrift 2 954 350 erreicht wird0 Aus der USA Patentschrift 3 338 165 ergibt sich, daß man seinerzeit angenommen hat, daß man einen Sprengstoff aus gelförmigem Nitromethan dadurch stabilisieren könne, daß man "Kunstharzballoons" oder "-microballoons" einarbeitet; diese Arbeitsweise ist insbesondere in der USA-Patentschrift 3 101 288 näher beschrieben. Bei Verwendung von derartigem gelförmigem Nitromethan mit Kunstharzballoons wurde Ammoniumnitrat dem Sprengstoff nur in geringen Mengen als Hilfastoff, und zwar nur als Oxydationsmittel zugesetzt.
  • Es wurde nun gefunden, daß gelförmiges Nitromethan mit Kunstharzballoons tatsächlich eine geringe Lagerfähigkeit besitzt, da eine merkliche Trennung bereits innerhalb von 30 bis 50 Tagen auftritt. Sobald eine derartige Auftrennung stattgefunden hat, kann der Sprengstoff normalerweise nicht mehr zur Detonation gebracht werden. es komit hinzu, daß die Kunstharzballoons rUr einen Sprengstoft aehr teuer sind und es ist in erster Linie hierauf zurückzuführen, daß die bislang bekannten Sprengstoffe auf Basis von gelförmigem Nitroparaffin nur eine sehr begrenzte Anwendung gefunden haben, Mit der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiger Spreng stoff vorgeschlagen, der praktisch unbegrenzt haltbar ist, da eine Auftrennung in die Einzelbestandteile nicht stattfindet, so daß eine sich Uber Jahre erstreckende Lagerfähig-Keit erhalten wird. Vollkommen überraschend wurde gefunden, daß man die erforderliche Stabilität erreichen kann, wenn Man Nitrate, wie pulverförmiges ober gekörntes Ammoniummitrat mit gelförmigen Nitroparaffinen, wie Nitromethan, sensibilisiert, und daß weiterhin Kunstharzballoons nicht erforderlich sind, um aus diesen Bestandteilen hochbrisante Sprengstoffe herzustellen. Da Ammoniummitrat verglichen mit Kunstharzballoons sehr preiswert ist, ist auch der erfindungsgemässe e Sprengstoff bemerkenswert billig. Weiterhin war es überraschend festzustallen, daß hochbrisante Sprengstoffe mit einem Unterschuß an gelförmigem oder flüssigem Nitromethan gegentiber dem Nitrat erhalten werden können, während bislang stets mindestens gleiche Mengen dieser Be standteile eingesetzt wurden. Da Ammoniumnitrat weit preiswerter ist als gelförmiges Nitromethan, ist der ertindungsgemässe Sprengstoff äußerst wirtschaftlich, obgleich es sich um einen hochbrisanten Sprengstoff handelt.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen einige bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie die bei liegende Zeichnung dienen. Letztere zeigt die Abhängigkeit des Energieniveaus von der Zusammensetzung des erfindungsgemässen Sprengstoffes hinsichtlich der beiden Hauptbestandteils (jeweils in % ausgedrückt).
  • Im wesentlichen besteht der Sprengstoff gemäss Erfindung aus einem Gemisch von gelförmigem Nitroparaffin mit einem oder mehreren Nitraten Das Nitroparaffin und das Nitrat werden in irgendeiner bekannten Mischvorrichtung, z.B. in einem Bandmischer, einer Flügelmühle oder einer ähnlichen Vorrichtung miteinander vermischt, um das gelförmige Nitroparaffin gleichförmig mit dem Nitrat zu dispergieren und dadurch eine im wesentlichen peanente Mischung mit langer Lagerzeit herzustellen, die wirtschsftlich ist, die mittels eines Zündkäppchens geztindet werden kann und die bei der Detonation hohe Brisanz aufweist.
  • Der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Ausdruck "Nitroparaffin" schließt Nitromethan, Nitroäthan, 1-Nitropropan und 2-Nitropropan ein. Jedes dieser Nitroparaffine wird mittels eines Geliermittels, wie Nitrocellulose, geliert.
  • Ein anderes geeignetes Geliermittel ist unter der Handelsbezeichnung "Gantrez" (Ganeral Aniline and Film Company) im Handel, wobei es sich chemisch um Methylvinyläther handelt.
  • Weitere geeignete Geliermittel sind in der USA-Patentschrift 2 954 350 beschrieben und in der USA-Patentschrift 2 338 165 erwähnt. Der Prozentgehalt an Geliermittel kann zwar schwanken, doch sollte das Gel so viskos sein, daß es sich nicht leicht gießen läßt, doch sollte es andererseits ohne Schwierigkeiten möglich sein, das Ammoniumnitrat oder das andere zur Herstellung des erfindungsgemässen Sprengstoffes verwendete Nitrat in dem Gel zu verteilen. Bei Verwendung von Nitrocellulose zum Gelioren von Nitromethan liegt der Prozentanteil an Nitrocellulose bezogen auf das Nitromethan zwischen etwa 1 und 10 Gew.%. Dieselben relativen Anteile können bei Einsatz anderer Nitroparaffine Anwendung finden.
  • Bei Ermittlung der in der grafischen Darstellung enthaltenen Zahlenwerte bestand das gelförmige Nitroparaffin aus einer Mischung von 4 % Nitrocellulose mit 96 % Nitromethan. Die erfinudngsgemässe Sprengstoffmischung wurde auch aus einem gelförmigen Nitroparaffin hergestellt, bei dem Nitromethan mit ungefähr 2 Gew% Nitrocellulose versetzt war, und ein weiterer Versuch wurde durchgeführt, bei dem der Anteil an Nitrocellulose etwa 8 man und der Anteil an Nitromethan etwa 92 Gew% betrugen. Es ist bevorzugt,für die Gelierung des Nitromethans und anderen Nitroparaffins ungefähr 2 G Nitrocellulose einzusetzen, obwohl, wie oben bereits aus geführt, der genaue frozentgehalt und das jeweils verwendete Geliermittel in der Jedem Fachmann geläufigen Weise derart abgewandelt werden Können, daß man ein gelförmiges Nitroparaffin geeigneter Konsistenz erhält, daß sich mit dem Ammoniumnitrat oder anderem Nitrat gründlich vermischen läßt.
  • Obgleich Ammoniumnitrat bei der Herstellung des erfindungsgemässen Sprengstoffes bevorzugt int, können anstelle des Ammoniumnitrats entweder Natriumnitrat oder Lithiumnitrat oder Mischungen von jeweils zwei oder mehreren derartigen Nitraten Verwendung finden. Im allgemeinen werden die Nitrate vom Hersteller in gekörnter Form bezogen, wobei die Korngröße im Drrcbmesser etwa 1,59 bis 3,18 mm beträgt. Es wurde gehenden, daß Ammoniumnitrat und die anderen Nitrate in derart gekörnter Form hoohbrisante Sprengstoffe ergeben, doch durch Überführen des Nitrate oder der Nitrate in pulverige Form alt einer Teilchengröße von etwa 500 µ wird ein leichter detonierender Sprengstoff erhalten, der darüber hinaus bei der Detonation ein höheres Energieniveau erreicht. Der Ausdruck "pulverförmig" beschreibt im vorliegenden Zusammenhang ein verhältnismässig feinteiliges oder pulverförmiges Nitrat zum Unterschied von einem gekörnten Produkt. Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß die oben angegebenen Nitrate die einzigen sind, die sich für den erfindungzgemässen Sprengstoff als brauchbar erwiesen haben, doch ist es selbstverständlich, daß äquivalente Verbindungen ebenfalls unter die Erfindung fallen.
  • Der in der Zeichnung wiodergegebenen Kurve entspricht eine Verzuchsreihe, bei der verschiedene Prozentanteile an gelförmigem Nitromethan und Ammoniumnitrat Verwendung fanden.
  • Die Zahlenwerte der oberen Reihe beziehen sich auf den ßewichtsprozentanteil an gelförmigem Nitromethan, während die untere Zahlenreihe den Gewichtsprozentanteil an Ammoniumnitrat wiedergibt. Auf der Ordinate ist der Energiefaktor aufgetragen, und zwar mit Zahlenwerten von 1 bis 8. Bei dem Energiefaktor handelt es sich um eine reine Vergleichsskala, bei der der Zahlenwert 4 dem Energieniveau von 60%igem Dynamit entspricht, bei de es ich um einen Sprengstoft hoher Energie handelt.
  • Mit jeder Probe entsprechend einem Zahlenpaar der Kurve, beginnend mit 95 % gelförmigem Nitromethan und 5 % Ammoniumnitrat und endend mit einem Gemisch aus 5 % gelförmigem Nitromethan und 95 % Ammoniumnitrat wurde ein Versuch durohgeführt. Jede der Versuchsproben bestand aus 50 g des Gemisches in einem Papier- oder Kunststoffbecher von 5 cm Durchmesser.
  • Die Versuche wurden unter unterschiedlichen Bedingungen durohgeführt, unter anderem auch durch Explodieren der Proben hinter Sicherheitsblenden, auf offenem Feld und unter Wasser.
  • Bei allen diesen Bedingungen waren die Ergebnisse praktisch die gleichen und das Energieniveau wurde jeweils in der grafischen Darstellung aufgetragen. Bei einer Versuchsreihe lag das Ammoniumnitrat in gekörnter Form vor, bei einer weiteren Versuchsreihe in pulveriger Form mit einer Teilchangröße von ungefähr 500 /u, wobei der Gehalt an Ammoniumnitrat zwischen 5 und 95 Gew% lag. Die an diesen Testproben erhaltenen Ergebnisse ergaben die aus der Zeichnung ersichtliche Kurve.
  • Das überraschende Ergebnis ist aus der grafischen Darstellung eraichtlich, die zeigt, daß ein verhältnismässig hches Energieniveau erreicht wird, wenn die Zusasmensetzung der Grundmischung aus Nitroparaffin und Nttrat oder Nitraten im Bereich von etwa 10 bis 30 Gew% Nitroparaffin und von etwa 90 bis 70 Gew% Ammoniumnitrat oder anderen Nitraten liegt. Die dabei erreichte Energie ist der von Gemischen mit einem wesentlich höheren Prosentgehalt an Nitroparaffin vergleichbar und liegt soger höher als bei einer Grundmischung, die ungefähr 40 Gew% Nitroparaffin und 60 Gew% Ammoniumnitrat anthält. Es ist darüber hinaus noch überraschender festzustellen, daß das Explosionsenergieniveau bei einem Gemisch aus 20 Gew% Nitroparaffin und 80 Gew% trat höher ist als bei einem Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen. Aufgrund der im Vergleich zu den Nitroparaffinen niedrigen Kosten für Ammoniumnitrat ist dieses Ergebnis wirtschaftlich von großer Bedeutung, da auf diese Weise ein Sprengatoff mit hohem Energieniveau in äußerst wirtschaftlicher Weise erhalten werden kann. Wenn das Nitroparaffin gelförmig vorliegt, dann wird ein Sprengstoff von praktisch undegranzter Lagerfähigkeit erhalten.
  • Bei Einsatz von flüssigem Nitroparaffin anstelle von gelförmigem Nitroperaffin werden die in der grafischen Darstellung wiedergegebenen Ergebnisse ebenfalls erreicht, doch fehlt es dann an der unbegrenzten Lagerfähigkeit.
  • Es wurden verschiedene Kombinationen von Nitraten mit Nitroparaffin untersuoflt, wobei jeweils die gleiche Kurve wie in der Zeichnung erhalten wurde, obgleich das Energieniveau bei anderen Nitraten als Ammoniumnitrat niedriger lag. Die Kurve bezieht sich auf das Energieniveau bei Verwendung von Ammoniumnitrat als Nitrat und Nitromethan als Nitroparaffin, doch werden im wesentlichen die gleiche Kurve und dieselben Ergebnisse erhalten, wenn man anders Nitroparaffine und andere Nitrate einsetzt, nur daß das Energieniveau abhängig von den jeweils eingesetzten Kompononten etwas erniedrigt wird So wird beispielsweise bei Verwendung von Natriumnitrat oder Lithiumnitrat anstelle von Ammoniumnitrat zwar die gleiche Kurve erhalten, doch liegen die einzelnen Punkte jeweils etwas niedriger, wobei die Kurve für Lithiumnitrat noch unter der für Natriumnitrat verläuft. Verschiedene Kombinationen von Nitraten wurden ebenfalls wie oben beschrieben untersucht. So wurden beispielsweise Proben aus Ammoniumnitrat und Natriumnitrat, die sich jeweils um 10 % voneinander unterschieden, beginnend mit 100 % Natriumnitrat und endend mit 100 % Ammoniumnitrat hergestellt, Jede dieser Proben wurden im Gemisch mit Nitromethan und den enderen Nitroparaffinen bei unterschiedlichen Prozentgehalten antsprechend der grafischen Derstellung untersucht, wobei die gleiche Kurve erhalten wurde, die jedoch auf einem niedrigeren Energieniveau verlief.
  • Bei einem anderen Versuoh wurden die in der USA-Patentschrift 3 338 165 beschriebenen Kunstharzballoons oder -m@roballoons der Grundmischung aus gelförmigem Nitromethan und Ammoniumnitrat zugesetzt, doch wurde hierdurch keine Verbesserung bezüglich der Explosionsenergie er reicht und die Ergebnisse der Explosionsversuche bei verschiedener prozentualer Zusammensetzung der Proben zeigten den selben Kurvenverlauf wie in der beiliegenden Zeichnung.
  • Als spezielles Beispiel wurden die Mioroballoons in einer Menge von 2 bis 6 % mit einem Intervall von jeweils 1 ffi der Crundmischung zugefügt, wobei kein Anstieg der Expiosionsenergie erhalten und keine Veränderung der in der grafischen Darstellung wiedergegebenen Kurve beobachtet wurde.
  • Der erfindungsgemässe Sprengstorr kann in verschiedener Form, z .3. als geformte Ladung, als gepreßter Booster, in Form von Pellets, Stäben oder in Behältern vorliegen.
  • Die Pellets werden in herkömmlicher Weise mittels Druckformen hergestellt und derartige Pellets können für Bomben oder ähnliche Anwendungszwecke Verwendung finden. In Stabftrm kann der erfindungsgemässe Sprengstoff mit Hilfe eines Zündkäppchons herkömmlichen Aufbaus gezündet werden, das in ein vorgeformtes Loch in dem Sprengstoff eingesetzt ist, Wenn der erfindungsgemässe Sprengstoff sich in einem Behälter befindet, kann eine Ztindsohnur dazu dienen, um den Sprengstoff zur Explosion zu bringen, z.B. bei Anwendungen im Bergbau.

Claims (8)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e
    sprengstorr oder Sprengstoffgrundmischung, enthaltend ein Nitrat und ein gelförmiges Nitropareffin, dadurch gekennzeichnet, daß das Nitrat in dein gelförmigen Wttroparat in unter Bildung eines permanenten Gemisches mit praktisch unbegrenzter Lagerzeit gleichmässig verteilt ist.
  2. 2. Sprengstoff gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Nitrat Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat oder Mischungen aus jeweils zwei oder ollen dieser Nitrate onthillt.
  3. 3. Sprengstoft nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als gelförmiges Nitroparaffin, Nitromethan, Nitroäthan, 1-Nitropropan, 2-Nitropropan oder Gemische aus jeweils zwei oder mehreren dieser Nitroparaffine sowie ein Oeliermittel ftir das Nitroparaffin, vorzugsweise Nitrocellulose, enthält.
  4. 4. Sprengstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er das Nitrat in Pulverform mit einer Teilchengröße von bis zu etwa 500 t enthält.
  5. 5. Sprengstoff gemäss den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 70 bis 90 aewg Nitrat und etwa 10 bis 30 Gew% gelförmiges Nitroparaffin enthält.
  6. 6. Sprengstoff gemäss Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß or ferner feinteiliges Aluminium oder Magnesium enthält.
  7. 7. Wasserfreier, mittels Initialzündung zündbarer Sprengstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er etwa 10 bis 30 Gew% gelförmiges Nitromethan, etwa 90 bis 70 Gew% Ammoniumnitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat oder Mischungen zweier oder aller dieser Nitrate enthält, wobei Nitromethan das einzige im Sprengstoff enthaltene Nitroparaffin ist.
  8. 8. Sprengstoff gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Nitrats zwischen etwa 500 µ und 3,18 mm liegt.
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DE1939137A1 true DE1939137A1 (de) 1971-02-18
DE1939137B2 DE1939137B2 (de) 1973-04-05
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2602227A1 (fr) * 1986-08-01 1988-02-05 Titan Artifices Explosifs a base de nitroalcanes
FR2716448A1 (fr) * 1994-02-19 1995-08-25 Fraunhofer Ges Forschung Propergol liquide.
RU2692317C1 (ru) * 2018-11-15 2019-06-24 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Энергонасыщенный взрывчатый материал

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RU2692317C1 (ru) * 2018-11-15 2019-06-24 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Энергонасыщенный взрывчатый материал

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DE1939137B2 (de) 1973-04-05
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