EP2450330A2 - Sprengstoff umfassend eine Aminoguanidinverbindung - Google Patents

Sprengstoff umfassend eine Aminoguanidinverbindung Download PDF

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EP2450330A2
EP2450330A2 EP11008769A EP11008769A EP2450330A2 EP 2450330 A2 EP2450330 A2 EP 2450330A2 EP 11008769 A EP11008769 A EP 11008769A EP 11008769 A EP11008769 A EP 11008769A EP 2450330 A2 EP2450330 A2 EP 2450330A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
explosive
explosives
ligand
ion
complex salt
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11008769A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2450330A3 (de
Inventor
Arno Hahma
Eero Karvinen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diehl Defence GmbH and Co KG
Original Assignee
Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Diehl BGT Defence GmbH and Co KG filed Critical Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Publication of EP2450330A2 publication Critical patent/EP2450330A2/de
Publication of EP2450330A3 publication Critical patent/EP2450330A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B41/00—Compositions containing a nitrated metallo-organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B43/00—Compositions characterised by explosive or thermic constituents not provided for in groups C06B25/00 - C06B41/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C7/00—Non-electric detonators; Blasting caps; Primers

Definitions

  • the invention relates to an explosive comprising an aminoguanidine compound.
  • a pyrotechnic agent which contains as component a aminoguanidine-5,5'-azotetrazolate.
  • detonators are always multi-level. They have at least two, but usually three to five stages. Each of these stages must be assembled and pressed separately. As a result, the number of possible errors in the production and the cost and cost of production are relatively high. However, there are so far no initial explosives known whose ignition performance would be sufficient to provide a single-stage igniter can.
  • tetracene is thermally very unstable. It already decomposes at 120 ° C. 2 to 5% of the tetrazole per year decomposes under normal storage conditions of an explosive. This changes the properties of a explosive containing tetracene.
  • the addition of tetracene reduces the ignition performance of an explosive. If lead azide and / or lead ricinate are added to make up the balance, the explosive becomes thermally unstable and contains lead. Tetrazene therefore does not allow the production of a lead-free initial explosive. Even the diazole used as a substitute decomposes at 150 ° C. When storing it decomposes in such a way that a safe operational capability can no longer be guaranteed after 5 to 10 years.
  • the object of the present invention is to provide an explosive which can be used as an initial explosive and which in particular can provide a sufficient ignition performance to enable a single-stage igniter structure.
  • the explosive should not require tetrazene or complex compound mixtures to achieve the required sensitivity and ignition performance.
  • the explosives should be more stable in storage than hitherto known, in particular tetracene-containing, explosives.
  • a use of the explosive should be specified.
  • an explosive comprising a complex salt which comprises mono-, di- or triaminoguanidine as ligands, a ligand potentially oxidizing or an energetic ion and a ligand complexed counterion is provided.
  • a ligand potentially oxidizing ion is an ion that is capable of oxidizing the ligand in a redox reaction.
  • the inventors of the explosive of the present invention have found that said complex salt exhibits very high performance. Its density can exceed 2000 kg / m3. Thus, 90% of the theoretical density of a monoaminoguanidine complex salt with a nickel ion as the counter ion and a perchlorate ion as the ligand is potentially oxidizing or energetic 2130 kg / m3, while 90% of the theoretical density of hexogen is only 1625 kg / m3.
  • the detonation pressure of said complex salt is 330 kbar at 90% theoretical density and the detonation velocity is 8175 m / s.
  • the detonation pressure of hexogen at 90% of the theoretical density is 265 kbar and the detonation speed 8260 m / s. 90% of the theoretical density is taken as a rough estimate of the achievable press density.
  • the explosive according to the invention can be used both as an initial explosive and as a secondary explosive. It is high energy and more energetic than many conventional initiators and secondary explosives. In some cases, the detonation pressure of the explosive according to the invention may even exceed the detonation pressure of hexogen.
  • the ignition performance of the explosive according to the invention is relatively high. It is higher than the ignition performance of lead azide and enables the provision of a single-stage lead-free igniter. Due to the high ignition performance can be provided with the explosive even a miniaturized single-stage igniter.
  • the explosive according to the invention also has an extremely small critical diameter. The critical diameter is the minimum diameter of an explosive in which it still detonates.
  • the explosive of the invention is neutral, d. H. neither sour nor basic. Therefore, it is compatible with both acidic and basic compounds, especially secondary explosives, d. H. There are no decomposition reactions with other explosives during storage. The complex salt is also extremely difficult to dissolve. This also avoids an unwanted decomposition reaction with other explosives.
  • the explosive according to the invention in particular in comparison to tetrazene, can be mixed or brought into contact with a large number of conventional explosives, in particular secondary explosives, without causing a decomposition reaction. In the design of explosives this results in greater freedom in terms of their composition.
  • Another significant advantage of the explosive according to the invention is that it can be prepared very easily and from aqueous solution by precipitation. As a result, the investment costs for production plants are low.
  • the explosive according to the invention if it does not contain a silver-containing complex salt, is not photosensitive. It can therefore be handled without major precautions. This makes its production easy. In addition, the shelf life of the explosive-containing active agents according to the invention is high.
  • the explosive according to the invention has proven to be laser-sensitive. This makes it suitable for the construction of so-called laser igniter, d. H. Igniter in which the initial explosive is ignited by a laser beam.
  • the inventors have found that the properties of an explosive containing the explosive according to the invention, by the choice of explosive, the choice of the counterion, the choice of a mono-, di- or triaminoguanidine and the choice of the ligand potentially oxidizing or energetic ions can be adjusted.
  • the sensitivity of the explosive according to the invention can also be adjusted by the choice of the counterion, the choice of a mono-, di- or triaminoguanidine and the choice of the ligand potentially oxidizing or of the energetic ion.
  • the sensitivity in particular the laser sensitivity, can be adapted to the intended application. It is not necessary to add potassium chlorate, any other chlorate or perchlorate, as is customary with conventional sensitivity-adjusting explosives.
  • the explosive is preferably an initial explosive, in particular one-stage. Since the explosive according to the invention is laser-sensitive, it is particularly suitable as an explosive to be ignited by a laser beam.
  • the counterion can be a Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba, La, Cu, Ni, Fe, Zn, Co, Mn, Cd, In, Al, Cr, Ag, Yb, Y, Gd, hydrazine, guanidine or ammonia ion act.
  • the ligand potentially oxidizing or the energetic ion may be a perchlorate, chlorate, bromate, iodate, periodate, persulphate, trinitromethanate, dinitromethanate, chromate, dichromate, dinitramine, permanganate, nitrotetrazolate, Nitriminotetrazolate, bistetrazolate, bistetrazolyltriazenate, bistetrazolylamine, azotetrazolate or azide ion.
  • an explosive which comprises a mixture of at least two different explosives, each of the different explosives being one of the abovementioned explosives according to the invention. Mixing these different explosives makes it easy to adjust the sensitivity and performance of primers without the addition of foreign matter. It is advantageous if each of the different explosives is such a complex salt, as specified for the explosive according to the invention. Then, the overall composition of the mixture does not change due to ion exchange reactions occurring over time. As a result, the properties of the mixture, such as sensitivity and ignition performance, remain constant even during long storage. As a result, the reliability of the explosive compared to an explosive mixture of very different substances is significantly increased.
  • the invention relates to the use of a complex salt which comprises mono-, di- or triaminoguanidine as ligands, a ligand potentially oxidizing or an energetic ion and a ligand complexed counterion as explosive.
  • the counterion can be a Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba, La, Cu, Ni, Fe, Zn, Co, Mn, Cd, In, Al, Cr, Ag, Yb, Y, Gd, hydrazine, guanidine or ammonia ion.
  • the ligand potentially oxidizing or the energetic ion may be a perchlorate, chlorate, bromate, iodate, periodate, persulphate, trinitromethanate, dinitromethanate, chromate, dichromate, dinitramine, permanganate, , Nitrotetrazolate, nitriminotetrazolate, bistetrazolate, bistetrazolyltriazenate, bistetrazolylamine, azotetrazolate or azide ion.
  • a mixture as an explosive wherein the mixture comprises at least two different explosives, each of the different explosives is an explosive according to the invention.
  • each of the different explosives is such a complex salt as specified for the explosive of the present invention.
  • the explosive may be a, in particular single-stage, initial explosive.
  • the explosive is preferably an explosive for ignition by a laser beam.
  • the explosive shown in the glass capillary is uncompressed nickel di (aminoguanidine) diperchlorate.
  • the capillary contains less than 3 mg of the explosive. Even this small amount of explosive was able to ignite a secondary charge of Nitropenta when ignited by a glowing flame of the fuse and thus serve as an igniter.
  • the critical diameter of the explosive is very small. A comparable igniter with lead azide would require about 20 mg of lead azide.
  • the metal salt to be complexed with the complex images of potentially oxidizing anion, such as nitrate or perchlorate, is added as a solution at a concentration of 0.4 mol / l at once, unless otherwise specified.
  • the resulting solution is boiled for five minutes and then allowed to stand at room temperature for at least four hours.
  • the resulting crystals are filtered, washed with a small amount of distilled water and then twice with ethanol and dried at 30 ° C.
  • the procedure is as in general working procedure 1, wherein instead of the complexed image complexing salt solution, unless otherwise stated in a concentration of 1 mol / l, is used.
  • the salt consists of the Komplexsentkation and the complex images potentially oxidizing anion.
  • the salt may be, for example, monoaminoguanidine perchlorate.
  • the Saline solution is prepared from complexed hydrogencarbonate and corresponding acid in the correct molar ratio directly in solution, whereby the resulting carbon dioxide escapes.
  • the procedure is as in general procedure 1, wherein instead of the metal salt, a solid Metallamminkomplexsalz and instead of the slurried complexing complex complexing salt solution is used.
  • a solid Metallamminkomplexsalz instead of the slurried complexing complex complexing salt solution is used.
  • monoaminoguanidine perchlorate is provided as a solution as described in General Procedure 2 and solid metal ammine perchlorate, for example, nickel ammine perchlorate, is added to this solution.
  • AAV 1 was used. In this case, 1.36 g (10.0 mmol) of monoaminoguanidine hydrogencarbonate and 1.4 g (4.0 mmol) of nickel perchlorate hexahydrate were used. The yield was 40% in the form of orange crystals.
  • the lead block bulking of lead azide is 11.0 cc / g, of lead neurite 13.0 cc / g, of TNT 30.0 cc / g and of hexogen 48.0 cc / g.
  • Examination of the laser sensitivity revealed that the explosive could be detonated using 532 nm radiation and 630 nm radiation.
  • the preparation was carried out according to AAV 1. There were used 1.36 g (10 mmol) of monoaminoguanidine hydrogencarbonate in 10 ml of water and 1.46 g (4 mmol) of cobalt (II) perchlorate hexahydrate in 10 ml of water. The cobalt carbonate formed in the reaction is filtered off from the hot solution and the filtrate was concentrated. The result is a dark brown, almost black syrup, which explodes at 200 ° C strong. Crystal formation did not occur.
  • the preparation was carried out according to AAV 1. There were used 1.36 g (10 mmol) of monoaminoguanidine hydrogencarbonate in 10 ml of water and 1.2 g (4 mmol) of cobalt (II) nitrate hexahydrate in 10 ml of water. The formed cobalt carbonate is filtered off from the hot solution and the filtrate is concentrated. The result is a dark brown syrup. Crystal formation did not occur. The substance decomposes at 150 ° C under gasification.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sprengstoff umfassend ein Komplexsalz, welches Mono-, Di- oder Triaminoguanidin als Liganden, ein den Liganden potentiell oxidierendes oder ein energetisches Ion und ein vom Liganden komplexiertes Gegenion umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sprengstoff umfassend eine Aminoguanidinverbindung.
  • Aus Jensen, K. A. und Nygaard, B., Acta Chemica Scandinavica 3 (1949), Seiten 481-486 sind Nickelverbindungen von Aminoguanidin, Diaminoguanidin und Triaminoguanidin bekannt.
  • Aus der WO 2006/128910 ist ein pyrotechnisches Mittel bekannt, dass als Komponente ein Aminoguanidin-5,5'-Azotetrazolat enthält.
  • Derzeit sind Zünder stets mehrstufig aufgebaut. Sie weisen mindestens zwei, üblicherweise aber drei bis fünf Stufen auf. Jede dieser Stufen muss separat zusammengesetzt und gepresst werden. Dadurch sind die Zahl der Fehlermöglichkeiten bei der Herstellung sowie der Aufwand und die Kosten der Herstellung verhältnismäßig hoch. Es sind bisher jedoch keine Initialsprengstoffe bekannt, deren Zündleistung ausreichen würde, um einen einstufigen Zünder bereitstellen zu können.
  • Zur Einstellung der Empfindlichkeit von Initialsprengstoffen wird üblicherweise Tetrazen eingesetzt. Tetrazen ist jedoch thermisch sehr instabil. Es zerfällt bereits bei 120°C. Pro Jahr zersetzen sich 2 bis 5% des Tetrazens unter normalen Lagerungsbedingungen eines Sprengstoffs. Dadurch verändern sich die Eigenschaften eines Tetrazen enthaltenden Sprengstoffs. Darüber hinaus setzt der Zusatz von Tetrazen die Zündleistung eines Sprengstoffs herab. Wird zum Ausgleich Bleiazid und/oder Bleitrizinat beigemischt, wird der Sprengstoff thermisch instabil und bleihaltig. Tetrazen ermöglicht daher nicht die Herstellung eines bleifreien lnitialsprengstoffs. Auch das ersatzweise eingesetzte Diazol zerfällt bereits bei 150°C. Bei Lagerung zersetzt es sich so, dass eine sichere Einsatzfähigkeit nach 5 bis 10 Jahren nicht mehr gewährleistet werden kann.
  • Als Ersatz für Tetrazen ist ein Bleisalz von bis-Tetrazolyltriazenat bekannt. Die Verwendung von Bleisalzen sollte jedoch generell aus Umweltschutzgründen und wegen der Gefährdung der Gesundheit der an der Produktion beteiligten Personen vermieden werden.
  • Zur Einstellung der Empfindlichkeit eines Sprengstoffs werden oft Gemische mit so vielen Komponenten eingesetzt, dass nicht vorherzusagen ist, wie sich ein solches Gemisch bei längerer Lagerung verändert und wie sich dadurch die Zündeigenschaften des Sprengstoffs ändern.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sprengstoff bereitzustellen, der als Initialsprengstoff verwendet werden kann und der insbesondere eine ausreichende Zündleistung bereitstellen kann, um einen einstufigen Zünderaufbau zu ermöglichen. Bei dem Sprengstoff sollen weder Tetrazen noch kompliziert zusammengesetzte Gemische zum Erreichen der erforderlichen Empfindlichkeit und Zündleistung erforderlich sein. Darüber hinaus soll der Sprengstoff lagerstabiler sein als bisher bekannte, insbesondere Tetrazen enthaltende, Sprengstoffe. Weiterhin soll eine Verwendung des Sprengstoffs angegeben werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7 und 9 bis 14.
  • Erfindungsgemäß ist ein Sprengstoff umfassend ein Komplexsalz, welches Mono-, Dioder Triaminoguanidin als Liganden, ein den Liganden potentiell oxidierendes oder ein energetisches Ion und ein vom Liganden komplexiertes Gegenion umfasst, vorgesehen. Bei einem den Liganden potentiell oxidierenden Ion handelt es sich um ein Ion, dass dazu in der Lage ist, den Liganden in einer Redoxreaktion zu oxidieren.
  • Die Erfinder des erfindungsgemäßen Sprengstoffs haben festgestellt, dass das genannte Komplexsalz eine sehr hohe Leistung zeigt. Seine Dichte kann 2000 kg/m3 übersteigen. So betragen 90% der theoretischen Dichte eines Monoaminoguanidinkomplexsalzes mit einem Nickel-Ion als Gegenion und einem Perchlorat-Ion als den Liganden potentiell oxidierendem oder als energetischem Ion 2130 kg/m3, während 90% der theoretischen Dichte von Hexogen nur 1625 kg/m3 betragen. Der Detonationsdruck des genannten Komplexsalzes beträgt bei 90% theoretischer Dichte 330 kbar und die Detonationsgeschwindigkeit 8175 m/s. Der Detonationsdruck von Hexogen beträgt bei 90% der theoretischen Dichte 265 kbar und die Detonationsgeschwindigkeit 8260 m/s. 90% der theoretischen Dichte werden als grober Schätzwert für die erreichbare Pressdichte angenommen.
  • Der erfindungsgemäße Sprengstoff kann sowohl als Initialsprengstoff als auch als Sekundärsprengstoff eingesetzt werden. Er ist hochenergetisch und energetischer als viele herkömmliche Initialsprengstoffe und Sekundärsprengstoffe. Der Detonationsdruck des erfindungsgemäßen Sprengstoffs kann in Einzelfällen sogar den Detonationsdruck von Hexogen übersteigen.
  • Die Zündleistung des erfindungsgemäßen Sprengstoffs ist verhältnismäßig hoch. Sie ist höher als die Zündleistung von Bleiazid und ermöglicht die Bereitstellung eines einstufigen bleifreien Zünders. Aufgrund der hohen Zündleistung kann mit dem Sprengstoff sogar ein miniaturisierter einstufiger Zünder bereitgestellt werden. Der erfindungsgemäße Sprengstoff weist außerdem einen außerordentlich kleinen kritischen Durchmesser auf. Der kritische Durchmesser ist der minimale Durchmesser eines Sprengstoffs, bei dem dieser noch detoniert.
  • Weiterhin ist der erfindungsgemäße Sprengstoff neutral, d. h. weder sauer noch basisch. Daher verträgt er sich sowohl mit sauren als auch mit basischen Verbindungen, insbesondere Sekundärsprengstoffen, d. h. es kommt nicht zu Zersetzungsreaktionen mit anderen Sprengstoffen während der Lagerung. Das Komplexsalz ist darüber hinaus äußerst schwerlöslich. Auch dadurch wird eine ungewollte Zersetzungsreaktion mit anderen Sprengstoffen vermieden.
  • Durch die gute Verträglichkeit kann der erfindungsgemäße Sprengstoff, insbesondere im Vergleich zu Tetrazen, mit einer großen Zahl herkömmlicher Sprengstoffe, insbesondere Sekundärsprengstoffe, gemischt oder in Kontakt gebracht werden, ohne dass es zu einer Zersetzungsreaktion kommt. Bei der Gestaltung von Sprengsätzen ergibt sich dadurch eine größere Gestaltungsfreiheit im Hinblick auf deren Zusammensetzung.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Sprengstoffs besteht darin, dass dieser sehr einfach und aus wässriger Lösung durch Ausfällen hergestellt werden kann. Dadurch sind die Investitionskosten für Produktionsanlagen gering.
  • Im Gegensatz zu anderen Initialsprengstoffen ist der erfindungsgemäße Sprengstoff, sofern er kein Silber enthaltendes Komplexsalz enthält, nicht lichtempfindlich. Er kann daher ohne größere Vorsichtsmaßnahmen gehandhabt werden. Dadurch ist dessen Herstellung einfach. Darüber hinaus ist die Lagerfähigkeit von den erfindungsgemäßen Sprengstoff enthaltenden Wirkmitteln hoch.
  • Weiterhin hat sich der erfindungsgemäße Sprengstoff als laserempfindlich erwiesen. Dadurch eignet er sich für den Bau sogenannter Laserzünder, d. h. Zünder, bei denen der lnitialsprengstoff durch einen Laserstrahl gezündet wird.
  • Darüber hinaus haben die Erfinder festgestellt, dass die Eigenschaften eines Sprengsatzes, der den erfindungsgemäßen Sprengstoff enthält, durch die Wahl der Sprengstoffmenge, die Wahl des Gegenions, die Wahl eines Mono-, Di- oder Triaminoguanidins und die Wahl des den Liganden potentiell oxidierenden oder des energetischen Ions eingestellt werden können. Auch die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Sprengstoffs kann durch die Wahl des Gegenions, die Wahl eines Mono-, Di- oder Triaminoguanidins und die Wahl des den Liganden potentiell oxidierenden oder des energetischen Ions eingestellt werden. Dadurch kann die Empfindlichkeit, insbesondere auch die Laserempfindlichkeit, an die vorgesehene Anwendung angepasst werden. Ein Zusatz von Kaliumchlorat, einem anderen Chlorat oder Perchlorat, wie er bei herkömmlichen Sprengsätzen zur Einstellung der Empfindlichkeit üblich ist, ist nicht erforderlich.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sprengstoff um einen, insbesondere einstufigen, Initialsprengstoff. Da der erfindungsgemäße Sprengstoff laserempfindlich ist, eignet er sich besonders gut als ein durch einen Laserstrahl zu zündender Sprengstoff.
  • Bei dem Gegenion kann es sich um ein Na-, K-, Ca-, Mg-, Sr-, Ba-, La-, Cu-, Ni-, Fe-, Zn-, Co-, Mn-, Cd-, In-, Al-, Cr-, Ag-, Yb-, Y-, Gd-, Hydrazin-, Guanidin- oder Ammoniak-Ion handeln.
  • Das den Liganden potentiell oxidierende oder das energetische Ion kann ein Perchlorat-, Chlorat-, Bromat-, Jodat-, Perjodat-, Persulphat-, Trinitromethanat-, Dinitromethanat-, Chromat-, Dichromat-, Dinitramin-, Permanganat-, Nitrotetrazolat-, Nitriminotetrazolat-, Bistetrazolat-, Bistetrazolyltriazenat-, Bistetrazolylamin-, Azotetrazolat- oder Azid-lon sein.
  • Besonders vorteilhaft ist ein Sprengstoff, der ein Gemisch aus mindestens zwei unterschiedlichen Sprengstoffen umfasst, wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe einer der bisher genannten erfindungsgemäßen Sprengstoffe ist. Durch das Mischen dieser unterschiedlichen Sprengstoffe lässt sich die Empfindlichkeit und die Leistung von Zünd- und Anzündsätzen ohne den Zusatz von Fremdstoffen einfach einstellen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein solches Komplexsalz ist, wie es für den erfindungsgemäßen Sprengstoff spezifiziert wurde. Dann ändert sich die Gesamtzusammensetzung des Gemischs durch mit der Zeit darin stattfindende lonenaustauschreaktionen nicht. Dadurch bleiben die Eigenschaften des Gemischs, wie Empfindlichkeit und Zündleistung, auch bei langer Lagerung konstant. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Sprengstoffs gegenüber einem Sprengstoffgemisch aus ganz verschiedenen Stoffen erheblich erhöht.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines Komplexsalzes, welches Mono-, Di- oder Triaminoguanidin als Liganden, ein den Liganden potentiell oxidierendes oder ein energetisches Ion und ein vom Liganden komplexiertes Gegenion umfasst, als Sprengstoff. Das Gegenion kann dabei ein Na-, K-, Ca-, Mg-, Sr-, Ba-, La-, Cu-, Ni-, Fe-, Zn-, Co-, Mn-, Cd-, In-, Al-, Cr-, Ag-, Yb-, Y-, Gd-, Hydrazin-, Guanidin- oder Ammoniak-Ion sein. Bei dem den Liganden potentiell oxidierenden oder dem energetischen Ion kann es sich um ein Perchlorat-, Chlorat-, Bromat-, Jodat-, Perjodat-, Persulphat-, Trinitromethanat-, Dinitromethanat-, Chromat-, Dichromat-, Dinitramin-, Permanganat-, Nitrotetrazolat-, Nitriminotetrazolat-, Bistetrazolat-, Bistetrazolyltriazenat-, Bistetrazolylamin-, Azotetrazolat- oder Azid-lon handeln. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Gemischs als Sprengstoff, wobei das Gemisch mindestens zwei unterschiedliche Sprengstoffe umfasst, wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein erfindungsgemäßer Sprengstoff ist. Vorzugsweise ist jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein solches Komplexsalz, wie es für den erfindungsgemäßen Sprengstoff spezifiziert wurde. Der Sprengstoff kann ein, insbesondere einstufiger, lnitialsprengstoff sein. Bevorzugt ist der Sprengstoff ein Sprengstoff zum Zünden durch einen Laserstrahl.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Fig. 1 und von Ausführungsbeispielen erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt zum Größenvergleich links ein Streichholz und rechts einen Zentimetermaßstab. In der Mitte ist eine Glaskapillare mit einer schwarzen Zündschnur zu sehen. Im unteren Teil der Glaskapillare befindet sich ein erfindungsgemäßer Sprengstoff.
  • Bei dem in Fig. 1 in der Glaskapillare gezeigten Sprengstoff handelt es sich um nicht verdichtetes Nickel-di(aminoguanidin)diperchlorat. In der Kapillare sind weniger als 3 mg des Sprengstoffs enthalten. Bereits diese geringe Menge des Sprengstoffs war in der Lage, bei Zündung durch eine glühende Flamme der Zündschnur eine Sekundärladung aus Nitropenta zu zünden und damit als Zünder zu dienen. Der kritische Durchmesser des Sprengstoffs ist sehr klein. Ein vergleichbarer Zünder mit Bleiazid würde etwa 20 mg Bleiazid erfordern.
    • 1. Allgemeine Arbeitsvorschriften zur Herstellung des Sprengstoffs 1.1 Allgemeine Arbeitsvorschrift 1 (AAV 1)
  • Der Komplexbilder (= Ligand) Mono-, Di- oder Triaminoguanidin wird in kaltem Wasser aufgeschlämmt und die Konzentration, wenn nicht anders angegeben, auf 1 mol/l eingestellt. Das zu komplexierende Metallsalz mit den Komplexbilder potentiell oxidierendem Anion, wie zum Beispiel Nitrat oder Perchlorat, wird als Lösung, wenn nicht anders angegeben mit einer Konzentration von 0,4 mol/l, auf einmal zugegeben. Die resultierende Lösung wird für fünf Minuten gekocht und danach bei Raumtemperatur mindestens vier Stunden stehen gelassen. Die dabei entstandenen Kristalle werden filtriert, mit einer kleinen Menge destilliertem Wasser und anschließend zwei Mal mit Ethanol gewaschen und bei 30°C getrocknet.
    • 1.2 Allgemeine Arbeitsvorschrift 2 (AAV 2)
  • Es wird wie bei der allgemeinen Arbeitsvorschrift 1 vorgegangen, wobei statt dem Komplexbilder eine Komplexbildersalzlösung, wenn nicht anders angegeben in einer Konzentration von 1 mol/l, eingesetzt wird. Das Salz besteht dabei aus dem Komplexbilderkation und dem den Komplexbilder potentiell oxidierenden Anion. Bei dem Salz kann es sich beispielsweise um Monoaminoguanidinperchlorat handeln. Die Salzlösung wird aus Komplexbilderhydrogencarbonat und entsprechender Säure im richtigen molaren Verhältnis direkt in Lösung hergestellt, wobei das dabei entstehende Kohlendioxid entweicht.
    • 1.3 Allgemeine Arbeitsvorschrift 3 (AAV 3)
  • Es wird wie bei der allgemeinen Arbeitsvorschrift 1 vorgegangen, wobei statt des Metallsalzes ein festes Metallamminkomplexsalz und statt des aufgeschlämmten Komplexbilders eine Komplexbildersalzlösung eingesetzt wird. Beispielsweise wird zur Herstellung von Metallmonoaminoguanidinperchlorat Monoaminoguanidinperchlorat als Lösung wie in der allgemeinen Arbeitsvorschrift 2 beschrieben bereitgestellt und zu dieser Lösung festes Metallamminperchlorat, beispielsweise Nickelamminperchlorat, zugesetzt.
    • 2. Herstellung von Sprengstoffen 2.1 Herstellung von Nickel(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat nach einem ersten Verfahren
  • Es wurde nach AAV 1 vorgegangen. Dabei wurden 1,36 g (10,0 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat und 1,4 g (4,0 mmol) Nickelperchlorathexahydrat eingesetzt. Die Ausbeute betrug 40% in Form orangener Kristalle.
    • 2.2 Herstellung von Nickel(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat nach einem zweiten Verfahren
  • Es wurde nach AAV 2 vorgegangen. Dabei wurden 1,6 g (12,0 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat und 2,0 g 60 %ige Perchlorsäure in 25 ml Wasser sowie 1,4 g (4,0 mmol) Nickelperchlorathexahydrat eingesetzt. Die Ausbeute betrug 70% in Form orangener Kristalle.
    • 2.3 Herstellung von Nickel(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat nach einem dritten Verfahren
  • Es wurde nach AAV 3 vorgegangen. Dabei wurden 1,6 g (12,0 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat, 2,0 g 60 %ige Perchlorsäure in 25 ml Wasser und 1,0 g (2,8 mmol) Hexaamminnickelperchlorat eingesetzt. Die Ausbeute betrug 89% (2,5 mmol) in Form dunkelorangener Kristalle. Die Kristalle haben sich als sehr leistungsstarker Initialsprengstoff erwiesen. Bei der zur Untersuchung des Arbeitsvermögens eingesetzten Bleiblockausbauchung nach Trauzl zeigte das Nickel(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat eine Ausbauchung von 39,6 cm3/g. Im Vergleich dazu beträgt die Bleiblockausbauchung von Bleiazid 11,0 cm3/g, von Bleitrizinat 13,0 cm3/g, von TNT 30,0 cm3/g und von Hexogen 48,0 cm3/g. Bei Untersuchung der Laserempfindlichkeit zeigte sich, dass der Sprengstoff mittels 532 nm-Strahlung zur Detonation und mittels 630 nm-Strahlung zur Deflagration gebracht werden konnte.
    • 2.4 Herstellung von Kupfer(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat
  • Die Herstellung erfolgte nach AAV 1. Es wurden 1,5 g (11 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat in 10 ml Wasser und 2,0 g (5,4 mmol) Kupferperchlorathexahydrat in 10 ml Wasser eingesetzt. Abweichend von der AAV 1 wurde die Lösung nicht gekocht. Die Umsetzung erfolgte bei Raumtemperatur. Die Ausbeute betrug 72% = 1,6 g (3,9 mmol) in Form dunkelvioletter Kristalle. Der gebildete Stoff stellt einen sehr leistungsstarken Initialsprengstoff dar. Die Bleiblockausbauchung nach Trauzl beträgt 38,2 cm3/g. Der Stoff ist laserempfindlich. Er kann mittels 630 nm-Strahlung zur Deflagration gebracht werden.
    • 2.5 Herstellung von Kobalt(II)di(monoaminoguanidin)diperchlorat
  • Die Herstellung erfolgte nach AAV 1. Es wurden 1,36 g (10 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat in 10 ml Wasser und 1,46 g (4 mmol) Kobalt(II)perchlorathexahydrat in 10 ml Wasser eingesetzt. Das bei der Umsetzung gebildete Kobaltcarbonat wird aus der heißen Lösung abfiltriert und das Filtrat eingeengt. Es entsteht ein dunkelbrauner, fast schwarzer Sirup, der bei 200°C stark explodiert. Eine Kristallbildung erfolgte nicht.
    • 2.6 Herstellung von Kobalt(II)di(monoaminoguanidin)dinitrat
  • Die Herstellung erfolgte nach AAV 1. Es wurden 1,36 g (10 mmol) Monoaminoguanidinhydrogencarbonat in 10 ml Wasser und 1,2 g (4 mmol) Kobalt(II)nitrathexahydrat in 10 ml Wasser eingesetzt. Das gebildete Kobaltcarbonat wird aus der heißen Lösung abfiltriert und das Filtrat eingeengt. Es entsteht ein dunkelbrauner Sirup. Eine Kristallbildung erfolgte nicht. Der Stoff zersetzt sich bei 150°C unter Vergasung.

Claims (14)

  1. Sprengstoff umfassend ein Komplexsalz, welches Mono-, Di- oder Triaminoguanidin als Liganden, ein den Liganden potentiell oxidierendes oder ein energetisches Ion und ein vom Liganden komplexiertes Gegenion umfasst.
  2. Sprengstoff nach Anspruch 1,
    wobei der Sprengstoff ein, insbesondere einstufiger, Initialsprengstoff ist.
  3. Sprengstoff nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei der Sprengstoff ein durch einen Laserstrahl zu zündender Sprengstoff ist.
  4. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Gegenion ein Na-, K-, Ca-, Mg-, Sr-, Ba-, La-, Cu-, Ni-, Fe-, Zn-, Co-, Mn-, Cd-, In-, Al-, Cr-, Ag-, Yb-, Y-, Gd-, Hydrazin-, Guanidin- oder Ammoniak-Ion ist.
  5. Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das den Liganden potentiell oxidierende oder das energetische Ion ein Perchlorat-, Chlorat-, Bromat-, Jodat-, Perjodat-, Persulphat-, Trinitromethanat-, Dinitromethanat-, Chromat-, Dichromat-, Dinitramin-, Permanganat-, Nitrotetrazolat-, Nitriminotetrazolat-, Bistetrazolat-, Bistetrazolyltriazenat-, Bistetrazolylamin-, Azotetrazolat- oder Azid-Ion ist.
  6. Sprengstoff umfassend ein Gemisch aus mindestens zwei unterschiedlichen Sprengstoffen, wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein Sprengstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.
  7. Sprengstoff nach Anspruch 6,
    wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein wie in den Ansprüchen 1 bis 5 spezifiziertes Komplexsalz ist.
  8. Verwendung eines Komplexsalzes, welches Mono-, Di- oder Triaminoguanidin als Liganden, ein den Liganden potentiell oxidierendes oder ein energetisches Ion und ein vom Liganden komplexiertes Gegenion umfasst, als Sprengstoff.
  9. Verwendung nach Anspruch 8,
    wobei das Gegenionen ein Na-, K-, Ca-, Mg-, Sr-, Ba-, La-, Cu-, Ni-, Fe-, Zn-, Co-, Mn-, Cd-, In-, Al-, Cr-, Ag-, Yb-, Y-, Gd-, Hydrazin-, Guanidin- oder Ammoniak-Ion ist.
  10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9,
    wobei das den Liganden potentiell oxidierende oder das energetische Ion ein Perchlorat-, Chlorat-, Bromat-, Jodat-, Perjodat-, Persulphat-, Trinitromethanat-, Dinitromethanat-, Chromat-, Dichromat-, Dinitramin-, Permanganat-, Nitrotetrazolat-, Nitriminotetrazolat-, Bistetrazolat-, Bistetrazolyltriazenat-, Bistetrazolylamin-, Azotetrazolat- oder Azid-Ion ist.
  11. Verwendung eines Gemischs als Sprengstoff,
    wobei das Gemisch mindestens zwei unterschiedliche Sprengstoffe umfasst, wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein Sprengstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ist.
  12. Verwendung nach Anspruch 11,
    wobei jeder der unterschiedlichen Sprengstoffe ein wie in den Ansprüchen 1 bis 5 spezifiziertes Komplexsalz ist.
  13. Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    wobei der Sprengstoff ein, insbesondere einstufiger, Initialsprengstoff ist.
  14. Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    wobei der Sprengstoff ein Sprengstoff zum Zünden durch einen Laserstrahl ist.
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