NO117014B - - Google Patents

Description

Mellomprodukt for fremstilling av sprengstoff samt fremgangsmåte for fremstilling av slikt mellomprodukt og fremgangsmåte for fremstilling av sprengstoff under anvendelse av mellomproduktet.

Oppfinnelsen angår et mellomprodukt

som inneholder nitrocellulose og som er

særlig godt egnet for fremstilling av

sprengstoffer av den art som inneholder

nitroglycerin, nitroglykol, dinitrodiglykol

eller blandinger av disse, eventuelt med

øvrige frysepunktnedsettende tilblandinger,

i det følgende kalt sprengolje, hvor sprengoljen er helt eller delvis gelatinert ved tilsetning av nitrocellulose.

Oppfinnelsen vedrører ennvidere en

fremgangsmåte for fremstilling av slikt

mellomprodukt og en fremgangsmåte for

fremstilling av ferdige sprengstoffer under

anvendelse av mellomprodukt.

Tørr nitrocellulose er meget lett an-tennelig, og som følge av dette farlig å

lagre, transportere og håndtere. Vanlig

praksis ved fremstilling av gelatinerte

sprengstoffer med sprengolje og nitrocellulose går ut på å anvende nitrocellulosen i

tørr form, hvorved faren for eksplosjon

alltid må holdes for øye. Denne metoden

medfører at man må holde lagret større

mengder lettantennelig, eksplosjonsfårlig

nitrocellulose, fordi tørringen i alminnelighet foregår ved lav temperatur over et rela-tivt langt tidsrom. Videre medfører metoden at blandingen av sprengolje og den

tørre nitrocellulosen ikke uten videre kan

skje i samme hus, eller i samme maskin,

hvor innblandingen av de øvrige sprengstoff komponenter foregår (ammoniumnitrat etc).

Anvendelsen av tørr nitrocellulose ved

fremstilling av sprengstoffer medfører som det vil forståes mange ulemper og risiko-momenter. Man har søkt å unngå disse vanskeligheter ved å anvende nitrocellulose i mer eller mindre fuktig form, idet fukt-ningsmidlet i alminnelighet er vann. Et høyt innhold av vann i sprengstoff er imid-lertid som regel ikke ønskelig. Et lavere innhold av vann i nitrocellulosen (f. eks. 2—12 pst.) kan i visse tilfeller være ube-tenkelig for det ferdige sprengstoff, men kompliserer fremstillingsmåten delvis på grunn av vanskeligere dosering av nitrocellulosen og særlig på grunn av langsom-mere gelatinering.

Vanlig ikke-gelatinerende fuktnings-midler for nitrocellulose, f. eks. etanol, bu-tanol, har videre vist seg ugunstige, spe-sielt på grunn av disse midlers ugunstige virkning på nitrocellulosens gelatinering med sprengolje (nedsatt gelatineringshas-tighet).

Foreliggende oppfinnelse går ut på et nitrocelluloseholdig mellomprodukt for fremstilling av sprengstoffer av nevnte art, hvor faren ved lagirng, transport og hånd-tering av nitrocellulosen er eliminert eller i det minste redusert, samtidig som nitrocellulosen foreligger i en med sprengolje lett og hurtig gelatinerbar form. Herved muliggjøres en rasjonell fremgangsmåte for fremstilling av sprengstoffer på nitrocellulose- og, sprengolje-basis ved hvilken faren for ulykker er minst mulig. Mellomproduktet ifølge oppfinnelsen består av nitrokullvannstoffer av ikke høy-eksplosiv karakter og som dessuten virker oppløsende eller svellende på nitrocellulose, f.eks. mononitronaftalin, dinitrotoluen, eller blandinger av disse med en mindre del trinitro-toluen, hvor de aromatiske nitrokullvannstoffer er fysikalsk-kjemisk bundet til nitrocellulosen på en slik måte at de ikke lar seg fjerne ved fordampning, hvorved produktet permanent vil oppvise den egenskap ikke å kunne eksplodere ved initiering med noen fenghette og ikke kunne brenne uten ekstra surstofftilførsel. De anvendte nitrokullvannstoffer er fortrinsvis, etter vanlig sprogbruk, ikke flyktige forbindelser, og de har den egenskap at de virker opp-løsende eller i det minste svellende på nitrocellulose, enten alene eller i innbyrdes blanding. Karakteristisk for de aktuelle nitrokullvannstoffer er at de ikke lar seg fjerne fra forbindelsen med nitrocellulosen ved fordampning, sublimasjon eller lignen-de. Blant mulige forbindelser av denne type, som må virke flegmatiserende på nitrocellulose, velges fortrinnsvis slike som er ønskelig, eller i det minste uskadelig, i det ferdige sprengstoff. Som eksempler kan nevnes mononitronaftalin, dinitrotoluen eller blandinger av disse, hvor eventuelt trinitrotoluen kan inngå som en bestand-del av de aromatiske nitrokullvannstoffer, men da i minoritet og på en slik måte at mellomproduktets ueksplosive karakter bi-beholdes. Sistnevnte tilfelle vil foreligge når der benyttes teknisk dinitrotoluen hvor trinitrotoluen kan være en naturlig be-standdel avhengig av disponeringen av bi-produktene fra T.N.T.-prosessen.

Fortrinnsvis skal mellomproduktet inneholde nitrocellulose og aromatiske nitrokullvannstoffer av nevnte art i forholdet fra 1 : 3, til 1 : 8.

Ved en særlig gunstig utførelsesform er det aromatiske nitrokullvannstoff av nevnte art eller blandinger av disse opp-arbeidet i emulsjonsform med vann under tilsetning av ett eller flere oyerflateaktive stoffer eller emulgeringsmidler, før reak-sjonen med nitrocellulosen.

Det ferdige mellomprodukt kommer derved til å inneholde rester etter disse emulgeringsmidler. Disse må derfor velges slik at de ikke har skadelig innflytelse på det ferdige sprengstoff. Emulgeringsmid-lene anvendes i en mengde tilsvarende 0.5 til 3 pst. av de anvendte nitrokullvannstoffer.

Som egnete emulgeringsmidler for de aktuelle nitrokullvannstoffer i vann, er funnet kjemisk stabile fortrinnsvis hydro-file overflateaktive stoffer som befordrer «olje-i-vann»-emulsjon. Disse midler er å finne blant anionaktive stoffer som såper, organiske aminoforbindelser som danner såper med høyere fettsyrer, sulfaterte oljer og alkoholer, alifatiske og aromatiske sul-fonater, så vel som blant kationaktive stoffer, som quaternære ammoniumsalter med minst en høyere kullvannstoffkjede, og ikke ioniserte stoffer, som estere og etere av høyere fettsyrer og alkoholer, fettsyre-estere av flerverdige alkoholer som kon-densasjonsprodukter med etylenoksyd. Dessuten er finpulveriserte faste partikler anvendelig som emulgeringsmiddel, f. eks. siliciumdioksyd («silicagel»).

Mellomproduktet ifølge oppfinnelsen fremstilles fortrinnsvis ved at en vandig suspensjon åv nitrocellulose tilsettes nitrokullvannstoff-emulsjonen, hvoretter blandingen avvannes. Avvanningen kan fortrinsvis skje ved avsuging av vann på ark-f or mer av kjent type og etterfølgende tørring ved strømmende luft med egnet temperatur og tørrhetsgrad. Mellompro-dukter fåes i så fall i form av porøse ark. Temperaturen under blandingen må ligge under smeltepunktet for det anvendte nitrokullvannstoff (eventuelt dinitrotoluen). På denne måte reduseres gelatine-ringsgraden og produktets porøsitet økes.

Ved anvendelse av nevnte overflateaktive stoffer eller emulgeringsmidler opp-nåes blant annet at der fåes en særlig homogen blanding som lar seg forme til ark, plater eller annen hensiktsmessig form som fortrinnsvis er porøs (filt eller svamp). Den porøse form har stor sugeevne overfor sprengolje, hvorved dispergering og gelatinering lettes betydelig. Porøsiteten kan hensiktsmessig være slik at den spesifike vekt av mellomproduktet i tørr form er lavere enn 1, for eks. ca. 0.5.

Tørringen utføres fordelaktig med luft som er tørret eller oppvarmet, for eks. til 35_100° C.

Et mellomprodukt av denne art kan uten fare lagres, transporteres og bearbei-des, (males, knuses, blandes etc), og fremstillingen av bruksferdig mellomprodukt kan foregå i takt med forbruket, eventuelt i nærheten av bruksstedet, slik at større mellomlager kan unngåes.

Ved bruk av dette mellomprodukt opp-deles således fremstillingsprosessen for det ferdige sprengstoff i to adskilte trinn, idet der i det første trinn fremstilles et mellomprodukt, som har betydelig mindre brennbarhet enn tørr nitrocellulose, og dette mellomprodukt anvendes deretter straks eller senere for fremstilling av det ferdige sprengstoff.

Ved fremstilling av ferdig sprengstoff under anvendelse av det nye mellomprodukt blandes dette, i hel eller i desintegrert form, med sprengolje på i og for seg kjent måte. Mellomproduktet lar seg lett disper-gere i sprengolje, f. eks. i løpet av et halvt minutt, og full gelatinering til ønsket viskositet vil kunne gjennomføres f. eks. i løpet av 4 minutter uten vesentlig tempera-turforhøyelse.

Den dannede sprenggelatin anvendes som sprengstoff enten som sådan eller i blanding, som foretas øyeblikkelig eller senere på kjent måte med øvrige sprengstoffkomponenter av kjent art, som anorganiske surstoffbærende eller ikke surstoffbærende salter (f. eks. ammoniumnitrat, natrium-klorid), organisk brennbart eller eksplosivt materiale (f; eks. tremel, trinitrotoluen) og øvrige normale sprengstoffkomponenter (f. eks. metallpulver, f arvestoffer etc). Som eksempler på aktuelle sprengstoffer av nevnte type kan nevnes gelatindynamitt (gummidynamitt), plastiske, halvplastiske eller pulverformige sikkerhetssprengstoffer og kullgrubesprengstoffer.

Oppfinnelsen skal i det følgende klar-gjøres ved en del eksempler på fremstillingen av det nye mellomprodukt, eksempel 1—5, og eksempler på fremstillingen av det ferdige sprengstoff under anvendelse av mellomproduktet, eksempel 6 og 7.

Eksempel 1: («NC -svamp»). Nitrocellulose/dinitrotoluen forholdet 1:3.

En vandig suspensjon inneholdende 15 g dynamittnitrocellulose tilsettes under intens omrøring en emulsjon av 45 g dinol (teknisk dinitrotoluen) i vann. Emulsjo-nen er fremstillet under anvendelse av 1 g tyrkiskrødt olje sulfatert castorolje) som emulgator. Den flytende blanding av nitrocellulose og dinol formes til ark på porøst underlag, og hovedparten av vannet suges av ved anvendelse av vakuum. Restvannet fjernes ved tørring med luft av 100° C. Produktet foreligger som porøst ark (filt, svamp) med spesifikk vekt ca. 0.5. Produktet både i hel og i desintegrert form tennes betydelig vanskeligere med åpen flamme enn tørr nitrocellulose.

Eksplosjonspunktet ble undersøkt ved opphetning méd en temperaturstigning på 5° C pr. min. Forsøket ble avbrutt ved 275° C uten at produktene ved noen av 6 parallelle forsøk hadde eksplodert. Nitrocellulose oppvarmet på samme måte eks-ploderer ved ca. 180° C.

En påsatt brann utvikler seg langsomt

og slukker hvis luft.tilgang hindres. I

Produktet ekspdorerer ikke ved slag (stål mot stål) i fallhammer ved fall av 2 kg.s lodd fra 2 meters høyde.

Produktet lar seg ikke initiere med den

største sivile fenghette (nr. 8).

Den kjemiske stabilitet av produktet så vel alene som i blanding med nitroglycerin er vesentlig bedre enn de enkelte komponenter når stabiliteten undersøkes på vanlig måte ved 65.5° C, 71° C og 80° C. Jodkaliumtest (Abeltest), 132° Bergmann Junk test og 135° metylfiolettest.

Produktet dispergeres lett og gelatine-rer hurtig når det røres ut i sprengolje ved vanlig romtemperatur.

Eksempel 2: («NC-svamp»).

Nitrocellulose/dinitrotoluen i forholdet 1:8.

Det ble fremstillet et produkt på samme måte som i eksempel 1, men blandingsforholdet mellom N.C. og D.N.T. var 1 : 8 og mengden av emulgator var 3 g. Tørringen ble foretatt ved strømmende luft av 35° C.

Produktet var porøst og hadde de samme egenskaper som under eksempel 1, bort-sett fra spesifikk vekt.

Antenneligheten var ennu mer nedsatt enn i eksempel 1, idet f. eks. en brennende fyrstikk kunne ligge på det tørre oppmalte produkt kort tid uten at brann oppsto.

Eksempel 3: («NC-svamp»).

Nitrocellulose/dinitrotoluen i forholdet 1:5.

Det ble fremstillet et produkt som i eksempel 2, hvor blandingsforholdet NC/ D.N.T. var 1 : 5, og hvor dessuten emulsjo-nen ble fremstillet ved hjelp av oljesyre og trietanolamin i støkiometrisk forhold, til-sammen 3 g.

Produktets egenskaper adskilte seg ikke fra de foregående.

Eksevipel 4: («NC-svamp»).

Nitrocellulose/mononitronaftalin i forholdet 1 : 5.

Det ble fremstillet et produkt som. i eksempel 2, hvor den aromatiske nitrokullvannstoff-komponent utgjordes av mononitronaftalin i en mengde lik 5 ganger nitrocellulosens vekt.

Produktets egenskaper tilsvarte de foregående.

Eksempel 5: («NC-svamp»).

Nitrocellulose/tri- og dinitrotoluen i forholdet 1:7.5.

Det ble fremstillet et produkt som i eksempel 2, hvor den aromatiske nitrokullvannstoff-komponent utgjordes av en blanding av trinitrotoluen og isomerer av dinitrotoluen. Forholdet mellom NC og aromater var 1:7.5.

Produktets egenskaper var som foregående.

Eksempel 6:

Gelatineringsforsøk i plastograf.

Det ble fremstillet et mellomprodukt som i eksempel 1. 60 g av det tørre produkt ble gelatinert med 350 g sprengolje (nitroglycerin og nitroglykol i forholdet 40/60). Gelatineringsprosessen ble utført i «Bra-benderplastograf» ved 30° C hvor kurven for plastisitet mot anvendt tid ble regi-strert. Forsøket viste at fullkomment sprenggelatin (dynamittgelatin) var dannet etter 5 min. Et parallelt forsøk med tørr ubehandlet nitrocellulose, viste at sprenggelatinen ikke ble homogen og først oppnådde sin maksimale viskositet etter 7—8 min. Den med «NC-svamp» (mellomproduktet) fremstilte gelatin viste bedre kjemisk stabilitet enn den tilsvarende fremstillet av ubehandlet nitrocellulose.

Eksempel 7:

(32 pst. gelatindynamitt.)

Det ble fremstillet i halvteknisk måle-stokk (prøvefabrikk) et mellomprodukt «NC-svamp» bestående av nitrocellulose og teknisk dinitrotoluen i forholdet 1:6. Emulsjon av dinitrotoluen ble fremstillet med tyrkiskrødtolje som emulgator. Det ferdige produkt besto av porøse plater med ca. 20 mm tykkelse. Ca. 15 kg av det tørre mellomprodukt («NC-svamp») ble tilsatt 56 kg sprengolje (nitroglycerin/nitroglykol i forholdet 40/60) med en temperatur av 15° C i en dynamittblandemaskin. Etter 6 min omrøring var det dannet en tilstrek-kelig stiv gelatin, hvoretter ca. 100 kg am-v moniumnitrat med de vanlige pulverformige tilsetninger (tremel, korkpulver, kritt, rødfarge) ble'tilsatt maskinen. Etter nor-mal blandetid forelå homogen gummidynamitt som var pressbar på automatiske og halvautomatiske presser.

Sprengstofftekniske data var meget

tilfredsstillende.

1. Mellomprodukt for fremstilling av sprengstoffer, karakterisert ved at det består av nitrocellulose og et eller en blanding av flere aromatiske nitrokullvannstoffer av ikke høyeksplosiv karakter og som dessuten virker oppløsende eller svellende på nitrocellulose, f. eks. mononitronaftalin, dinitrotoluen, eller blandinger av disse med en mindre del trinitro-toluen, hvor de aromatiske nitrokullvannstoffer er fysikalsk-kjemisk bundet til nitrocellulosen på en slik måte at de ikke lar seg fjerne ved fordampning, hvorved produktet permanent vil oppvise den egenskap ikke å kunne eksplodere ved initiering med noen fenghette og ikke kunne brenne uten ekstra surstoff-tilførsel. 2. Mellomprodukt som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det inneholder nitrocellulose og aromatisk nitrokullvannstoff i forholdet fra 1:3 til 1 : 8. 3. Mellomprodukt som angitt i påstandene 1—2, karakterisert ved at det inneholder ett eller flere overflateaktive stoffer. 4. Mellomprodukt som angitt i påstand 3, karakterisert ved at det overflateaktive stoff er av hydrofil type som befordrer «olj e-i-vann»-emulsjon. 5. Mellomprodukt som angitt i påstandene 3—4, karakterisert ved at det er porøst. 6. Mellomprodukt som angitt i påstandene 1—5, karakterisert ved at det er ark eller plateformet. 7. Mellomprodukt som angitt i påstandene 5—6, karakterisert ved at det har en egenvekt vesentlig lavere enn 1, f. eks. ca. 0.5. 8. Fremgangsmåte til fremstilling av mellomprodukt som angitt i påstandene 1—7, karakterisert ved at en vandig suspensjon av nitrocellulose med lav temperatur, f. eks. 20° C, blandes intimt med en vandig emulsjon av nevnte aromatiske nitrokullvannstoff med høyer temperatur, dog således at blandingens temperatur hele tiden ligger under smeltepunktet for de anvendte nitrokullvannstoffer, hvoretter blandingen avvannes. 9. Fremgangsmåte som angitt i påstand 8, karakterisert ved at nevnte van-dige emulsjon av aromatiske nitrokullvannstoffer fremstilles under tilsetning av små mengder av ett eller flere overflateaktive stoffer, f. eks. 0.5—3.0 pst. av de anvendte nitrokullvannstoffer. 10. Fremgangsmåte som angitt i påstand 8—9, karakterisert ved at den homo-gene blanding formes til ark eller plate som etter avsuging av vann er utpreget porøse, hvoretter arkene eller platene tør-res til ønsket tørrhetsgrad, under bibehold av porøsiteten, f. eks. ved hjelp av luft som er tørret eller oppvarmet. 11. Fremgangsmåte til fremstilling av sprenggelatin inneholdende fra 75—99 pst. sprengolje (nitroglycerin, nitroglykol, dinitrodiglykol eller blandinger av disse), fra 0.5—9.0 pst. nitrocellulose og fra 0.5—20.0 pst. aromatisk nitrokullvannstoff, karakterisert ved at der anvendes et mellomprodukt i henhold til en av påstandene 1—10, hvorved mellomproduktet, eventuelt etter lagring og/eller transport, dispergeres i sprengoljen og gelatineringen foretas på i og for seg kjent måte. 12. Fremgangsmåte til fremstilling av

t sprengstoffer inneholdende frå 3—70 pst. sprengolje (nitroglycerin, nitroglykol, di-nitroglykol eller blandinger av disse) fra 0.05—6.0 pst. nitrocellulose, fra 0.1—15.0 pst. aromatisk nitrokullvannstoff, fra 0.5— 20.0 pst. organisk kullstoffbærende brennbart materiale og fra 30—85 pst. av anorganiske salter hvorav minst ett er surstoffbærende (f. eks. ammoniumnitrat), karakterisert ved at der anvendes et mellomprodukt i henhold til en av påstandene 1—10, hvorved mellomproduktet dispergeres i sprengoljen og gelatiner er denne kortere eller lengere tid før tilblandingen av de resterende sprengstoff komponenter.

Anførte publikasjoner:

Norsk patent nr. 25 804.

Britisk patent nr. 22 311/1911.

Tysk patent nr. 298 565, 325 612.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av , ildfaste legemer, i hvilken metaller og metalloxyder bringes i intim kontakt med hverandre,karakterisert vedat man A) bringer formlegemer av aluminium eller aluminiumleger-inger i hvilke aluminium er hovedbestanddelen i intim kontakt med .B) minst , 0,02 vektdeler, beregnet på disse formlegemer av et metalloxydflussmiddel på basis av oxyder av alkalimetaller, jordalkalimetaller, vanadium, krom, molybden, wolfram, kobber,sblv, sink, antimon eller vismut, eller forlbpere for disse oxyder som leverer flussmidlet i de angitte mengdeforhold, eller alkalimetallhydroxyder, og med C) .0-8 vektdeler av et partikkelformig fyllstoff pr. del aluminium, hvorved de nevnte formlegemer av aluminium eller aluminium-legeringer har en stbrrelse i én retning fra . 0,012 til ca.

5,08 mm, i en annen retning på minst 0,012 mm og i en tredje retning på minst . 0,18 mm, og er tilstede i en mengde på mihst 11 vektprosent, beregnet på blandingen, og avpasser blandingen slik at der oppnåes en porbsitet på minst 20 % efter fjernelse av de flyktige bestanddeler, hvorpå man oppvarmer legemene i en oxyderende atmosfære ved minst 600°C i et tidsrom som er tilstrekkelig langt til at minst 11 vektprosent av aluminiumet, beregnet på blandingens totalvekt uten flyktige bestanddeler, er overfort til oxyd.

2.Fremgangsmåte ifblge krav 1,karakterisert vedat man utforer oxydasjonen ved en temperatur under aluminiumets eller aluminiumlegeringens smeltepunkt, inntil i det vesentlige hele mengden av metallet er overfort til oxyd.

3. Fremgangsmåte ifblge krav 1,karakterisert vedat man avbryter oxydasjonen ved en temperatur under aluminiumets eller aluminiumlegeringens smeltepunkt for i det vesentlige hele mengden av metallet er overfort til oxyd.

4. Fremgangsmåte ifblge krav3,karakterisert vedat man efter dannelse av en relativt tykk oxydhinne på formlegemene av aluminium eller aluminiumlegering, forhbyer oxydasjonstempe- råturen som ligger over metallets smeltepunkt, inntil i det vesentlige hele mengden av metallet er overfort til oxydo

5. Fremgangsmåte ifdlge krav 3»karakterisert vedat man efter dannelse av ett relativt tykk oxydhinne på formlegemene av aluminium eller aluminiumlegering forhoyer temperaturen til en temperatur som ligger over metallets smeltepunkt, for utsmeltning av metallet som er tilstede i denne oxydhinne, så at der dannes en hulromstruktur.

6. Fremgangsmåte ifdlge hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat man for fremstilling av laminater eller lignende produkter anvender formlegemene av aluminium eller aluminiumlegering i form av skikt,særlig som folier, f. eks. helt eller delvis korrugerte folier.