RU2771496C1 - Heat-resistant explosive composition - Google Patents

Abstract

FIELD: explosive materials.

SUBSTANCE: invention relates to explosive compositions containing components with coatings, and can be used to create a heat-resistant explosive composition. Heat-resistant explosive composition, including polymer, high explosive: octogen, and metallic fuel: aluminum. As a polymer, it contains a fluoropolymer, which acts as a phlegmatizer for each octogen particle coated with a fluoropolymer film. The content of the components, wt. %, is as follows: high explosive octogen 62-96, fluoropolymer 3-15, metallic fuel aluminum 1-30.

EFFECT: invention provides an increase in the heat resistance of the explosive composition and a decrease in its sensitivity to mechanical influences, as well as an expansion of the possibility of using high explosives when equipping ammunition and an increase in the operational safety of products equipped with this explosive composition.

1 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к взрывчатым составам, содержащим компоненты с покрытиями, и может быть использовано для создания термостойкой взрывчатой композиции пониженной чувствительности.The invention relates to explosive compositions containing coated components and can be used to create a heat-resistant explosive composition of reduced sensitivity.

Известна взрывчатая композиция повышенной мощности, описанная в патенте RU 2485079 C1, С06В25/00, публ. 20.06.2013 г. Взрывчатая композиция содержит, мас. %: 20-60 бризантного взрывчатого вещества - флегматизированного гексогена или октогена, или тротила, или диаминодинитроэтилена, или их смеси, 5-35 неорганического окислителя - перхлората аммония или перхлората калия, или нитрата аммония, или нитрата гидразина, 10-40 металлического горючего-алюминия или магния, или их сплава, или их смеси и в качестве органического невзрывчатого горючего 1-20 - уротропина, или аминотетразола, или индустриального масла, или дибутитилфталата, или фторкаучука, или дивинильного каучука или различных сочетаний перечисленных горючих. Повышенная реакционная способность невзрывчатых органических горючих на детонационном фронте и на ранних стадиях расширения продуктов детонации обеспечивает повышенную степень реализации химического потенциала композиции в энергию взрыва и исключает необходимость применения массивных дополнительных детонаторов для ее инициирования, что обеспечивает повышенную эффективность действия боеприпасов и зарядов различных габаритов, в том числе и малогабаритных.Known explosive composition of increased power, described in patent RU 2485079 C1, C06B25/00, publ. 06/20/2013 Explosive composition contains, wt. %: 20-60 high explosive - phlegmatized RDX or HMX, or TNT, or diaminodinitroethylene, or a mixture thereof, 5-35 inorganic oxidizer - ammonium perchlorate or potassium perchlorate, or ammonium nitrate, or hydrazine nitrate, 10-40 metallic fuel - aluminum or magnesium, or their alloy, or mixtures thereof, and as an organic non-explosive fuel 1-20 - urotropine, or aminotetrazole, or industrial oil, or dibutityl phthalate, or fluororubber, or divinyl rubber, or various combinations of the listed combustibles. The increased reactivity of non-explosive organic fuels at the detonation front and at the early stages of the expansion of detonation products provides an increased degree of realization of the chemical potential of the composition into explosion energy and eliminates the need to use massive additional detonators to initiate it, which ensures increased efficiency of ammunition and charges of various sizes, including including small ones.

Недостатками данной взрывчатой композиции является наличие перхлората аммония или нитрата аммония, что свидетельствует о низкой термической стойкости взрывчатой композиции, так как термическое разложение начинается при 150°С. Также наличие взрывчатых веществ, флегматизированных воскоподобными добавками обуславливает пониженную физическую стабильность в следствие расплавления и стекания этих добавок при температурах свыше 90°С. Применяемые полимерные материалы (в том числе фторкаучук) обеспечивают литьевые свойства композиции и вводятся в количествах ~20%, что существенно снижает показатели дробящего действия взрывчатой композиции.The disadvantages of this explosive composition is the presence of ammonium perchlorate or ammonium nitrate, which indicates a low thermal stability of the explosive composition, since thermal decomposition begins at 150°C. Also, the presence of explosives phlegmatized with wax-like additives causes reduced physical stability due to the melting and runoff of these additives at temperatures above 90°C. The polymeric materials used (including fluoroelastomer) provide the casting properties of the composition and are introduced in amounts of ~20%, which significantly reduces the crushing action of the explosive composition.

Известна взрывчатая композиция многофункционального действия, описанная в патенте RU 2415831 C1, С06В25/34, публ. 10.04.2011 г. Изобретение относится к взрывчатым веществам многофункционального действия и может быть использовано в боеприпасах различного назначения. Изобретение обеспечивает получение композиции, способной функционировать как в режиме детонации, так и в режиме горения, формируя тем самым осколочно-фугасные или зажигательные факторы действия боеприпасов. Предложенный состав включает пластификатор (2-30 мас. %), бризантное взрывчатое вещество - флегматизированные гексоген или октоген (10-60 мас. %), алюминий (15-36 мас. %), неорганический окислитель (5-30 мас. %), полимер (2-10 мас. %). В качестве пластификатора используется триэтиленгликольдинитрат, в качестве полимера - сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты, или фторполимер, или фторкаучук, или бутадиен-нитрильный каучук, в качестве неорганического окислителя композиция содержит перхлорат аммония, или перхлорат калия, или нитрат бария, в качестве металлического горючего - алюминий. Дополнительно для повышения термостабильности взрывчатая композиция может содержать дифениламин, в качестве структурообразователей - нитрозосоединение или хиноловый эфир. Данная взрывчатая композиция принята в качестве прототипа.Known explosive composition of multifunctional action, described in patent RU 2415831 C1, S06V25/34, publ. 04/10/2011 The invention relates to multifunctional explosives and can be used in ammunition for various purposes. The invention provides for obtaining a composition capable of functioning both in the detonation mode and in the combustion mode, thereby forming high-explosive fragmentation or incendiary factors for the action of ammunition. The proposed composition includes a plasticizer (2-30 wt.%), high explosive - phlegmatized RDX or HMX (10-60 wt.%), aluminum (15-36 wt.%), inorganic oxidizer (5-30 wt.%) , polymer (2-10 wt. %). Triethylene glycol dinitrate is used as a plasticizer, a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid, or a fluoropolymer, or fluororubber, or nitrile rubber is used as a polymer, the composition contains ammonium perchlorate, or potassium perchlorate, or barium nitrate as a metal fuel - aluminum. In addition, to increase thermal stability, the explosive composition may contain diphenylamine, nitroso compound or quinol ether as structure formers. This explosive composition is taken as a prototype.

Недостатками данной взрывчатой композиции является сложный компонентный состав и низкое содержание бризантного ВВ, что значительно снижает мощность данной композиции. Большим количеством испытаний по оценке устойчивости взрывчатых композиций к перегрузкам при выстреле из артиллерийского ствола показано, что композиции на основе полимеров, пластифицированных триэтиленгликольдинитратом и диэтиленгликольдинитратом, дефлагрируют при этих перегрузках.The disadvantages of this explosive composition is the complex component composition and low content of blasting explosives, which significantly reduces the power of this composition. A large number of tests to assess the resistance of explosive compositions to overloads when fired from an artillery barrel have shown that compositions based on polymers plasticized with triethylene glycol dinitrate and diethylene glycol dinitrate deflagrate under these overloads.

Задачей настоящего изобретения является создание термостойкой взрывчатой композиции пониженной чувствительности.The objective of the present invention is to create a heat-resistant explosive composition of reduced sensitivity.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение термостойкости взрывчатой композиции и снижение ее чувствительности к механическим воздействиям, а также расширение возможности использования бризантных взрывчатых веществ при снаряжении боеприпасов и повышение уровня эксплуатационной безопасности изделий, снаряженных данной взрывчатой композицией.The technical result of the present invention is to increase the thermal stability of the explosive composition and reduce its sensitivity to mechanical stress, as well as to expand the possibility of using high explosives when loading ammunition and to increase the level of operational safety of products equipped with this explosive composition.

Технический результат достигается тем, что термостойкая взрывчатая композиция пониженной чувствительности содержит фторированный полимер, бризантное взрывчатое вещество и горючее. В качестве бризантного взрывчатого вещества используется октоген, а в качестве горючего - алюминий, при этом каждая частица октогена покрыта пленкой фторполимера.The technical result is achieved by the fact that the low-sensitivity heat-resistant explosive composition contains a fluorinated polymer, high explosive and fuel. HMX is used as a high explosive, and aluminum is used as a fuel, while each particle of HMX is covered with a fluoropolymer film.

Нанесение пленки фторполимера на частицы октогена может производиться одним из следующих способов:Application of a fluoropolymer film on HMX particles can be carried out by one of the following methods:

- фторполимер растворяется в этилацетате и данный раствор через форсунку под давлением распрыскивается на поверхность октогена, который при этом перемешивается;- the fluoropolymer is dissolved in ethyl acetate and this solution is sprayed through a nozzle under pressure onto the surface of HMX, which is then mixed;

- фторполимер растворяется в этилацетате и в раствор вводится октоген. Затем производится сушка раствора этилацетата, наполненного октогеном, с целью удаления растворителя.- the fluoropolymer is dissolved in ethyl acetate and HMX is introduced into the solution. The ethyl acetate solution filled with HMX is then dried to remove the solvent.

В качестве бризантного взрывчатого вещества, вместо октогена, может применяться гексоген или другое бризантное ВВ, а в качестве горючего, вместо алюминия - магний или другое металлическое горючее.As a high explosive, instead of HMX, hexogen or another high explosive can be used, and as a fuel, instead of aluminum, magnesium or other metallic fuel can be used.

Компонентный состав термостойкой взрывчатой композиции пониженной чувствительности приведен в таблице 1.The component composition of the low-sensitivity heat-resistant explosive composition is given in Table 1.

За счет того, что температура термического разложения октогена составляет 280°С, а термостабильность, гибкость и эластичность фторполимера находится в пределах от -70 до +270°С состав сохраняет свои физические свойства и стоек к воздействию высоких температур (270…280°С). Экспериментально подтверждена температура вспышки 270°С, а также термостабильность при температуре 180°С в течение 6 часов.Due to the fact that the thermal decomposition temperature of HMX is 280°C, and the thermal stability, flexibility and elasticity of the fluoropolymer is in the range from -70 to +270°C, the composition retains its physical properties and is resistant to high temperatures (270 ... 280°C) . A flash point of 270°C and thermal stability at a temperature of 180°C for 6 hours have been experimentally confirmed.

Снижение чувствительности взрывчатой композиции подтверждают результаты испытаний данной композиции на чувствительность к удару на копре К-44-II и к ударному трению на копре К-44-III.The decrease in the sensitivity of the explosive composition is confirmed by the results of tests of this composition for sensitivity to impact on a K-44-II impact tester and to impact friction on a K-44-III impact tester.

Испытания на чувствительность к удару на копре К-44-II проводились при высоте сброса груза 250 мм и массе груза 10 кг.Tests for sensitivity to impact on the K-44-II pile driver were carried out with a load drop height of 250 mm and a load weight of 10 kg.

Испытано 25 проб полученного октогена, покрытого пленкой фторполимера, и 25 проб взрывчатой композиции (октоген+фторполимер+алюминий). Результаты испытаний приведены в таблице 2.25 samples of the resulting HMX coated with a fluoropolymer film and 25 samples of the explosive composition (octogen+fluoropolymer+aluminum) were tested. The test results are shown in table 2.

Из таблицы 2 видно, что взрывчатая композиция с фторполимером, обладает меньшей чувствительностью к удару (40%) по отношению к исходному октогену (60%), что экспериментально подтверждает, что в данной композиции фторполимер выполняет роль флегматизатора. Взрывчатая композиция с алюминием обладает еще более низкой чувствительностью к удару (32%).Table 2 shows that the explosive composition with a fluoropolymer has a lower impact sensitivity (40%) relative to the initial HMX (60%), which experimentally confirms that the fluoropolymer acts as a phlegmatizer in this composition. An explosive composition with aluminum has an even lower impact sensitivity (32%).

Испытания на чувствительность к ударному трению на копре К-44-III были произведены согласно требованиям ГОСТ Р 50835-95. Результаты испытаний приведены в таблице 3.Tests for sensitivity to impact friction on a K-44-III impact tester were carried out in accordance with the requirements of GOST R 50835-95. The test results are shown in table 3.

Из таблицы 3 видно, что введение фторполимера, как флегматизатора, позволяет снизить чувствительность алюминизированной композиции к ударному трению в сравнении с исходным октогеном с 1800 кгс/см² до 2200…2400 кгс/см².Table 3 shows that the introduction of a fluoropolymer as a phlegmatizer makes it possible to reduce the sensitivity of the aluminized composition to impact friction in comparison with the original HMX from 1800 kgf/cm ² to 2200...2400 kgf/cm ² .

Испытания на копрах показали, что пленка полимера на поверхности частиц октогена обладает достаточной прочностью и сплошностью, чтобы введение алюминия не повысило чувствительность композиции. В этих условиях порошок металла является разбавителем системы, соответственно, его введение приводит к дополнительному снижению чувствительности.Tests on copra have shown that the polymer film on the surface of HMX particles has sufficient strength and continuity so that the introduction of aluminum does not increase the sensitivity of the composition. Under these conditions, the metal powder is the diluent of the system; accordingly, its introduction leads to an additional decrease in sensitivity.

Разработанная термостойкая взрывчатая композиция обладает пониженной чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям (до 270…280°С) и, кроме того, имеет более простую рецептуру, по сравнению с приведенными аналогом и прототипом. Относительно невысокое содержание фторполимера позволяет обеспечить достаточное дробящее действие для применения композиции в боеприпасах естественного дробления. Также отличием от составов - прототипов является и то, что фторполимер вводится в непластифицированном виде и образует на поверхности октогена механически прочную пленку, защищающую его от воздействий порошков металлов (компонентов состава) при технологической переработке в процессе снаряжения.The developed heat-resistant explosive composition has a reduced sensitivity to mechanical and thermal influences (up to 270...280°C) and, in addition, has a simpler formulation compared to the given analogue and prototype. The relatively low content of the fluoropolymer makes it possible to provide sufficient crushing action for the use of the composition in naturally fragmented ammunition. Also, the difference from the prototype compositions is that the fluoropolymer is introduced in an unplasticized form and forms a mechanically strong film on the HMX surface that protects it from the effects of metal powders (composition components) during technological processing in the equipment process.

Claims (2)

Термостойкая взрывчатая композиция, включающая полимер, бризантное взрывчатое вещество - октоген и металлическое горючее - алюминий, характеризующаяся тем, что в качестве полимера содержит фторполимер, который выполняет роль флегматизатора для каждой частицы октогена, покрытой пленкой фторполимера, при следующем содержании компонентов, мас.%:A heat-resistant explosive composition comprising a polymer, high explosive - octogen and metallic fuel - aluminum, characterized in that it contains a fluoropolymer as a polymer, which acts as a phlegmatizer for each octogen particle coated with a fluoropolymer film, with the following content of components, wt.%: бризантное взрывчатое вещество - октогенhigh explosive - octogen 62-9662-96 фторполимерfluoropolymer 3-15 3-15 металлическое горючее - алюминийmetallic fuel - aluminum 1-30 1-30