DE4233629C2

DE4233629C2 - Verfahren zur Herstellung eines Pulver-Vorproduktes und Pulver-Vorprodukt

Info

Publication number: DE4233629C2
Application number: DE4233629A
Authority: DE
Inventors: Gregor Dr Fels; Gerhard Ewald
Original assignee: Wasagchemie Sythen GmbH
Current assignee: Wasagchemie Sythen GmbH
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2012-10-07
Also published as: WO1994007813A1; GR3020086T3; AU5149293A; EP0663896B1; ES2086966T3; ATE135674T1; EP0663896A1; DE4233629A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vor produktes für Pulver oder Sprengstoff, das aus Nitrocellulose, Sprengöl und mindestens einem kristallinen Explosivstoff, ins besondere Hexogen, besteht, und bei dem der kristalline Explo sivstoff in wäßriger Phase mit der Nitrocellulose zusammenge führt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Vor produkt für Pulver oder Sprengstoff, das nach diesem Verfahren herstellbar ist.

Bei der Herstellung von Treibladungspulvern mit Hexogen wurde bisher zunächst eine Pulverrohmasse hergestellt, die im wesent lichen aus Nitrocellulose und einem Sprengöl, beispielsweise Diglykoldinitrat, besteht. In diese Pulverrohmasse wurde dann als weiterer Arbeitsgang Hexogen eingebracht.

Aus der DE-OS 35 32 525 ist ein Verfahren zur Herstellung eines dreibasigen Treibladungspulvers bekannt, das aus Nitrocellu lose, Nitroglycerin oder einem gleichwirkenden Sprengöl und kristallinem Nitroguanidin besteht. Bei dem bekannten Verfahren werden die genannten Komponenten unter Zugabe eines Lösungsmit tels, beispielsweise Aceton, gemeinsam auf einen diskontinuier lich arbeitenden Kneter aufgegeben. Mit der Zugabe eines orga nischen Titanats soll das Versprödungsverhalten des dreibasigen Treibladungspulvers verbessert werden.

Die DE-PS 24 61 646 beschreibt die Herstellung eines dreibasi gen Treibladungspulvers, das aus Nitrocellulose, Nitroglycerin und einem kristallinen Explosivstoff, beispielsweise Nitrogua nidin oder Hexogen besteht. Darüber hinaus enthält das Treibla dungspulver Zuschlagstoffe. Bei der Herstellung des Treibla dungspulvers erfolgt zunächst eine Vormischung der Nitrocellu lose enthaltenden Rohmasse mit den weiteren Komponenten des Treibladungspulvers. Anschließend wird das Lösungsmittel einge arbeitet und die lösungsmittelhaltige Vormischung in einer kon tinuierlich arbeitenden Knetvorrichtung homogenisiert und vor plastifiziert. Als Knetvorrichtung wird ein Scheibenkneter vor geschlagen.

Das in der DE-OS 23 16 538 beschriebene Verfahren dient der Herstellung von Gudol-Pulver aus Nitrocellulose, Diglykoldini trat, Nitroguanidin und Zuschlagstoffen. Hierbei wird die was serhaltige Rohmasse aus Nitrocellulose und Diglykoldinitrat mit Nitroguanidin und Zuschlagstoffen vorgemischt, der Wassergehalt in einer ersten Trockenstufe herabgesetzt und dann diese Vormi schung mittels einer kontinuierlich arbeitenden Knetvorrichtung homogenisiert und vorplastifiziert. Anschließend wird der Was sergehalt dieser Masse in einer zweiten Trocknungsstufe weiter herabgesetzt. Schließlich wird die Masse mittels einer kontinu ierlich arbeitenden Schneckenpresse plastifiziert und in Granu latform überführt.

In der DE-OS 22 60 259 wird eine zweibasige Pulvermischung be schrieben, die im wesentlichen durch Nitrocellulose und Sprengöl gebildet wird und als Zusätze zumindest einen Weichmacher, einen Stabilisator und einen Verbrennungskatalysator enthält. Darüber hinaus wird der Zusatz von Hexogen in Mengen zwischen 14 und 25% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung vorgeschla gen.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem der kristalline Explosivstoff besonders gleichmäßig in der Rohmasse verteilt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der kristalline Explosivstoff in feinkristalliner Form mit einem mittleren Partikeldurchmes ser d₅₀ = 2 bis 8 µm vorliegt, daß der kristalline Explosiv stoff und die Nitrocellulose voneinander getrennt, jeweils in wäßriger Phase aufgerührt werden, daß der kristalline Explo sivstoff und die Nitrocellulose unter Rühren zusammengeführt werden und daß das Sprengöl, insbesondere Diglykoldinitrat, nach dem Zusammenführen von Nitrocellulose und kristallinem Ex plosivstoff zugegeben und vorzugsweise verrührt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der kristalline Ex plosivstoff besonders gleichmäßig in der Rohmasse des Vorpro duktes verteilt werden. Neben der sehr homogenen Verteilung wird weiterhin erreicht, daß die kristalline Explosivstoffkom ponente besonders fest mit der Nitrocellulose verbunden ist und somit eine hohe Abriebfestigkeit aufweist. Hierbei wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von der Erkenntnis ausgegangen, daß sich der feinstkristalline Explosivstoff mit dem angegebenen mittleren Partikeldurchmesser auf die Fasern der Nitrocellulose aufziehen läßt. Zunächst wird der kristalline Explosivstoff und die Nitrocellulose jeweils in wäßriger Phase in einem separa ten Behältnis aufgerührt. Hierbei kann vorteilhaft der kristal line Explosivstoff in Tensidwasser (beispielsweise mit einer Tensidkonzentration von 0,1%) aufgerührt werden. Anschließend werden die jeweils aufgerührten Komponenten unter Rühreintrag zusammengeführt. Hierdurch wird eine besonders gute Vermischung zwischen dem kristallinen Explosivstoff und der Nitrocellulose erreicht. Nach dem Zusammenführen von Nitrocellulose und kri stallinem Explosivstoff wird das Sprengöl, insbesondere Digly koldinitrat, zugegeben und vorzugsweise verrührt.

Die hierdurch bewirkte Gelatinierung der Nitrocellulose hat eine zusätzliche Bindung des kristallinen Explosivstoffes an der Nitrocellulose zur Folge.

In weiterer Ausgestaltung wird die den kristallinen Explosiv stoff enthaltende Rohmasse von der Flüssigkeit abgetrennt, wo bei vorzugsweise ein Zentrifugationsverfahren eingesetzt wird. Es hat sich gezeigt, daß nach Trocknung des Filterkuchens keine vermehrte Staubbildung bei mechanischer Beanspruchung gegenüber bekannten Pulverrohmassen auftritt, die keine kristalline Ex plosivstoffkomponente aufweisen. Hierdurch wird deutlich, daß der kristalline Explosivstoff besonders innig eingebunden ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Mischung aus Hexogen und einem geringen Oktogenanteil, die einen mittleren Partikeldurchmesser d₅₀ = 5 bis 7 µm aufweist, zunächst mit ei nem verdünnten Tensidwasser verrührt und nachfolgend unter Was serzugabe milchsahnig aufgerührt. Zum Aufrühren kann beispiels weise ein Propellerrührer zum Einsatz kommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei einem kristallinen Explosivstoff einsetzbar, der einen Wachszusatz aufweist. Der artige Wachszusätze dienen der Phlegmatisierung des hochbrisan ten kristallinen Explosivstoffes.

Die zum Einsatz kommende Nitrocellulose weist vorteilhaft einen Stickstoffgehalt von etwa 12,6% auf. Das Aufrühren in Wasser erfolgt unter geringer Turbulenz.

Dem Vorprodukt kann mindestens ein weiterer Explosivstoff, ins besondere Nitroguanidin, zugesetzt werden. Hierbei wird der weitere Explosivstoff wiederum entsprechend dem primären Explo sivstoff in Suspension aufgerührt zugegeben.

Weiterhin wird mit der vorliegenden Anmeldung ein Vorprodukt für Pulver oder Sprengstoff beansprucht, das durch das erfin dungsgemäße Verfahren erhalten wird, das aus Nitrocellulose, Sprengöl und mindestens einem kristallinen Explosivstoff be steht und wobei der kristalline Explosivstoff in feinkristalli ner Form mit einem mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 2 bis 8 µm vorliegt. Der in dieser Partikelgröße vorliegende kri stalline Explosivstoff ist besonders gleichmäßig gegenüber der Nitrocellulose verteilt und in diese fest eingebunden. Diese Zusammensetzung bewirkt einerseits besonders gleichmäßige Ei genschaften und andererseits eine besonders hohe Abriebfestig keit.

Es hat sich auch gezeigt, daß ebenfalls kristalline Explosiv stoffe, insbesondere Hexogen, die einen Wachszusatz aufweisen, zum Einsatz kommen können.

Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand eines Bei spiels näher erläutert werden.

Mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren soll eine Vorpro dukt-Rohmasse für ein Treibladungspulver hergestellt werden, die etwa 55% Nitrocellulose, 34% Diglykoldinitrat und etwa 11% kristallinen Explosivstoff enthält. Der kristalline Explosiv stoff ist eine Mischung aus Hexogen mit etwa 6% Oktogen, die einen mittleren Partikeldurchmesser d₅₀ = 6,2 µm und einen Was sergehalt von 13,3% aufweist. Die verwendete Nitrocellulose besitzt einen Stickstoffgehalt von 12,6% und einen Wasserge halt von 33,3%.

Der feuchte kristalline Explosivstoff wird in einem ersten Rührbehälter zunächst mit einer geringen Tensidwassermenge (Tensidkonzentration 0,1%) innig verrührt und anschließend un ter weiterer Zugabe von Wasser milchsahnig aufgerührt. In einem zweiten Rührbehälter wird bei geringer Turbulenz die Nitrocel lulose ebenfalls in Wasser aufgerührt. In dieser Aufschlämmung wird unter fortgesetztem Rühren der Inhalt des ersten Rührbe hälters portionsweise eingetragen. Anschließend wird für etwa 10 Minuten weitergerührt. Nachfolgend wird Diglykoldinitrat in dünnem Strahl unter mäßigem Rühren zugegeben und etwa 20 Minu ten nachgerührt. Die hexogenhaltige Rohmasse wird nachfolgend abzentrifugiert.

Als Zentrifugat wird die noch feuchte Vorprodukt-Rohmasse er halten. Bei Versuchen wurde festgestellt, daß diese den kri stallinen Explosivstoff enthaltende Rohmasse von herkömmlichen Rohmassen, die keinen kristallinen Explosivstoff enthalten, hinsichtlich der mechanischen und sicherheitstechnischen Eigen schaften nicht zu unterscheiden ist. Auch wurde nach Trocknung des Zentrifugats keine vermehrte Staubbildung bei mechanischer Beanspruchung festgestellt.

Die Reibempfindlichkeit dieser Hexogen-Rohmasse beträgt in trockenem Zustand 21,6 kp = 216 N Stiftbelastung und die Schlagempfindlichkeit liegt bei 0,5 kpm = 5 Nm. Diese Werte wurden auch bei den bisherigen Rohmassen festgestellt, die kein Hexogen enthielten.

Das Pulver-Vorprodukt ist wasserfeucht gut transportfähig und kann unter Zugabe einer weiteren Explosivstoffkomponente, bei spielsweise Nitroguanidin, ergänzt werden.

Es hat sich gezeigt, daß auch wachshaltige kristalline Explo sivstoffe, insbesondere wachshaltiges Hexogen, zum Einsatz kom men können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für Pulver oder Sprengstoff, das aus Nitrocellulose, Sprengöl und mindestens einem kristallinen Explosivstoff, insbesondere Hexogen, be steht, und bei dem der kristalline Explosivstoff in wäßriger Phase mit der Nitrocellulose zusammengeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der kristalline Explosivstoff in feinkristalliner Form mit einem mittleren Partikeldurchmesser d₅₀ = 2 bis 8 µm vorliegt,
daß der kristalline Explosivstoff und die Nitrocellulose von einander getrennt, jeweils in wäßriger Phase aufgerührt wer den,
daß der kristalline Explosivstoff und die Nitrocellulose unter Rühren zusammengeführt werden und
daß das Sprengöl, insbesondere Diglykoldinitrat, nach dem Zu sammenführen von Nitrocellulose und kristallinem Explosivstoff zugegeben wird und vorzugsweise verrührt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den kristallinen Explosivstoff enthaltende Vorprodukt von der Flüssigkeit abgetrennt wird, wobei vorzugsweise ein Zentrifugationsverfahren eingesetzt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprengöl nach der Zugabe des kristallinen Explosivstof fes beigegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Hexogen und einem geringen Oktogenanteil, die einen mittleren Partikeldurchmesser d₅₀ = 5 bis 7 µm auf weist, zunächst mit einem verdünnten Tensidwasser verrührt wird und nachfolgend unter Wasserzugabe milchsahnig aufgerührt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Explosivstoff einen Wachszusatz aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitrocellulose einen Stickstoffgehalt von etwa 12,6% aufweist und unter geringer Turbulenz in Wasser aufgerührt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorprodukt mindestens ein weiterer Explosivstoff, ins besondere Nitroguanidin, zugesetzt wird.

8. Vorprodukt für Pulver oder Sprengstoff, erhältlich durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und bestehend aus Nitrocellulose, Sprengöl und mindestens einem kristallinen Ex plosivstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Explosivstoff in feinkristalliner Form mit einem mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 2 bis 8 µm vor liegt.

9. Vorprodukt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kristalline Explosivstoff einen Wachszusatz aufweist.