DE1214584B - Rieselfaehige Spreng- und/oder Treibsatz-mischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen - Google Patents

Description

• Rieselfähige Spreng- und/oder Treibsatzmischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen Mischungen, die aus Nitraten oder Chloraten der Alkali- oder Erdalkalimetalle oder des Ammoniums und Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffen bestehen, setzen sich bekanntlich bei geeigneter Initiierung explosionsartigum. So wurden beispielsweise Mischungen aus Alkalichloraten und Petroleum großtechnisch als Industriesprengstoffe hergestellt und eingesetzt. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß diese Art von Sprengstoffen unter Umständen durch Schlag oder Stoß ungewollt zur Explosion gebracht werden kann. Aus diesem Grunde werden die aus Ammoniumnitrat und flüssigen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Leichtöl, bestehenden Sprengstoffe bevorzugt, die in hohem Maß handhabungssicher sind. Die Handhabung und technische Anwendung dieser Sprengstoffe wird durch deren breiige Konsistenz sowie durch die Neigung zur Klumpenbildung und zum vollständigen Erhärten in vielen Fällen zumindest sehr erschwert.
• Außerdem sind aus der USA.-Patentschrift 2 168 531 Spreng- und Treibsatzmischungen bekannt, die als oxydierbare Bestandteile Substanzen natürlichen Ursprungs, wie beispielsweise pflanzliche Fasern oder aufgeblähte Körnerfrüchte, enthalten. Bekanntlich verlieren aber Sprengmischungen, die lediglich aus explosionsfähigen und brennbaren Komponenten bestehen, unter steigendem Druck und mit zunehmender Dichte in zunellmendem Maß an Empfindlichkeit. Diese Wirkung tritt auch dann ein, wenn als brennbare Komponente pflanzliche Bestandteile mit Zellstruktur eingesetzt werden, deren Zellen entweder mit der explosionsfähigen Komponente angefüllt sind oder durch von außen wirkenden Druck zusammengepreßt werden. Deshalb wurde in den USA.-Patentschriften 2 365 170 und 2 433 417 empfohlen, die Zellwände des pflanzlichen Materials durch Imprägnierung mit geeigneten Kunststoffen zu versteifen. Aber auch durch diese Maßnahme können chemische Veränderungen der pflanzlichen Materialien nicht vermieden werden, die nicht nur die Lagerhaltbarkeit der unter Verwendung dieser Materialien hergestellten Spreng- bzw. Treibsatzmischungen, sondern auch noch deren Spreng-und Treibwirkung nachteilig beeinflussen. Insbesondere treten die chemischen Veränderungen der pflanzlichen Materialien während einer längeren Lagerung der Spreng- bzw. Treibsatzmischungen auf, die diese pflanzlichen Materialien als oxydierbare Bestandteile enthalten.
• Schwimmfähige Sprengmittel, die keine pflanzlichen Materialien enthalten, können nach den USA.-Patentschriften 2 768 072 und 2 845 025 dadurch hergestellt werden, daß einer Lösung eines organischen Sprengstoffs in einem organischen Lösungsmittel eine polymerisationsfähige Substanz zugesetzt wird. Das erhaltene Gemisch wird dann unter Aufschäumen Bedingungen unterworfen, unter denen die polymerisationsfähige Substanz polymerisiert. Es entstehen so Schaumprodukte, deren Zellwände aus einem Gemisch von Kunst- und Sprengstoffen bestehen. Anorganische Komponenten können für dieses Verfahren nicht eingesetzt werden, da sie als FüHstoff die Festigkeit der Zellwände so schwächen, daß diese keinerlei mechanischer Beanspruchung gewachsen wären.
• Ausgehend von dem damaligen Stand der Erkenntnis sollten für Spreng- bzw. Treibmittelmischungen nur oxydierbare Bestandteile geringer Dichte eingesetzt werden, die keine oxydierenden bzw. andere oxydierbaren Bestandteile in ihre Poren aufgesaugt haben. Nur solche oxydierbaren Bestandteile sollten die Spreng- und Treibwirkung von Spreng- und Treibmitteln erhöhen. Deshalb sind auch in der deutschen Auslegeschrift 1047 091 Dynamitzusammensetzungen angegeben, die als oxydierbaren Bestandteil geringer Dichte hohle, kugelförmige Ballönchen aus Kunststoff enthalten. Diese hohlen, kugelförmigen Ballönchen nehmen jedoch ein unnötig großes Volumen in Anspruch und können die Rieselfähigkeit von Spreng- und Treibmitteln nicht verbessern, die von breiiger Konsistenz sind oder zur Klumpenbildung neigen.
• Auch war nach Kenntnis der Angaben in der deutschen Auslegeschrift 1047 091 nicht zu erwarten, daß ein Spreng- bzw. Treibmittel, das nach den in den USA.-Patentschriften 2 768 072 und 2 845 025 angegebenen Vorschriften hergestellt und zerkrümelt würde, einen besserenWirkungsgrad hat als ein unter Verwendung von Pflanzenfasem oder aufgeblähten Körnerfrüchten erzeugtes. Es mußte vielmehr angenominen werden, daß diese Spreng- und Treibmittel eine geringere Wirkung haben als die nach den Angaben der deutschen Auslegeschrift 1047 091 zusammengesetzten, da durch das Zertrümmern des ursprünglichen Schaumproduktes ein großer Teil der darin vorhandenen kugelförmigen Hohlräume zerstört werden würde.
• Es wurde deshalb nach Spreng- und Treibmittelmischungen gesucht, die bei hoher Handhabungssicherheit und Spreng- bzw. Treibwirkung auch nach längerer Lagerung noch ihre volle Rieselfähigkeit besitzen und ein möglichst geringes Volumen aufweisen.
• Es -wurden rieselfähige Spreng- und/oder Treibsatzmischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen im Gemisch mit mehr als 1 Gewichtsprozent eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes mit Zellstruktur gefunden. Kennzeichnend ist für diese Mischungen, daß sie als kohlenstoffhaltigen Brennstoff bis zu 20 Gewichtsprozent eines Schaumkunststoffes, insbesondere auf der Basis von Polystyrol, Polyestern, Polyolefinen, Kautschuklatex, Phenolharzen, Polyurethanen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Vinylacetat oder deren möglichen Mischpolymerisaten auch mit weiteren Komponenten, mit einem Raumgewicht von 8 bis 1200 kg/m,3, besonders 10 bis 300 kg/m3, in feinvermahlener Form enthält.
• Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung können grundsätzlich alle oxydierbaren Kunststoffe mit Schaumstruktur eingesetzt werden. Besonders bewährt haben sich Kunststoffe mit Schaumstruktur auf der Basis von Polystyrol, Polyestern, Polyolefinen, Kautschuklatex, Phenolharzen, Polytirethanen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Vinylacetat oder deren möglichen Mischpolymerisaten, die auch weitere, hier nicht genannte Komponenten enthalten können. Hierbei ist es unwesentlich, auf welche Art und Weise die Porosität dieser Kunststoffe bewirkt worden ist. Es eignen sieh sowohl Materialien mit offenen als auch mit geschlossenen Poren. Das Raumgewicht der in den erfindungsgemäß zusammengesetzten Mischungen enthaltenen Kunststoffe mit Schaumstruktur soll möglichst.zwischen 8 und 1200 kg7m3, vorzugsweise zwischen 10 und 300 kg7m3, liegen.
• Der Gehalt der erfindungsgemäß zusarnmengesetzten Mischungen an Kunststoffen mit Schaumstruktur beträgt vorteilhaft 3 bis 12 Gewichtsprozent, wenn diese Mischungen als Sprengstoffe verwendet werden sollen. Mischungen mit höheren Gehalten an Kunststoffen mit Schaunistruktur brennen nach Initiierung, ohne zu detonieren, mit hoher Geschwindigkeit ab und sind deshalb als Raketentreibstoffe geeignet.
• Die erfindungsgemäßen Mischungen sind wasserabweisend, wenn die dafür verwendeten Schaumkunststoffpulver hydrophob sind oder hydrophob gemacht worden sind. Von Natur aus nicht.hydrophobe Schaumkunststoffe können beispielsweise durch Behandlung mit Alkylsiliciumchloriden oder -wasserstoffen hydrophobiert werden.
• Außer diesen Kunststoffen mit Schaumstruktur müssen die erfindungsgemäß zusammengesetzten Mischungen noch explosible Bestandteile enthalten. Als explosible Bestandteile können explosionsfähige, anorganische Verbindungen, wie beispielsweise Nitrate, Chlorate und/oder Perchlorate der Alkali-oder Erdalkalimetalle sowie des Amrnoniums, eingesetzt werden. An Stelle oder zusammen mit derartigeia anorganischen Verbindungen können auch organische Verbindungen verwendet werden, die wie beispielsweise Nitrocellulose, Nitroglycerin, Nitrcglycol, Pentaerythrittetranitrat, Trinitrotoluol, Pikrinsäure, Nitromethylharnstoff usw. explosionsfähig sind.
• Zur Herstellung der erfindungsgemäß zusammen- gesetzten Mischungen werden die Kunststoffe mit Schaumstruktur vorteilhaft in mehl- oder puderartiger Form mit den explosiblen Bestandteilen mechanisch vermischt. - Die Verwendung von mehl-oder puderförmigen Kunststoffen mit Schaumstruktur hat den Vorteil, daß die daraus hergestellten Mischungen der erfindungsgemäßen Zusammen setzung nicht zur Klumpenbildung oder zum Erhärten neigen, sondern auch nach längerer Lagerung frei rieselnd bleiben.
• Wenn die mehl- oder puderartigen Kunststoffe mit Schaumstruktur, die zur Herstellung der erfindungsgemäß zusammengesetzten Mischungen eingesetzt werden, offene Poren haben, können diese bereits vor dem mechanischen Vermischen mit den explosiblen Bestandteilen ganz oder teilweise mit explosionsfähigen, festen oder flüssigen Substanzen gefällt sein. Besonders geeignet sind hierfür explosionsfähige Flüssigkeiten, wie beispielsweise Nitroglycerin oder andere niedrig nitrierte aromatische Verbindungen.
• In ihrer Sprengwirkung stehen die erfindungsgemäß zusammengesetzten Mischungen den handelsüblichen Sprengstoffen in keiner Weise nach. Die erfindungsgemäß -zusammengesetzten Mischungen sind ob ihres Gehaltes an feinvermablenen Kunststoffen mit Schaumstruktur frei fließend und deshalb besonders geeignet, mittels Preßluft in Bohrlöcher eingeblasen zu werden. Die nach der Erfindung zusammengesetzten Mischungen zeichnen sich außerdem durch hohe Handhabungssicherheit aus, da sie nur durch geeignete Initiierung zur Detonation bzw. zum sehr schnellen Abbrennen gebracht werden können. Beispiel 1 92 Gewichtsteile Ammoniumnitrat werden mechanisch innig vermischt mit 8 Gewichtsteilen eines feinvermahlenen Polymerisates mit Schaumstruktur, dessen Raumgewicht ursprünglich 200 kg/m3 beträgt.
• Zur Herstellung des Polymerisates mit Schaumstruktur werden 48 Gewichtsteile Styrol mit 52 Gewichtsteilen eines Polyesters umgesetzt, der aus je 1 Mol Phthalsäure-, Maleinsäurcanhydrid, Äthylen-und Diäthylenglycol kondensiert worden ist. Die Polymerisation erfolgt nach bekanntem Verfahren. Der entstehende Schaumstoff entspricht in seiner Zusammensetzung der allgemeinen Formel C",H",0,.
• Die erfindungso.,emäße Mischung bleibt auch nach längerer Lagerung frei fließend und hat eine ausgezeichnete Sprengwirkung.
• Beispiel 2 93,5 Gewi chtsteile Arnnioniumnitrat und 6,5 Gewichtsteile feinvermahlener Polystyrolschaum, dessen Zusammensetzung der allgemeinen Formel C"H" entspricht und dessen ursprüngliches Raumgewicht 30 kg/m3 beträgt, werden mechanisch innig vermischt.
• Die Mischung hat die gleichen Eigenschaften wie die im Beispiel 1 angegebene Mischung.
• Beispiel 3 9Gewichtsteile eines feinvermahlenen Schaumpolymerisates mit einem ursprünglichen Raumgewicht von 150 kg/m3 werden mit 1 Gewichtsteil Nitroglycerin so lange vermischt, bis das letztere von dem Schaummehl aufgesaugt ist. Dem erhaltenen Produkt werden anschließend 90 Gewichtsteile Ammoniumnitrat zugemischt.
• Zur Herstellung des Schaumpolymerisates wurden 38 Gewichtsteile Styrol und 62 Gewichtsteile des im Beispiel 1 genannten Polyesters eingesetzt.
• Die erhaltene Mischung ist auch nach längerer Lagerung frei fließend und hat eine hervorragende Sprengwirkung.

Claims (3)

1. Patentansprüche-1. Rieselfähige Spreng-- und/oder Treibsatzmischungen auf der Basis von anorganischen und/oder organischen Explosivstoffen im Gemisch mit mehr als 1 Gewichtsprozent eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes mit Zellstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß sie als kohlenstoffhaltigen Brennstoff bis zu 20 Gewichtsprozent eines Schaumkunststoffes, insbesondere auf der Basis von Polystyrol, Polyestern, Polyolefinen, Kautschuklatex, Phenolharzen, Polyurethanen, Polyacrylaten, Polymethacrylaten, Vinylacetat oder deren möglichen Mischpolymerisaten auch mit weiteren Komponenten, mit einem Raumgewicht von 8 bis 1200 kg/m3, insbesondere 10 bis 300 kg/m3, in feinverinahlener Form enthalten.
2. 2. Spreng- und/oder Treibsatzmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaumkunststoffpulver hydrophob ist oder hydrophob gemacht isi. 3. Rieselfähige Spreng- und/oder Treibsatzmischungen nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren des Schaumkunststoffpulvers in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise mit flüssigen oder festen Explosivstoffen gefüllt sind.
3. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsche Auslegeschrift Nr. 1047 091; USA.-Patentschriften Nr. 2 168 531, 2 365 170, 2 433 417, 2 768 072, 2 845 025; Kit-Evered: »Rocket Propellant Handbook«, 1960, S. 287 bis 293.