СОСТАВ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1996 года по МПК C06B25/34 

Изобретение относится к средствам для резки металлоконструкций и может применяться для разделки (фрагментации) объектов различного вида и сложной конфигурации.

Одним из основных способов резки металлоконструкций является разделка их взрывом с помощью удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ). Для получения наибольшего эффекта увеличения производительности труда, материал, из которого изготовляется УКЗ, должен обладать следующим комплексом свойств: высокие прочностные характеристики, плотность, эластичность, высокая мощность. Это обеспечивает при использовании УКЗ значительное повышение эффективности резки вследствие увеличения производительности труда и снижения трудозатрат, простоты и безопасности работы с изделиями из таких материалов.

Перечисленные преимущества УКЗ могут быть реализованы только при использовании для их изготовления эффективных эластичных взрывчатых составов, отвечающих требуемому комплексу характеристик: прочность на разрыв 5,0-6,0 МПа, безопасность при производстве и эксплуатации изделий и хорошая технологичность изготовления состава и изделия (УКЗ) из него.

Известен эластичный взрывчатый состав [1] содержащий октоген, гексоген или ТЭН (50-90% с размером 25 мкм и высоковязкое нитроцеллюлозное связующее (10-50%), пластифицированное триэтиленгликольдинитратом (ТЭГДН) (1-8% нитроцеллюлоза, соотношение ТЭГДН) целлюлоза от 4/1 до 7/1). Этот состав имеет малую прочность на разрыв до 2,0 МПа, повышенную чувствительность к механическим воздействиям, а следовательно, опасен в производстве и эксплуатации изделий из него и нетехнологичен.

Также известны взрывчатые вещества по акцептированным заявкам ФРГ, содержащее 65-85 в.ч. кристаллического БВВ, диспергированного в 15 вес.ч. связующего, содержащего сложный эфир поливинилового спирта, пластифицированный жидкими органическими нитроэфирами. Данные вещества не удовлетворяют требованиям по прочностным характеристикам, достаточно опасны при производстве и эксплуатации из них изделий [2] [3]
Прототипом предлагаемого технического решения как наиболее близкий по составу из известных эластичных составов является состав для гибких детонирующих шнуров по патенту, содержащий БВВ, например, гексоген 75% карбоксилатный бутадиеннитрильный каучук 15% пластификатор, например, дибутилфталат 4,5% окислы металлов, например, окись цинка, стеарин и антиоксидант неозон-Д (суммарно 5,5%) [4]
Недостатки состава прототипа заключаются в том, что он обладает низкими прочностными характеристиками 2,0 МПа, недостаточно безопасен и технологичен при производстве и эксплуатации.

Сущность изобретения состоит в том, что эластичный состав, включающий гексоген, каучук, пластификатор, антиоксидант и стеарин, содержит в качестве каучука дивинилстирольный термоэластопласт, в качестве пластификатора минеральное масло, а в качестве антиоксиданта соединения фенольного типа и дополнительно содержит церезин, политетрафторэтилен и краситель жирорастворимый оранжевый при следующем соотношении компонентов, мас.

Дивинилстирольный термоэластопласт 4,4-7,0 Стеарин 0,9-2,6 Минеральное масло 2,5-5,0
Антиоксидант феноль- ного типа 0,1-0,5 Церезин 1,4-3,6 Политетрафторэтилен 1,0-3,0
Краситель жирораство- римый оранжевый 0,02-0,08 Гексоген остальное
П р и з н а к I дивинилстирольный термоэластопласт известен в технических решениях: в обувной промышленности для получения резинового низа обуви. Является новым признаком для прототипа и аналогов.

П р и з н а к II минеральное масло известен в технических решениях как пластификатор каучуков: используется для улучшения эластичности резиновых изделий. Также известно в рецептурах промышленных ВВ (игданиты); является новым признаком по отношению к прототипу и аналогам.

П р и з н а к III использование в качестве антиоксиданта бутадиенстирольных каучуков соединений фенольного типа известно в технических решениях; является новым признаком по отношению к прототипу и аналогам.

П р и з н а к IV церезин известен из технических решений как пластификатор полимерных композиций для повышения пластичности; является новым признаком по отношению к прототипу и аналогам.

П р и з н а к V политетрафторэтилен известен из технических решений используется в качестве полимерной основы агрессивно-стойких изделий методом спекания. Является новым признаком по отношению к прототипу и аналогам.

П р и з н а к VI краситель жирорастворимый оранжевый известен из технических решений, например, в производстве пластмасс. Является новым по отношению к прототипу и аналогам.

П р и з н а к VII соотношение компонентов неизвестно в технических решениях, в науке и технике.

В порядке обоснования соответствия отличительных признаков критерию "Существенные отличия" приводим следующее: признаки II, IV, проявляя известную функцию пластификации каучука, совместно с признаком V, VI, VII, I дают новое свойство системе, заключающееся в достижении положительного эффекта повышение прочности на разрыв.

Признаки V, I проявляют новое свойство совместно с признаками II, III, IV, VI, VII эффект улучшения технологичности и снижения опасности при производстве и эксплуатации изделий из него. Признак III и Признак VI, проявляя с одной стороны известные свойства: ингибирование процессов старения и придание окраски составу, дают новое свойство совместно с остальными признаками, осуществляя достижение положительного эффекта повышения прочности на разрыв и улучшения технологичности при производстве и эксплуатации изделий состава.

Использование в качестве каучука в связующем дивинилстирольного термоэластопласта, являющегося блок-сополимером, дает значительные преимущества для составов такого типа по сравнению с другими полимерами, позволяя получать состав, обладающий положительным эффектом, приведенным в данной заявке. Использование в качестве каучука в данном составе других полимеров, например, бутадиеннитрильных, хлоропреновых, либо бутадиеновых требуют дополнительной стадии при изготовлении из них изделий вулканизации, однако и в этом случае полученные изделия не обладают необходимой прочностью, гибкостью; наличие дополнительной стадии изготовления делает такой процесс нетехнологичным, повышает чувствительность к механическим воздействиям, увеличивая опасность работы с ними.

Для улучшения технологичности в предлагаемый состав введена смесь минерального масла и церезина. Как известно, введение в каучук пластификаторов обычно снижает их прочностные характеристики; однако введение в состав минерального масла и церезина в предлагаемых соотношениях и пределах позволило получить положительный эффект как по технологичности, так и по прочности и по безопасности процесса изготовления и эксплуатации.

Использование вместо заявленных других пластификаторов, таких как дибутилфталат, дибутилсебацинат, только стеарина или церезина не дает положительного эффекта, приведенного в данной заявке.

При наличии в предлагаемой системе порошкообразного политетрафторэтилена в указанном количестве состав обладает комплексом необходимых требований: высокой прочностью, безопасностью и технологичностью. Использование же вместо него стандартных наполнителей резиновых смесей (сажа, аэросил, мел, полистирол) не приводит к положительному эффекту: цель изобретения не выполняется.

При наличии в составе дивинилстирольного термоэластопласта менее 4,4 мас. начинает уменьшаться гибкость и прочность состава, что не удовлетворяет комплексу необходимых требований; при его количестве более 7 мас. состав становится жестким, ухудшаются его технологические характеристики, увеличивается опасность процесса его изготовления.

При содержании антиоксиданта фенольного типа от 0,1 до 0,5 мас. состав обладает высокой прочностью, при хранении в течение 5 лет практически не меняет свои физико-механические характеристики. При наличии в составе антиоксидантов других типов, либо предложенного в количестве менее 0,1% или более 0,5 мас. состав с течением времени стареет, ухудшаются его эластичность, прочностные характеристики, т.е. не выполняется цель изобретения.

При количестве церезина менее 1,4 мас. ухудшается технологичность изготовления состава и изделий из него; состав теряет гибкость. При наличии церезина более 3,6 мас. состав теряет свои прочностные характеристики.

При уменьшении количества минерального масла менее 2,5 мас. состав теряет свою технологичность, увеличивается опасность процесса изготовления, а при увеличении количества минерального масла более 5% начинает уменьшаться прочность на разрыв.

При содержании менее 1,0 мас. политетрафторэтилена состав обладает недостаточной прочностью, а при его содержании более 3,0 мас. ухудшается технологичность изготовления состава и изделия из него, а также увеличивается опасность процесса производства.

Использование в составе красителя жирорастворимого оранжевого способствует получению качественного состава и изделия из него. Качество состава определяется по однородности его окраски. Показателями качества также являются стабильность физико-механических свойств, т.е. прочности, гибкости, эластичности. Наличие красителя позволяет получать более стабильные по свойствам изделия. При содержании красителя менее 0,02 мас. его не хватает для однородной окраски вещества, а при его содержании более 0,08 мас. качество состава слабо зависит от количества красителя.

Оптимальное соотношение компонентов, при котором достигается положительный эффект, предлагаемого технического решения, составляет мас.

Дивинилстирольный термоэластопласт 4,4-7,0 Минеральное масло 2,5-5,0
Антиоксидант феноль- ного типа 0,1-0,5 Церезин 1,4-3,6 Политетрафторэтилен 1,0-3,0 Стеарин 0,9-2,6
Краситель жирораство- римый оранжевый 0,02-0,08 Гексоген остальное
В таблице приведены примеры конкретного выполнения рецептур состава по предложенному техническому решению и прототип по патенту США N 340773, кл. 102-27, 1968.

Составы были приготовлены по известной, применяемой в промышленности, технологии механического смешения сыпучих компонентов в растворе каучука в пластификаторах с последующим экструдированием из однородной массы изделий при повышенной температуре.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав превосходит прототип по прочности на разрыв и безопасности (чувствительность к удару и трению, давление переработки в изделия), а также более технологичен.

Все использованное в составе сырье выпускается отечественной промышленностью и имеет стандарты.

Как уже указывалось, рецептура предложенного состава разработана таким образом, что он изготавливается методом смешения компонентов в механических смесителях с последующей экструзией в изделия.

Это обеспечивает по сравнению с обычно применяемой для такого вида материалов водно-суспензионной технологией исключение ряда технологических операций, включая трудоемкую операцию вальцевания, что снижает в целом себестоимость состава в 1,5-2 раза.

Использование: резка металлоконструкций. Сущность изобретения: состав содержит, мас. %: 4,4-7,0 дивинилстирольного термопласта, 2,5-5,0 минерального масла, 0,1-0,5 антиоксиданта фенольного типа, 1,4-3,6 церезина, 1,0-3,0 политетрафторэтилена, 0,9-2,6 стеарина, 0,02-0,08 красителя жирорастворимого оранжевого, гексоген - остальное. Состав готовят смешением сухих компонентов в растворе каучука в пластификаторах с последующим экструдированием. Критический диаметр 3,0-4,2 мм, скорость детонации 7850- 8170 м/с. 1 табл.

СОСТАВ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ, включающий гексоген, каучук, пластификатор, антиоксидант и стеарин, отличающийся тем, что он в качестве каучука содержит дивинилстирольный термоэластопласт, в качестве пластификтора минеральное масло, в качестве антиоксиданта соединение фенольного типа и дополнительно церезин, политетрафторэтилен и краситель жирорастворимый оранжевый при следующем соотношении компонентов, мас.

Дивинилстирольный термоэластопласт 4,4 7,0
Минеральное масло 2,5 5,0
Антиоксидант фенольного типа 0,1 0,5
Церезин 1,4 3,6
Политетрафторэтилен 1,0 3,0
Стеарин 0,9 2,6
Краситель жирорастворимый оранжевый 0,02 -0,08
Гексоген Остальное