СЛОИСТЫЕ ПОРОШКООБРАЗНЫЕ СОСТАВЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА Российский патент 2000 года по МПК C01B31/04 C06B25/10 

Изобретение относится к твердым порошкообразным составам, содержащим взрывчатые вещества (ВВ), а именно к составам на основе твердых матриц, включающих ВВ. В качестве твердой матрицы предлагается использовать слоистый фторированный графит, образующийся при обработке графита галоидными соединениями фтора, а в качестве ВВ - известные нитроорганические ВВ при следующем соотношении компонентов, мас.%: ВВ - 10 - 20; фторированный графит - 80 - 90. Предлагаемые составы могут найти применение, как твердые взрывобезопасные, гидролитически устойчивые и высокоэкологичные источники паров ВВ с длительным временем службы, например, для настройки различных аналитических приборов.

Известны (Е.Ю. Орлова, Химия и технология бризантных веществ, Ленинград, Химия, 1973, с. 181) твердые составы, содержащие нитроорганические ВВ, представляющие собой продукты присоединения ВВ углеводородам и аминам. Известны (Пат. 156672, Польша, М.кл. C 06 B 25/10) порошкообразные составы, включающие ВВ. Эти составы представляют собой нейтральную твердую матрицу, содержащую ВВ.

По техническому решению (твердая матрица, содержащая ВВ) прототипом является второй пример.

Для получения порошкообразных составов, содержащих ВВ, твердую нейтральную матрицу органического или минерального происхождения с удельной поверхностью 2000 см²/г, например лактозу, орошают взрывчатым компонентом с ограниченной способностью к детонации, жидким, например, глицериннитратом, или в виде раствора, и твердый продукт гомогенизируют известным способом.

Недостатками известных составов являются, во-первых, они позволяют использовать только ВВ с ограниченной способностью к детонации. Во-вторых, в них адсорбированные ВВ располагаются на поверхности или в порах твердой матрицы, что не защищает ВВ от воздействия внешних факторов (кислород воздуха, влага, солнечная радиация и т.д.), т.е. химическая устойчивость известных составов определяется химической устойчивостью адсорбированных ВВ. Например, гидролизуемые ВВ сохраняют в известных составах свою нестойкость к действию влаги. В-третьих, давление паров адсорбированных ВВ над поверхностью известных составов мало отличается от давления паров исходных ВВ при одинаковых температурах. Вследствие этого срок хранения известных составов с легколетучими ВВ (например, жидкими ВВ) ограничен летучестью исходного ВВ. Поэтому с учетом того, что нитросоединения являются ядовитыми веществами, известные составы характеризуются плохой экологичностью и работа с такими составами, как и с исходными нитроорганическими ВВ, требует соблюдения специальных правил техники безопасности.

Задачей изобретения является повышение взрывобезопасности и экологичности составов, повышение длительности хранения и устойчивости составов к действию влаги, а также расширение ассортимента ВВ, включенных в состав твердых матриц.

Поставленная задача решается тем, что порошкообразный состав, включающий нейтральную твердую матрицу и наполнитель - нитроорганическое ВВ, содержит в качестве твердой матрицы слоистый фторированный графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: ВВ 10-20, фторированный графит - 80-90.

Отличительными от прототипа признаками являются: использование в качестве твердой матрицы слоистого фторированного графита, образующегося при обработке графита галоидными соединениями фтора, насыщение указанного фторированного графита нитроорганическими ВВ жидкими или в виде раствора.

Эти признаки являются новыми и существенными, так как использование в качестве твердой матрицы слоистого фторированного графита и его насыщение ВВ позволяет получать взрывобезопасные, высокоэкологичные и влагоустойчивые составы, содержащие 10-20% нитроорганических ВВ, способных к длительному (2 - 3 года) хранению на воздухе, а также позволяет значительно расширить ассортимент (возможно получение составов со всеми известными нитроорганическими ВВ) вводимых в составы ВВ.

Используется фторированный графит, получаемый по широко известному процессу фторирования природного или искусственного графита галоидными соединениями фтора. Этот фторированный графит обладает гидрофобными свойствами и высокой термической (300 - 400^oC) устойчивостью. При его насыщении нитроорганическими ВВ молекулы ВВ располагаются между фторированными углеродными слоями. Это обеспечивает, во-первых, малое давление паров внедренных в межслоевое пространство фторированного графита молекул ВВ, которое при комнатной температуре не превышает 10^-12 мм рт. ст. и практически не зависит от летучести исходного ВВ, так как определяется скоростью диффузии внедренных молекул из межслоевого пространства фторированного графита. Это обеспечивает возможность получения устойчивых составов как с легколетучими жидкими ВВ, так и с малолетучими твердыми ВВ. Во-вторых, гидрофобные свойства фторированного графита обеспечивает устойчивость состава к действию воды. Такие составы не обладают также взрывчатыми свойствами, даже в случае легкодетонирующих ВВ, так как в них молекулы ВВ располагаются между фторированными углеродными слоями, т. е. находятся, как и в растворе, в состоянии высокой степени флегматизации.

Осуществляется изобретение следующим образом. Фторированный графит, образующийся при фторировании графита галоидными соединениями фтора (ClF₃, ClF₅, BrF₃, BrF₅, JF₇), насыщают нитроорганическими ВВ жидкими или в виде растворов при комнатной температуре. Затем реакционную смесь выдерживают в токе азота для испарения избытка жидкого ВВ или растворителя при использовании растворов ВВ. В результате получают взрывобезопасные, высокоэкологичные и влагоустойчивые слоистые порошкообразные составы, содержащие 10-20 мас. % ВВ и 80-90 мас.% фторированного графита, способные в течение длительного (2 - 3 года) времени использоваться как твердые источники паров нитроорганических ВВ.

Пример 1. 1 г фторированного графита, полученного фторированием графита трифторидом хлора, помещают в реакционный сосуд. Затем в сосуд добавляют 20 мл ацетона и смесь выдерживают при 20^oC в течение 1 часа. Твердый продукт отфильтровывают на стеклянном фильтре и на фильтре его промывают 2 - 3 раза 10% раствором тринитротолуола в ацетоне порциями по 20 мл. Твердый продукт высушивают на воздухе для испарения ацетона. Для удаления адсорбированного на поверхности фторированного графита тринитротолуола твердый остаток промывают 3 - 4 раза ацетоном. После высушивания на воздухе получают 1,18 г слоистого твердого состава, содержащего 15% тринитротолуола и 85% фторированного графита.

Пример 2. Как и в примере 1, 1 г фторированного графита обрабатывают ацетоном, а затем также, как и в примере 1, обрабатывают 6% раствором гексогена в ацетоне, фильтруют, промывают твердый остаток ацетоном и высушивают на воздухе. В результате получают 1,1 г твердого состава, содержащего 10% гексогена и 90% фторированного графита.

Пример 3. 1 г фторированного графита обрабатывают ацетоном, как в примере 1. После фильтрации твердый продукт на фильтре промывают бензолом для вытеснения ацетона. Затем твердый продукт, насыщенный бензолом, на фильтре промывают жидким тетранитрометаном для вытеснения бензола и насыщения тетранитрометаном фторированного графита. После высушивания в токе азота для испарения избыточного тетранитрометана получают 1,25 г состава, содержащего 20% тетранитрометана и 80% фторированного графита.

Все составы, полученные в примерах 1, 2 и 3, не обладают взрывчатыми свойствами, устойчивы к действию влаги и могут храниться на воздухе в течение 2 - 3 лет.

Таким образом, предлагаемые слоистые порошкообразные составы, содержащие нитроорганические ВВ, являются взрывобезопасными, устойчивы к действию влаги. Они характеризуются малым давлением разложения, т. е. являются высокоэкологичными и при комнатной температуре могут храниться на воздухе в течение длительного времени (2 - 3 года). Поэтому предлагаемые составы могут найти широкое применение в качестве твердых источников паров нитроорганических ВВ, например, для настройки аналитических приборов.

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при настройке аналитических приборов. Порошкообразный состав содержит, мас.%: твердая нейтральная матрица (слоистый фторированный графит - 80-90; нитроорганическое взрывчатое вещество, например тринитротолуол, тетранитрометан - 10-20. Состав не обладает взрывчатыми свойствами, влагоустойчив, может храниться на воздухе 2-3 года.

Слоистые порошкообразные составы, содержащие нитроорганические взрывчатые вещества на основе твердой нейтральной матрицы, отличающиеся тем, что в качестве твердой матрицы используют слоистый фторированный графит при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Нитроорганическое взрывчатое вещество - 10 - 20
Фторированный графит - Остальное