СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА Российский патент 2005 года по МПК C06B21/00 C06B25/24 C06D5/06 

Изобретение относится к области получения сферических пороков (СФП) для стрелкового оружия.

Согласно патентам США [1, 2] СФП получают следующим образом: нитраты целлюлозы или нитраты целлюлозы с нитроглицерином растворяют при перемешивании в этилацетате (ЭА) в водной среде. Полученный пороховой лак в присутствии эмульгаторов диспергируется на лаковые частицы. После этого проводятся их обезвоживание и отгонка ЭА.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП для охотничьего оружия [3], согласно которому приготовление порохового лака осуществляют при перемешивании в течение 10-15 минут в 4-5 мас.ч. воды 1 мас.ч. пироксилина №1 с возвратно-технологическими отходами (ВТО) совместно с дифениламином в количестве 0,6-1,2 мас.% и техническим углеродом в количестве 0,3-1,0 мас.%, поступающим в виде водной суспензии с концентрацией 20-30%, и свинец (II)-медь (II) фталат оксидом (ФМС) в количестве 0,5-2,5 мас.% от массы пироксилина №1, после чего вводят ЭА в количестве 2,4-3,6 мас.ч. Далее добавляют эмульгатор, диспергируют пороховой лак на лаковые частицы, удаление ЭА ведут при нагревании смеси до температуры 92-94°С.

Недостатком прототипа является низкая стабильность баллистических характеристик порохового заряда в стрелковых системах, обусловленная неравномерностью распределения нитроцеллюлозных ингредиентов (пироксилин, ВТО и т.п.) при содержании одного из них не более 30 мас.%.

Задачей изобретения является повышение стабильности баллистических характеристик за счет обеспечения равномерного распределения нитроцеллюлозных ингредиентов по объему массы.

Технический результат достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление порохового лака при перемешивании нитроцеллюлозных ингредиентов в 4-5 мас.ч. воды с ЭА, добавление эмульгатора, диспергирование лака и удаление растворителя, отличающемся тем, что в качестве нитроцеллюлозных ингредиентов используют пироксилин с баллиститным порохом, или мелкозерненый пироксилиновый порох (МЗПП) с баллиститным порохом, или совместно пироксилин, МЗПП и баллиститный порох при содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 30 мас.%, приготовление порохового лака осуществляют в течение 30-60 минут, добавление эмульгатора осуществляют в количестве 20-30 мас.% от общего его количества, диспергирование лака проводят в течение 10-20 минут, останавливают процесс на 10-20 минут, затем проводят повторное диспергирование в течение 10-20 минут при вводе оставшегося количества эмульгатора, а в качестве эмульгатора используют мездровый клей. При содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 10 мас.% повторное диспергирование осуществляют 2 раза.

Приготовление лака осуществляется в течение 30-60 минут. При уменьшении времени менее 30 минут наблюдается неполная пластификация зерен МЗПП. Увеличение времени более 60 минут приводит к большей длительности процесса.

Первоначальный ввод клея составляет 20-30 мас.% от общего его количества. Снижение менее 20 мас.% приводит к получению крупнодисперсной эмульсии, а увеличение более 30 мас.% препятствует коагуляции частиц при остановке мешалки реактора.

Диспергирование лака на пороховые элементы (первичное и вторичное) проводят в течение 10-20 минут. Уменьшение времени менее 10 минут не обеспечивает требуемого размера эмульгированных частиц лака, а увеличение времени более 20 минут нецелесообразно, так как достигнуто равновесное состояние процессов дисперирования и коалесценции.

После проведения диспергирования мешалку останавливают на 10-20 минут. Уменьшение времени менее 10 минут не обеспечивает полной коалесценции лака и требуемого его качества. Увеличение времени более 20 минут не является необходимым, так как процесс коалесценции уже завершен.

Количество повторных диспергирований зависит от соотношения вводимых компонентов. Если содержание одного из нитроцеллюлозных ингредиентов составляет 10 мас.% и не более, то количество повторных диспергирований - два, если 30 мас.% и не более, то достаточно одной остановки и повторного диспергирования.

В таблице приведены примеры выполнения способа получения пороха по штатному варианту, в пределах граничных условий и за их пределами.

Пример 1. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой обогрева, заливается 400 л воды, загружается 100 кг смеси, состоящей из 30 кг пироксилина (30 мас.%) и 70 кг (70 мас.%) баллиститного пороха, и перемешивается в течение 10 минут. Затем заливается 350 л ЭА, и смесь перемешивается 30 минут при одновременном подъеме температуры до 68°С. При этой температуре вводится эмульгатор в количестве 20% от общей массы и пороховой лак диспергируется в течение 20 минут на сферические частицы. Затем мешалка останавливается на 10 минут. После этого вводится оставшееся количество мездрового клея и проводится повторное диспергирование в течение 20 минут. При необходимости вводится обезвоживатель. Отгонка растворителя осуществляется известным способом.

Пример 2. В реактор заливается 400 л воды, загружается 100 кг смеси, состоящей из 20 кг МЗПП (20 мас.%) и 80 кг (80 мас.%) баллиститного пороха, и перемешивается в течение 10 минут. Затем заливается 380 л ЭА, и смесь перемешивается 50 минут при одновременном подъеме температуры до 68°С. При этой температуре вводится эмульгатор в количестве 25% от общей массы и пороховой лак диспергируется в течение 15 минут на сферические частицы. Затем мешалка останавливается на 15 минут. После этого проводится повторное диспергирование в течение 15 минут и второй раз останавливается мешалка на 15 минут. По окончании выдержки вводится оставшееся количество мездрового клея и пороховой лак диспергируется в течение 15 минут. При необходимости вводится обезвоживатель. Отгонка растворителя осуществляется известным способом.

Пример 3. В реактор заливается 400 л воды, загружается 100 кг смеси, состоящей из 5 кг МЗПП (5 мас.%) и 95 кг (95 мас.%) баллиститного пороха, и перемешивается в течение 15 минут. Затем заливается 400 л ЭА, и смесь перемешивается 60 минут с одновременным подъемом температуры до 68°С. При этой температуре вводится эмульгатор в количестве 30% от общей массы и пороховой лак диспергируется в течение 10 минут на сферические частицы. Затем мешалка останавливается на 20 минут. После чего проводится повторное диспергирование в течение 10 минут и второй раз останавливается мешалка на 20 минут. По окончании выдержки вводится оставшееся количество мездрового клея и пороховой лак диспергируется в течение 10 минут. При необходимости вводится обезвоживатель. Отгонка растворителя осуществляется известным способом.

Литература

1. Патент США №3917767 от 4.11.1975.

2. Патент США №3824108 от 16.07.1974.

3. А.С. №1727375, 1991, СССР. Заявка №4804112 от 19.03.90 (прототип).

ТаблицаХарактеристики порохов, изготавливаемых по известному(прототипу) и разработанному способамНаименование показателяПо разработанному способуПо известному способу пример 1пример 2пример 31. Массовая доля компонентов, %:    пироксилин или МЗПП30201050баллиститный порох708090502. Время приготовления лака, мин305060303. Ввод эмульгатора, % от общей массы:    первичный202530100вторичный807570-4. Первичное диспергирование, мин101520-5. Первая остановка мешалки, мин101520-6. Вторичное диспергирование, мин-1520-7. Вторая остановка мешалки, мин-1520-8. Окончательное диспергирование101520209. Баллистические характеристики в дробовом охотничьем патроне 12 клб (масса дробового снаряда 35 г):    - масса заряда, г2,01,851,702,1- скорость дробового снаряда, V_{10 cp}, м/с328331335326- разность между наибольшей и наименьшей скоростью     дробового снаряда, ΔV_{10 ср}, м/с12151723- максимальное давление пороховых газов, среднее, МПа55,856,557,057,5Примечание - Требования ТУ 7506804-128-91: масса заряда не более 2,05 г; V_{10 cp} не менее 325 м/с, ΔV_{10 ср} не более 23 м/с, среднее максимальное давление пороховых газов не более 62 МПа.

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, например гладкоствольного дробового ружья. Предложен способ получения сферического пороха, включающий приготовление порохового лака при перемешивании нитроцеллюлозных ингредиентов в 4-5 мас.ч. воды с этилацетатом, добавление эмульгатора, диспергирование лака и удаление растворителя. В качестве нитроцеллюлозных ингредиентов используют пироксилин с баллиститным порохом, или мелкозерненый пироксилиновый порох (МЗПП) с баллиститным порохом, или совместно пироксилин, МЗПП и баллиститный порох при содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 30 мас.%. Причем добавление эмульгатора осуществляют в количестве 20-30 мас.% от общего его количества, диспергирование лака проводят в течение 10-20 минут, останавливают процесс на 10-20 минут, затем проводят повторное диспергирование в течение 10-20 минут при вводе оставшегося количества эмульгатора, а в качестве эмульгатора используют мездровый клей. При содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 10 мас.% повторное диспергирование осуществляют 2 раза. Изобретение позволяет повысить стабильность баллистических характеристик пороха за счет обеспечения равномерного распределения компонентов по объему массы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения сферического пороха, включающий приготовление порохового лака при перемешивании нитроцеллюлозных ингредиентов в 4-5 мас.ч. воды с этилацетатом, добавление эмульгатора, диспергирование лака и удаление растворителя, отличающийся тем, что в качестве нитроцеллюлозных ингредиентов используют пироксилин с баллиститным порохом, или мелкозерненый пироксилиновый порох (МЗПП) с баллиститным порохом, или совместно пироксилин, МЗПП и баллиститный порох при содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 30 мас.%, приготовление порохового лака осуществляют в течение 30-60 мин, добавление эмульгатора осуществляют в количестве 20-30 мас.% от общего его количества, диспергирование лака проводят в течение 10-20 мин, останавливают процесс на 10-20 мин, затем проводят повторное диспергирование в течение 10-20 мин при вводе оставшегося количества эмульгатора, а в качестве эмульгатора используют мездровый клей.2. Способ получения сферического пороха по п.1, отличающийся тем, что при содержании одного из нитроцеллюлозных ингредиентов не более 10 мас.% повторное диспергирование осуществляют 2 раза.