ФЛЕГМАТИЗАТОР ПОРОХА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК C06B21/00 C06B25/00 

Изобретение относится к области производства порохов, в частности флегматизации пироксилиновых и сферических (СФП) порохов.

Известен ряд флегматизирующих составов (далее флегматизаторов), используемых при получении порохов [1-4]. В качестве флегматизаторов СФП предложены, например, централит 1 и централит 11, взятые в соотношении от 60:40 до 70:30 мас.%, соответственно. Известны флегматизаторы, включающие дибутилфталат (ДБФ) и централит 1, ДБФ и централит 11. При получении одноосновного СФП используется централит 1 и динитротолуол (ДНТ). Недостатки известных флегматизаторов заключаются в ограниченной возможности управления концентрационным профилем флегматизатора и соответственно энергетическим профилем флегматизированной зоны. СФП, флегматизированные ДБФ, имеют низкую воспламеняемость и, как следствие, значительную температурную зависимость баллистических характеристик.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является флегматизатор, включающий следующие компоненты, мас.% [5]:

ДНТ 25-50 централит 1 50-75

Недостаток прототипа также состоит в ограниченной возможности управления баллистическими характеристиками порохов. Действительно, ДНТ, имеющий практически нулевое значение термохимического коэффициента β (-1,1 ккал/%), оказывает незначительное влияние на энергетический профиль флегматизированной зоны. Централит 1 и централит 11 практически не отличаются по значению от термохимического коэффициента β (-22,0 и -22,5 ккал/%, соответственно). Поэтому формирование структуры флегматизированного слоя осуществляют путем многократного ввода флегматизаторов, что усложняет технологический процесс. Кроме того, такие пороха имеют низкий уровень баллистических характеристик (высокая масса заряда, сильно выраженная зависимость скорости пуль от температуры).

Целью изобретения является повышение эффективности и улучшение температурной стабильности (термостабильности) баллистических характеристик пороха путем расширения возможностей управления энергетическим профилем флегматизированной зоны.

Поставленная цель достигается тем, что:

1) флегматизатор пороха, включающий ДНТ, содержит дополнительно камфару при следующем соотношении компонентов, мас.%:

камфара 50-70 ДНТ остальное

2) флегматизатор пороха, включающий ДНТ, централит 1, содержит дополнительно камфару при следующем соотношении компонентов, мас.%:

камфара 25-35 централит 1 25-40 ДНТ остальное

Из сравнительного анализа следует, что заявляемый флегматизатор отличается от прототипа введением нового компонента- камфары. Сочетание во флегматизаторе камфары (β = -28,0) и ДНТ (β = -1,1) или камфары, централита 1 (β = -22,0 ккал/%) и ДНТ при установленных соотношениях придает флегматизаторам новые свойства, в т.ч. возможность проведения флегматизации пироксилиновых порохов путем обработки водной эмульсией расплава камфары, в то время как по штатной технологии флегматизация осуществляется спиртовым раствором камфары [6].

Достижение положительных результатов подтверждается результатами изготовления в лабораторных условиях смеси флегматизаторов и флегматизацией СФП с получением пороха марки СФ О33фл (ТУ 7277-210-07506808) или мелкозерненого пироксилинового пороха - аналога пороха марки ВТ.

Флегматизаторы готовились перемешиванием компонентов при температуре 80-95°С. Флегматизация проводилась в реакторе объемом 3 л с мешалкой и рубашкой для обогрева. Масса флегматизируемого пороха 0,5 кг, количество воды в реакторе 1,5 л, температура 80°С - при флегматизации двухосновного СФП или 95°С - при флегматизации пироксилинового пороха или одноосновного СФП. Эмульсия, включающая 0,5% мездрового клея, расчетное количество флегматизатора и 0,5 л воды, сливалась в реактор в один прием. Продолжительность флегматизации 60-90 мин. Флегматизированные пороха подвергались обработке по режимам штатной технологии СФП (промывке, сушке, графитовке). Составы смесевых флегматизаторов и результаты баллистических испытаний соответствующих образцов порохов представлены в табл.1- 3.

Таблица 1. Флегматизирующие составы Состав флегматизатора Содержание компонентов, мас.% камфара централит 1 ДНТ 1 50 25 25 2 45 30 25 3 25 30 50 4 25 25 50 5 20 30 50 6 50 - 50 7 60 - 40 8 75 - 25 9 45 - 55

На составе 1 полного растворения камфары в расплаве централита 1 и ДНТ не произошло (даже при 100°С). Поэтому флегматизация с данным составом при получении пороха для патронов 5,56 × 45 ПСО не проводилась. На составе камфара-ДНТ при содержании камфары более 75 мас.% температура плавления превышает 95°С (температуру процесса флегматизации), что нетехнологично.

Как следует из табл.2, использование предлагаемого флегматизатора камфара-централит1-ДНТ при установленных соотношениях (составы 2-4) приводит к положительному эффекту. Так, на патронах 5,56 × 45 ПСО имеет место уменьшение массы порохового заряда до 1,38-1,39 г (обр.1-3) и повышение стабильности баллистических характеристик (разброс скоростей в группе на уровне 10-15 м/с). Существенное улучшение по сравнению с прототипом наблюдается по снижению зависимости баллистических характеристик пороха от температуры, в частности при минусовой температуре. Однако с уменьшением содержания камфары (состав 5) существенного снижения этой зависимости не наблюдается (обр. 4) - характеристики находятся на уровне прототипа.

Эффективность флегматизирующего состава камфара-ДНТ оценивалась на мелкозерненых пироксилиновых порохах, испытанных в составе патрона 7,62 × 54. Как следует из табл.3, флегматизатор камфара-ДНТ (составы 6-8) способствует получению пороха с более высоким уровнем баллистических характеристик, чем на прототипе. Так, требуемая скорость достигается при меньшей массе заряда (3,0-3,1 г). При этом среднее давление пороховых газов в канале ствола оружия меньше, чем у прототипа (2521-2542 и 2679 кг/см² соответственно). При содержании камфары во флегматизаторе 45 мас.% (состав 9) положительный эффект не достигается, что обусловлено меньшей температурой плавления (около 35°С) и проникновением флегматизатора на большую глубину. В случае содержания камфары более 75 мас.%, как отмечалось, температура плавления существенно повышается и выходит за температурные пределы процесса. Например, при содержании камфары 80 мас.% температура плавления составляет (115°С).

Таблица 3. Баллистические характеристики опытных образцов в патроне 7,62 × 54 Наименование показателя Значение показателей образцов пороха с флегматизирующими составами Требования НД на порох ВТ обр.5 обр.6 обр.7 обр.8 прототип состав 6 состав7 состав 8 состав 9 ДНТ-централит 1 Масса заряда, г 3,0 3,05 3,1 3,2 3,2 3,0, не менее Скорость пули,
средняя, V₂₅, м/с 880 881 883 882 884 825-835 Разброс скоростей в группе из 10 выстрелов, м/с 10 12 15 22 21 25, не более Максимальное давление, кгс/см²:             среднее 2539 2521 2542 2683 2679 2800, не более наибольшее 2626 2604 2781 2734 2846 3000, не более наименьшее 2441 2489 2520 2505 2521 2400, не менее Примечание: Ввод флегматизатора на образцах 5-8 и прототипе по 2,5% мас.

Послойное экстрагирование флегматизатора и хроматографический анализ подтвердили различие содержания компонентов в слоях флегматизированной зоны образцов порохов и соответственно энергетических профилей на штатных и изготовленных образцах.

При изготовлении образцов использовались соответствующие требованиям нормативной документации материалы, испытания проводились согласно действующим стандартам.

Предлагаемые флегматизаторы могут найти применение как при изготовлении штатных, так и при разработке новых порохов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ 2244699, МПК⁷ С 06В 21/00, 25/18, 25/28.

2. Патент РФ 2071958, МПК⁷ С 06 В 21/00, 25/18, 25/26; С 06 D 5/06.

3. Патент РФ 2284981, МПК⁷ С 06В 21/00, 25/18.

4. Новые методы фабрикации мелких марок порохов гражданского назначения из устаревших порохов / Н.С.Латфуллин, Т.А.Енейкина, А.А.Староверов и др. // Третья Уральская конф. «Полимерные материалы и двойные технологии технической химии». Тезисы докладов. - Пермь. - 1999. - С.112-113.

5.«Регламент технологического процесса изготовления опытных образцов…», РТП 10-93. - Казань: Государственный НИИ химических продуктов. - 191 с.

6. Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов Т.2. Производство порохов.- Казань: Татар, газетно- журн. изд-во, 1995.- 391 с.

Группа изобретений относится к области производства порохов, в частности флегматизации сферических и пироксилиновых порохов. Предложенный флегматизатор пороха содержит, мас.%: камфара 50-70, динитротолуол (ДНТ) - остальное. Вариант флегматизатора содержит, мас.%: камфара 25-35, централит 1 25-40, ДНТ - остальное. Флегматизатор, согласно группе изобретений, дает возможность проведения флегматизации пироксилиновых порохов путем обработки водной эмульсией расплава камфары, обеспечивает повышение эффективности и улучшение температурной стабильности баллистических характеристик пороха путем расширения возможностей управления энергетическим профилем флегматизированной зоны. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

1. Флегматизатор пороха, включающий динитротолуол (ДНТ), содержит дополнительно камфару при следующем соотношении компонентов, мас.%:
камфара 50-70 ДНТ остальное

2. Флегматизатор пороха, включающий динитротолуол (ДНТ), централит 1, содержит дополнительно камфару при следующем соотношении компонентов, маc.%:
камфара 25-35 централит 1 25-40 ДНТ остальное