СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СМЕСЕВОГО ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2011 года по МПК C06B21/00 C06B25/34 

Изобретение относится к технике и технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах.

Известен способ изготовления воспламенительного состава (патент SU №1825354, МПК⁹ С06В 25/36, 33/08, опубликован 30.06.1993 г.).

Данный способ изготовления вопламенительного состава на основе взрывчатого вещества 1,1,1,3,6,8,8,8,-октанитро-3,6-диазаоктана и ультрадисперсного алюминия заключается в смешении, растирании компонентов состава в спиртовой пасте на фторопластовом листе фторопластовым шпателем с последующей сушкой на воздухе при температуре 75±5°С в течение 2 ч.

Данный способ позволяет изготовить только малые лабораторные порции смесевого состава, при этом качество состава (равномерность перемешивания, а следовательно, и его характеристики) зависит от конкретного исполнителя, что отрицательно сказывается на стабильности характеристик.

В случае применения во взрывчатом составе в качестве металлического горючего порошка металла, размеры частиц которого составляют доли микрона (нанопорошка), этот способ не может быть применен по следующим причинам.

Добавка нанопорошка резко увеличивает чувствительность взрывчатых составов к механическим воздействиям, особенно к трению. При растирании пасты трудно избежать подсыхания части смеси, а попадание сухого состава между трущимися поверхностями может привести к воспламенению и взрыву. Кроме того, растирание приводит к изменению (разрушению) первоначальной кристаллической структуры ВВ, что также приводит к увеличению чувствительности к механическим воздействиям.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения смесевого взрывчатого состава по патенту США №5565651, МПК С06В 21/00, опубликованному 15.10.1996 г.

Способ заключается в растворении сополимерной смолы этилена и винилацетата в толуоле. Количество толуола должно быть в 5-10 раз больше количества связующего вещества. ВВ (циклотриметилентринитроамин - RDX) растворяют в воде и к полученному раствору добавляют приготовленный раствор связующего вещества. В результате смешивания частицы RDX покрываются связующим веществом и агломерируются. Затем смесь нагревают до 95°С, чтобы отогнать толуол, после чего смесь охлаждают. Остатки толуола удаляют промыванием смеси большим количеством воды, фильтруют, сушат.

В результате данного способа изготовления смесевого взрывчатого ВВ изменяются размеры частиц взрывчатого вещества, за счет чего получают требуемые свойства смесевого ВВ.

При приготовлении некоторых смесевых ВВ требуется сохранение исходных размеров частиц ВВ. Данный способ не может быть использован при изготовлении таких смесевых ВВ, так как в результате смешивания исходных компонентов происходит агломерирование частиц, т.е. увеличение размеров частиц ВВ.

Задача настоящего изобретения - получение смесевого взрывчатого вещества с сохранением исходных размеров частиц ВВ.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующий технический результат:

1. Безопасность способа изготовления смесевого взрывчатого вещества.

2. Сохранение первоначальных размеров частиц компонентов взрывчатого вещества.

3. Стабилизацию параметров технологии изготовления, что положительно влияет на стабилизацию параметров смесевого ВВ.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата предлагается способ приготовления смесевого взрывчатого вещества, заключающийся в смешении исходных компонентов в присутствии легколетучей органической жидкости с последующим ее удалением и сушкой смесевого взрывчатого вещества, при этом согласно изобретению в качестве исходных компонентов используют органическое взрывчатое вещество 1,1,1,3,6,8,8,8,-октанитро-3,6-диазаоктан или циклотетраметилентетранитрамин и порошкообразный алюминий или цирконий, в качестве легколетучей органической жидкости используют этиловый или изопропиловый спирт, смешение осуществляют в смесителе с частотой вращения мешалки, не превышающей 50 об/мин., а удаление из полученной смеси жидкости осуществляют вакуумированием при остаточном давлении от 10 кПа до 30 кПа, при этом полученную смесь нагревают до температуры 0,5-0,6 от температуры кипения спирта, при этом вакуумирование проводят не менее 20 минут.

В качестве легколетучей среды выбирают органическую жидкость, так как большинство мощных ВВ являются молекулярными органическими кристаллами и плохо смачиваются неорганическими жидкостями, в частности - водой. Смачивание компонентов органической жидкостью позволяет получить более равномерное смесевое ВВ. Для сохранения размеров частиц исходных компонентов органическая жидкость должна быть инертна по отношению к ним.

Легколетучими жидкостями считают жидкости с температурой кипения при нормальном атмосферном давлении, не превышающей 80°С. При вакуумировании скорость испарения таких жидкостей велика и они легко удаляются из суспензии, что помогает исключить вскипание этой жидкости в смесителе, а время вакуумирования определяется размерами смесителя и количеством загружаемых компонентов смесевого взрывчатого вещества. Остаточное давление вакуумирования подбиралось экспериментально и ограничено 10 кПа.

Скорость перемешивания выбрана экспериментально из условий гомогенности смеси при сохранении формы и размеров исходных кристаллов ВВ.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:

Пример 1

105 г 1,1,1,3,6,8,8,8,-Октанитро-3,6-диазаоктана (средний размер частиц составляет более 100 мкм) и 15 г ультрадисперсного алюминия (средний размер частиц - менее 1 мкм) загружают в вакуумный смеситель, добавляют 105 г этилового спирта и перемешивают с частотой вращения мешалки - 46 об/мин в течение 10 минут, затем мешалку отключают. Состав нагревают до температуры 43°С и вакуумируют в течение 30 минут при остаточном давлении 16 кПа, для того чтобы отогнать спирт из состава. Полученный увлажненный состав выгружают на металлическое сито №063 и осуществляют грануляцию, затем состав сушат при температуре от 60 до 65°С.

По данным микроскопического исследования изготовленного состава частицы ВВ и алюминия не изменили свою первоначальную форму, компоненты распределены равномерно.

Пример 2

50 г 1,1,1,3,6,8,8,8,-Октанитро-3,6-диазаоктана, предварительно измельченного (средний размер частиц составляет ~ 9 мкм) и 7,5 г ультрадисперсного алюминия (средний размер частиц - менее 0,25 мкм) загружают в вакуумный смеситель, добавляют 50 г этилового спирта и перемешивают в течение 10 минут с частотой вращения мешалки - 44-46 об/мин, затем мешалку отключают. Для того чтобы отогнать спирт из состава, его нагревают до температуры 42°С и вакуумируют в течение 25 минут при остаточном давлении 18 кПа. Полученный увлажненный состав выгружают на металлическое сито №063 и осуществляют грануляцию. Затем состав сушат при температуре от 60 до 65°С.

По данным микроскопического исследования в данном составе компоненты распределены равномерно, частицы сохраняют исходную форму и размеры.

Пример 3

15 г высокодисперсного циклотетраметилентетранитрамина (средний размер частиц составляет ~ 6 мкм) ссыпают в приемный сосуд вакуумного смесителя, затем добавляют 45 г порошка циркония (средний размер частиц составляет ~ 3 мкм) и изопропилового спирта в количестве 50 г. Включают мешалку, перемешивают компоненты смесевого состава в течение 10 минут с частотой вращения - 44-46 об/мин. Отключают мешалку, полученную смесь нагревают до температуры 43°С и вакуумируют в течение 20 минут при остаточном давлении 10 кПа. Слегка увлажненный состав гранулируют через металлическое сито №063. Сушат состав при температуре 62°С в течение 2 часов.

Микроскопическое исследование данного состава показало, что размер частиц ВВ и порошка циркония не изменились. Компоненты состава распределены равномерно.

Аналогичные результаты в примерах 1 и 2 получены при использовании в качестве органической жидкости изопропилового спирта, а в примере 3 - при использовании этилового спирта.

По данным микроскопического исследования в изготовленных предлагаемым способом смесевых составах компоненты распределены равномерно, частицы исходных компонентов сохраняют исходную форму и размеры.

В приведенных примерах в качестве органической жидкости использованы спирты (этиловый и изопропиловый) как наиболее безопасные с точки зрения экологии и пожароопасности.

Изобретение относится к технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ, содержащих мощное взрывчатое вещество и металл. Способ заключается в смешивании исходных компонентов в присутствии легколетучей органической жидкости с последующим ее удалением и сушкой смесевого взрывчатого вещества. В качестве исходных компонентов используют органическое взрывчатое вещество 1,1,1,3,6,8,8,8,-октанитро-3,6-диазаоктан или циклотетраметилентетранитрамин и порошкообразный алюминий или цирконий, в качестве легколетучей органической жидкости используют этиловый или изопропиловый спирт, смешение осуществляют в смесителе с частотой вращения мешалки, не превышающей 50 об/мин., а удаление из полученной смеси жидкости осуществляют вакуумированием при остаточном давлении от 10 кПа до 30 кПа, при этом полученную смесь нагревают до температуры 0,5-0,6 от температуры кипения спирта. Изобретение обеспечивает сохранение исходных размеров частиц ВВ, стабилизацию параметров безопасной технологии изготовления смесевого ВВ и соответствующую стабилизацию параметров смесевого ВВ. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества, заключающийся в смешении исходных компонентов в присутствии легколетучей органической жидкости с последующим ее удалением и сушкой смесевого взрывчатого вещества, при этом в качестве исходных компонентов используют органическое взрывчатое вещество 1,1,1,3,6,8,8,8,-октанитро-3,6-диазаоктан или циклотетраметилентетранитрамин и порошкообразный алюминий или цирконий, в качестве легколетучей органической жидкости используют этиловый или изопропиловый спирт, смешение осуществляют в смесителе с частотой вращения мешалки, не превышающей 50 об/мин, а удаление из полученной смеси жидкости осуществляют вакуумированием при остаточном давлении от 10 кПа до 30 кПа, при этом полученную смесь нагревают до температуры 0,5-0,6 от температуры кипения спирта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вакуумирование проводят не менее 20 мин.