ЭЛАСТИЧНЫЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2011 года по МПК C06B25/34 C06B45/00 

Изобретение относится к эластичным взрывчатым составам, используемым в авиационной промышленности, в системах пироавтоматики аэрокосмической техники, а также в нефтедобыче при перфорации нефтяных скважин, где требуется высокая надежность, малая масса и габариты детонирующих шнуров с высокой скоростью детонации.

Особый интерес представляют детонирующие изделия, изготовленные из эластичных взрывчатых составов (ЭВС) различного профиля (ленты, профилированные шнуры, компактные изделия сложной конфигурации, детонирующие разводки и др.) с требуемыми физико-механическими характеристиками и высокими параметрами детонации.

Известен эластичный взрывчатый состав по патенту RU №2022952, С06В 25/34, А62С 3/02, опубликован 15.11.1994 г., содержащий гексоген (75%), K₂SO₄ (10%), бутадиенстирольный термоэластопласт (5,8%), минеральное масло (6,9%), политетрафторэтилен (2,0%), антиоксидант (0,3%).

Детонирующий шнур (ДШ), изготовленный из данного состава, имеет критический диаметр детонации 4,1 мм, скорость детонации 7300 м/с. Между кристаллами гексогена имеются воздушные полости, соизмеримые с размерами кристаллов гексогена, что не позволяет уменьшить критический диаметр, увеличить скорость детонации и приводит к прерыванию детонации на малых диаметрах шнура.

Наиболее близким техническим решением является эластичное взрывчатое вещество (ЭВВ) - Элас-2 (Российский химический журнал, том №XL1, №4, 1997 г., УДК 622.235.2, стр.99) принятое за прототип, содержащее гексоген (85%), бутадиеннитрильный каучук (6,5%), бутадиенстирольный термоэластопласт (6,5%), политетрафторэтилен (1,4%), антиоксидант (0,5%), сажу (0,1%).

В ЭВВ Элас-2 применяется гексоген с размерами кристаллов 60-400 мкм, что улучшает взрывчатые характеристики ДШ, такие как критический диаметр (3,5 мм) и скорость детонации (7600 м/с).

Недостатком приведенных аналога и прототипа ЭВВ является точное установление оптимальных соотношений компонентов в объеме эластичного взрывчатого состава при трехстадийном производстве: смешение, пластификация (вальцевание), экструзия, обеспечивающих с учетом технологических факторов заданный комплекс физико-химических, реологических и взрывчатых свойств. Кроме того, гексоген с величиной кристаллов 60-400 мкм не позволяет значительно уменьшить пористость, увеличить плотность, уменьшить критический диаметр и повысить скорость детонации ДШ, изготовленного из ЭВВ Элас-2.

Цель изобретения заключается в том, чтобы уменьшить критический диаметр, критическую толщину и увеличить скорость детонации детонирующего шнура, изготовленного из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, за счет уменьшения содержания в составе инертных компонентов, частичной замены во взрывчатом составе гексогена с размерами кристаллов 60-400 мкм на нанодисперсный и заполнения воздушных полостей между кристаллами гексогена нанодисперсным гексогеном с размерами кристаллов 20-80 нм для снижения пористости и увеличения плотности изделий, изготовленных из предлагаемого ЭВС.

Это достигается тем, что эластичный взрывчатый состав, включающий гексоген, связующее вещество и пластификатор, содержит в качестве добавки, снижающей пористость и увеличивающей плотность, нанодисперсный гексоген (в замену гексогена), в качестве связующего вещества - бутадиенстирольный термоэластопласт, в качестве пластификатора - масло вазелиновое при следующих соотношениях компонентов масс.%:

Бутадиенстирольный 7-17 термоэластопласт   Масло вазелиновое 2,5-3,5 Гексоген (60-400 мкм) 63-67 Гексоген нанодисперсный (20÷80 нм) остальное

Для проверки взрывчатых свойств предлагаемого эластичного взрывчатого состава были изготовлен ДШ диаметрами 2,3 мм, 2,5 мм, 2,8 мм, 3,0 мм, 3,2 мм с определением структуры (см. чертеж), критического диаметра и скорости детонации (см. таблицу).

На чертеже показаны микрофотографии структуры поверхностей на срезах детонирующих шнуров, изготовленных на основе гексогена (а) и с частичной заменой гексогена нанодисперсным гексогеном (б).

В таблице приведены сравнительные характеристики эластичного взрывчатого состава по предлагаемому техническому решению и прототипу.

Эластичный взрывчатый состав приготавливался известным методом механического смешения компонентов в обогреваемом смесителе с последующим вальцеванием и экструдированием ДШ.

Как видно из данных, приведенных в таблице, ДШ, изготовленный из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, имеет критический диаметр 2,5 мм, скорость детонации 8100 м/с при плотности 1,65 г/см³.

Таким образом, детонирующий шнур, изготовленный из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, имеет высокие взрывчатые характеристики в сравнении с прототипом при одновременном снижении содержания в составе инертных компонентов.

Таблица Состав, масс.%, и взрывчатые характеристики ДШ Предлагаемый состав Прототип Бутадиеннитрильный каучук   6,5 Бутадиенстирольный термоэластопласт 12 6,5 Политетрафторэтилен - 1,4 Антиоксидант - 0,5 Сажа - 0,1 Масло вазелиновое 3   Гексоген 60-400 мкм 65 85 Гексоген нанодисперсный 20-80 нм 20   Плотность ДШ, г/см³ 1,65 1,59 Критический диаметр ДШ, мм 2,5 3,5 Скорость детонации ДШ, м/с 8100 7600

Изобретение относится к эластичным взрывчатым составам, используемым в авиационной промышленности, в системах пироавтоматики аэрокосмической техники, а также в нефтедобыче при перфорации скважин, когда требуется высокая надежность, малая масса и габариты детонирующих шнуров с высокой скоростью детонации. Предложенный эластичный взрывчатый состав содержит, масс.%: гексоген с размером кристаллов 60÷400 мкм 63-67, бутадиенстирольный термоэластопласт 7-17, вазелиновое масло 2,5-3,5, нанодисперсный гексоген с размером кристаллов 20-80 нм - остальное. Введение нанодисперсного гексогена обеспечивает улучшение внутренней структуры состава, снижение пористости, увеличение плотности (1,65 г/см³), уменьшение критического диаметра (2,5 мм) и критической толщины (2,5 мм), увеличение скорости детонации (8100 м/с) эластичного взрывчатого состава и изделий, изготовленных из него. 1 табл., 1 ил.

Эластичный взрывчатый состав, включающий гексоген, связующее вещество, пластификатор, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего вещества бутадиенстирольный термоэластопласт, в качестве пластификатора - масло вазелиновое, в качестве вещества, снижающего пористость и увеличивающего плотность, - нанодисперсный гексоген при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиенстирольный термоэластопласт 7,0-17,0 Масло вазелиновое 2,5-3,5 Гексоген (60-400 мкм) 63,0-67,0 Гексоген нанодисперсный (20-80 нм) остальное