ВЗРЫВЧАТАЯ КОМПОЗИЦИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ПОВЫШЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ Российский патент 2013 года по МПК C06B25/00 C06B45/36 

Изобретение относится к взрывчатым композициями многофункционального действия с улучшенными эксплуатационными характеристиками и может быть использовано в боеприпасах различного назначения.

Известна взрывчатая композиция, защищенная патентом РФ №2209806, для снаряжения практически любых боеприпасов многофакторного поражающего действия.

Основными компонентами данной композиции являются нитрат одноатомного спирта, алюминий, нитрат или перхлорат аммония, или гетероциклический нитроамин, а также полимеры. Также известен взрывчатый состав для снаряжения боеприпасов многофакторного действия в соответствии с патентом РФ №2315742, содержащий флегматизированные гексоген или октоген, алюминий, смесь динитратов диэтиленгликоля и триэтиленгликоля, сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты и дифениламин.

Наиболее близкой к сущности предлагаемого изобретения является композиция многофункционального действия по патенту №2415831 С06В 25/34, включающая в мас.%: пластификатор 2-30; полимер 2-10; бризантное взрывчатое вещество - флегматизированные гексоген или октоген, или их смесь 10-60; неорганический окислитель - 5-30; и алюминий 15-36.

Данная композиция многофункционального действия обладает повышенной энергетикой и мощностью взрыва.

К ее недостаткам относятся пониженная стабильность физических и реологических свойств в температурном диапазоне хранения и эксплуатации композиций в боеприпасах, выражающаяся в увеличении пористости при повышении температуры (снижении плотности), увеличении вязкости, кристаллизации пластификатора при снижении температуры окружающей среды, что, в свою очередь, может привести к нестабильности параметров действия композиций и снижению устойчивости движения боеприпасов.

Целью предлагаемого изобретения является создание взрывчатой композиции многофункционального действия, предназначенной для снаряжения различных видов боеприпасов, сочетающей повышенную стабильность эксплуатационных и технологических свойств с повышенной энергетикой взрыва.

Поставленная задача решается тем, что взрывчатая композиция многофункционального действия с повышенной стабильностью эксплуатационных свойств, включающая пластификатор - соединение из ряда нитроэфиров одно- или многоатомных алифатических спиртов или различные варианты их смесей, бризантное взрывчатое вещество - флегматизированные гексоген или октоген, или их смесь, алюминий, неорганический окислитель - перхлорат калия, или перхлорат аммония, или нитрат бария, или нитрат аммония, или нитрат гидразина, полимер - бутадиеннитрильный, или бутадиенметакриловый, или фторкаучук, или фторполимер, или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, или полиметилметакрилат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тротил при следующем содержании компонентов, мас.%:

Пластификатор 2-30 Флегматизированные гексоген или   октоген, или их смесь 5-50 Тротил 5-30 Алюминий 15-36 Неорганический окислитель 5-30 Полимер 0,2-10

Дополнительно композиция может содержать в качестве стабилизатора химический стойкости дифениламин в количестве от 0,2 до 1,0 мас.% (сверх 100%).

Взрывчатая композиция многофункционального действия также может дополнительно содержать в качестве структурообразователей нитрозосоединения или хиноловый эфир в количестве от 0,1 до 1,5 мас.% (сверх 100%).

Тротил вследствие дешевизны широко применяется в промышленных взрывчатых веществах в качестве сенсибилизатора взрыва, обеспечивая повышение их чувствительности к детонационному импульсу, что одновременно приводит к росту опасности эксплуатации этого класса ВВ.

Тротил также вследствие дешевизны и сравнительно низкой чувствительности находит широкое применение в боеприпасах, к которым не предъявляются повышенные требования к стабильности эксплуатационных свойств и энергетике и мощности взрыва. По этим показателям он значительно уступает гексогену и октогену и для повышения энергетики взрыва боеприпасов в тротил в различных пропорциях вводят добавки более мощных ВВ.

Существенным отличием настоящего изобретения является использование тротила, который обеспечивает повышенные стабильности физических и реологических свойств вариантов композиции, вследствие его способности образовывать эвтектики с вводимыми в состав композиции пластификаторами, обладающих пониженными температурами кристаллизации, узким диапазоном изменения вязкости, повышенной проницаемостью эвтектик в поры между твердыми частицами наполнителей, обеспечивая их заполнение. Следствием введения тротила в состав композиции является повышенная стабильность вязкости, плотности, снижение температур кристаллизации композиции и, как следствие, стабильность параметров ее взрыва и эксплуатационных характеристик боеприпасов.

Пластификатор выбран из группы нитроэфиров одно- или многоатомных спиртов, таких как, например, этилнитрат, пропилнитрат, изобутилнитрат, изопропилнитрат, этиленгликольдинитрат, диэтиленгликольдинитрат, триэтиленгликольдинитрат, бутантриолтринитрат, триметилолэтантринитрат, диглицеринтетранитрат или выбран в виде двух- или трехкомпонентных смесей нитроэфиров одно- или многоатомных спиртов. Помимо склонности к образованию эвтектик с тротилом перечисленные пластификаторы и их сочетания характеризуются повышенной энергетикой взрыва, термодинамической совместимостью с выбранными полимерами. Полимеры, выбранные из группы бутадиеннитрильный или бутадиенметакриловый, или фторкаучук, или фторполимер, или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, или полиметилметакрилат отличаются низкими температурами стеклования, способностью повышать энергетику взрыва за счет горючих компонентов, входящих в их структуру, хорошей растворимостью в перечисленных пластификаторах.

Отличительной особенностью неорганического окислителя, входящего в состав композиции, такого как перхлорат калия или перхлорат аммония, или нитрат бария, или нитрат аммония, или нитрат гидразина, является повышенное значение окислительно-восстановительного потенциала по отношению к другим компонентам, входящим в состав композиции, а также вследствие наличия дислокации в структуре кристаллической решетки представителей этой группы нитратов и перхлоратов они обеспечивают повышенные уровни реализации энергетического потенциала композиции.

Дополнительно в качестве стабилизатора химической стойкости, композиция может содержать дифениламин в количестве 0,2 до 1,0 мас.% (сверх 100%). Дополнительно в качестве структурообразователей композиция может содержать нитросоединения или хиноловый эфир в количестве от 0,1 до 1,5 мас.% (сверх 100%).

Результаты экспериментов с различными вариантами исполнения композиции (таблица 1) представлены в таблице 2.

Таблица 1 Компоненты Содержание компонентов в прототипе и вариантах композиции, масс.% Прототип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Триэтиленгликоль-динитрат 25 28,8 2 15           7,5 5   35 1 Изобутилнитрат         15             7,5     Пропилнитрат или изопропилнитрат           15         5       Этилнитрат             15               Диэтиленгликоль-динитрат               5   7,5 5       Бутантриолтринитрат                 8     7,5     Алюминий 20 36 23 15 15 15 15 25 22 15 15 15 37 11 Гексоген флегматизированный или октоген флегматизированный, или их смесь 25 5 50 20 20 20 22 20 5 20 20 20 3 53 Тротил   30 5 15 15 15 13 15 30 15 15 15 3 32 Перхлорат калия, или перхлорат аммония, или нитрат бария, или нитрат аммония 25   10 30 30   28 30   30 30 25 10 2,9 Нитрат гидразина   5       30   5 25          

Продолжение таблицы 1 Компоненты Содержание компонентов в прототипе и вариантах заявленной композиции, масс.% Прототип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Фторполимер, или фторкаучук, или бутадиеннитрильный каучук, или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, или полиметилметакрилат 5 0,2 10 5 5 5 7 5 10 5 5 10 12 0,1 Структурообразователь: нитрозосоединения или хиноловый эфир, (сверх 100%)       1,5 1,0 0,1     1,0           Стабилизатор химической стойкости - дифениламин, (сверх 100%)       0,2 0,5   1,0     0,5        

Таблица 2 Характеристика Т°С Параметры прототипа и вариантов заявленной композиции Прототип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Вязкость, Пз 70 25100 28200 78400 26300 27400 20400 21300 82800 76300 31600 23100 22700 17500 110000 20 34200 29100 80200 28300 28300 22500 23200 84900 79200 32900 24900 23500 20100 121000 -50 61300 34300 82300 32800 31500 24600 25800 86300 81400 34300 26300 25800 23200 132000 Плотность, г/см³ 70 1,82 1,84 1,91 1,76 1,74 1,67 1,63 1,87 1,76 1,74 1,76 1,68 1,71 1,76 20 1,75 1,80 1,89 1,74 1,72 1,65 1,62 1,86 1,73 1,72 1,74 1,66 1,65 1,72 -50 1,68 1,79 1,87 1,71 1,70 1,63 1,60 1,82 1,72 1,71 1,70 1,63 1,61 1,63 Теплота взрыва Ккал/кг 70 1800 1900 1730 1720 1740 1920 1750 1780 1760 1720 1780 1820 1770 1560 20 1700 1880 1680 1710 1730 1910 1730 1760 1740 1700 1770 1800 1710 1470 -50 1500 1870 1700 1700 1720 1890 1720 1750 1720 1690 1760 1790 1650 1400

Для определения вязкости при проведении экспериментов использовали консистометр Геплера, теплоту взрыва определяли, используя бомбу Бихеля. Результаты экспериментов, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что варианты композиции 1-11 характеризуются повышенной по сравнению с прототипом стабильностью показателей плотности, вязкости, теплоты взрыва в диапазоне температур эксплуатации композиций в боеприпасах. За пределами заявленного соотношения компонентов в композиции (варианты 12, 13) наблюдается снижение стабильности характеристик композиций. Вследствие повышенной стабильности эксплуатационных свойств, заявленная композиция представляет значительный интерес для применения в боеприпасах с ужесточенными требованиями к сохранности их эксплуатационных свойств.

Изобретение относится к взрывчатым композициям с улучшенными эксплуатационными характеристиками и может быть использовано в боеприпасах различного назначения. Изобретение представляет собой композицию, состоящую из пластификатора - соединения из ряда нитроэфиров одно- или многоатомных алифатических спиртов или их смесей, бризантного взрывчатого вещества - флегматизированных гексогена или октогена, или их смеси, алюминия, неорганического окислителя - перхлората аммония, или нитрата бария, или нитрата аммония, или нитрата гидразина, полимера - бутадиеннитрильного или бутадиенметакрилового, или фторкаучука, или фторполимера, или сополимера метилметакрилата с метакриловой кислотой, или полиметилметакрилата и тротила. За счет образования эвтектик тротила с пластификаторами повышается стабильность эксплуатационных характеристик композиции, таких как плотность, вязкость, снижается температура кристаллизации, обеспечивается стабильность энергетических параметров взрыва. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Взрывчатая композиция многофункционального действия с повышенной стабильностью эксплуатационных свойств, включающая пластификатор - соединение из ряда нитроэфиров одно- или многоатомных алифатических спиртов или различные варианты их смесей, бризантное взрывчатое вещество - флегматизированные гексоген, или октоген, или их смесь, алюминий, неорганический окислитель - перхлорат калия, или перхлорат аммония, или нитрат бария, или нитрат аммония, или нитрат гидразина, полимер - бутадиеннитрильный или бутадиенметакриловый, или фторкаучук, или фторполимер, или сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой, или полиметилметакрилат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тротил при следующем содержании компонентов, мас.%:
Пластификатор 2-30 Флегматизированные гексоген, или   октоген, или их смесь 5-50 Тротил 5-30 Алюминий 15-36 Неорганический окислитель 5-30 Полимер 0,2-10

2. Взрывчатая композиция многофункционального действия по п.1, отличающаяся тем, что она может дополнительно содержать в качестве стабилизатора химический стойкости дифениламин в количестве от 0,2 до 1,0 мас.% (сверх 100%).

3. Взрывчатая композиция многофункционального действия по п.1, отличающаяся тем, что она может дополнительно содержать в качестве структурообразователей нитрозосоединения или хиноловый эфир в количестве от 0,1 до 1,5 мас.% (сверх 100%).