ВОДОСОДЕРЖАЩИЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ Российский патент 2014 года по МПК C06B25/34 

Настоящее изобретение относится к области водосодержащих промышленных взрывчатых веществ, содержащих мощные взрывчатые составы с добавками алюминия, извлекаемыми из боеприпасов повышенного могущества.

Из существующего уровня техники известен водосодержащий взрывчатый состав [1], включающий жидкую фазу на основе неорганического окислителя и бризантное взрывчатое вещество. В качестве жидкой фазы он содержит 45-65%-ный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя, а в качестве бризантного взрывчатого вещества - гексоген и/или октоген при следующем соотношении компонентов, мас.%: 45-65%-ный водный или водно-гликолевый раствор неорганического окислителя - 5-25; гексоген и/или октоген - 95-75.

Известный состав обладает высокой детонационной способностью и большой мощностью. Недостатками известного состава является повышенная опасность применения, связанная с высоким содержанием опасных в обращении ВВ (гексоген или октоген), и соответственно малым содержанием флегматизированного водного раствора. Снижение опасности в обращении с этим составом может быть достигнуто увеличением содержания флегматизирующего раствора. Однако в этом случае в отсутствии структурирующих добавок состав будет расслаиваться и соответственно терять однородность. Кроме этого, чистые гексоген и октоген не использовались для снаряжения боеприпасов.

Известен также водосодержащий пороховой взрывчатый состав [2], включающий 40,0-65,0% пороха пироксилинового или смеси его с баллиститным порохом, используемых в качестве сенсибилизатора, 6,0-15,0% натриевой селитры, 4,0-10,0% органического горючего, 10,0-25,0% воды, 0,3-2,0% полиакриламида, 0,01-0,1% бихромата калия, 0,02%-0,2% тиосульфата натрия, остальное - аммиачная селитра.

Этот состав обладает высокой детонационной способностью. Использование полиакриламида в качестве желатинизатора, бихромата калия и тиосульфата натрия в качестве структурирующего агента обеспечивают простоту изготовления и высокое качество изделий на основе этого состава.

Недостатком этого состава является невозможность использования в качестве сенсибилизатора мощных взрывчатых составов, извлекаемых из утилизируемых боеприпасов, в рецептуру которых входит алюминий. Алюминий, входящий в рецептуру таких составов, реагирует с водным раствором аммиачной селитры (АС), входящей в состав гелеобразной матрицы, и снижает стабильность состава при его хранении.

Наиболее близким к заявленному водосодержащему взрывчатому составу является, взятый за прототип, водосодержащий взрывчатый состав А-2у [3], включающий 70-80% взрывчатого состава A-IX-2 и 20-30% воды. Состав А-2у получают при гидрокавитационном методе расснаряжения боеприпасов повышенного могущества [4]. Взрывчатый состав A-IX-2 [5, 6] представляет собой механическую смесь, содержащую 80% состава A-IX-1 [5, 6] и 20% алюминиевой пудры [7]. Состав A-IX-1 - флегматизированный гексоген содержит 95% гексогена, 5% флегматизатора.

Недостатками данного водосодержащего взрывчатого состава - А-2у являются высокая чувствительность к механическим воздействиям, низкая физическая и химическая стойкость, невозможность использовать его как сенсибилизатор водосодержащих взрывчатых составов с минеральными окислителями, ограниченное время хранения, которое не превышает 5 суток после получения [8]. Причиной низкой стойкости и ограничений по применению прототипа является высокая химическая активность алюминия после гидрокавитационного извлечения исходного состава A-IX-2.

Техническим результатом заявляемого водосодержащего взрывчатого состава является снижение чувствительности взрывчатого состава к механическим воздействиям, повышение физической и химической стойкости, обеспечение возможности длительного хранения и возможности использовать его как сенсибилизатор водосодержащих взрывчатых составов с минеральными окислителями.

Это достигается тем, что водосодержащий взрывчатый состав, включающий A-IX-2 и воду, дополнительно содержит фосфатный буфер (ФБ) с содержанием 1% дигидрофосфата натрия (NaH₂PO₄) и 0,074% гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄), обеспечивающим рН=6, и натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na КМЦ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

A-IX-2 72-74 Вода 16-19 ФБ 5-9 Na КМЦ 0,7-1,5

Сущность изобретения заключается в том, что фосфатный буфер, введенный в состав, образует на поверхности частиц алюминия защитную пленку, предотвращающую взаимодействие алюминия как с водой, так и с водным раствором минерального окислителя и повышает его химическую стойкость.

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы является гелеобразователем, и ее введение обеспечивает структурирование состава, что исключает расслоение компонентов и повышает его физическую стабильность. Кроме того, формирование коагуляционных прослоек из натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы между частицами, извлеченного из боеприпасов ВВ, снижает прочность их сцепления между собой и увеличивает пластичность водосодержащего взрывчатого состава. Пластифицирующее действие натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы снижает чувствительность взрывчатого состава к механическим воздействиям, что повышает безопасность его применения.

Следует отметить, что извлеченное из боеприпасов взрывчатое вещество на основе гексогена и алюминия - A-IX-2 может быть использовано в предлагаемом водосодержащем взрывчатом составе как в виде порошка, так и в виде кусочков, полученных при дроблении шашек.

Для оценки полученного технического результата проводились сравнительные испытания A-IX-2, А-2у, заявляемого состава (ЗС) и составов, содержащих аммиачную селитру (АС). Экспериментально определяли: чувствительность к удару на копре К-44-2 [9], температуру вспышки [10] и термическую стойкость на измерительно-вычислительном комплексе «ВУЛКАН-2000» [11].

Пластичность составов определяли по величине напряжения сдвига при температуре 25°C [12].

Химическую стойкость определяли по времени выдержки образцов до начала активного разложения при повышенной температуре (90°C) с последующим пересчетом времени хранения при температуре 20°C.

Способ изготовления опытных составов заключается в следующем.

Сухой состав A-IX-2 готовится путем измельчения шашек, извлеченных из боеприпасов повышенного могущества.

Состав А-2у готовится высыпанием навески A-IX-2 в отмеренное количество воды и тщательным перемешиванием до равномерного распределения компонентов.

Для получения остальных составов вначале готовят водные растворы компонентов, в которые вводят требуемое количество порошкообразного A-IX-2. Вся масса тщательно перемешивается до равномерного распределения компонентов.

Результаты сравнительных испытаний взрывчатых составов представлены в табл.1.

Из данных таблицы 1 следует, что заявляемый водосодержащий взрывчатый состав обладает низкой чувствительность к удару (на уровне ТНТ), имеет более высокую пластичность по сравнению с прототипом, высокую химическую стойкость и совместимость с раствором аммиачной селитры.

Таблица 1 Результаты сравнительных испытаний взрывчатых составов Состав А-2у А-2у+АС Заявляемый состав ЗС+АС Содержание компонентов, мас.%         A-IX-2 75 60 74 59,2 Вода 25 20 19 15,2 ФБ     6 4,8 Na КМЦ     1 0,8 AC (NH₄NO₃)   20   20 Частость взрывов, % 30 44 0 0 Нижний предел чувствительности, мм 250 300 400 400 Модуль сдвига, кПа 64 70 21 30 Температура вспышки, °C 190 150 204 204 Время до начала разложения при 90°C 1,5 сут 3 часа 30 сут 25 сут Время до начала разложения при 20°C 20 сут 6 сут 439 сут 393 сут

Заявляемый состав может безопасно храниться в течение года в том числе и в контакте с водными растворами минеральных окислителей, что позволяет использовать его в качестве сенсибилизатора водосодержащих взрывчатых составов с минеральными окислителями. Заявляемый водосодержащий взрывчатый состав при хранении, в отличии от прототипа, не расслаивается, не выделяет воду, проявляет более высокую физическую стойкость. Таким образом, совокупность признаков, указанных в формуле изобретения, обеспечивает достижение требуемого технического результата.

Источники информации

1. Патент РФ №2203258 от 27.04.2003.

2. Патент РФ №2183209 от 10.06.2002.

3. ТУ 075 118 19-108-97. Взрывчатый состав А-2у (влажный A-IX-2).

4. Патент РФ 2195630 от 04.05.2001.

5. Пороха, твердые топлива и взрывчатые вещества. //В.К. Марьин, В.П. Зеленский, Б.М. Орлов, А.Т. Горбушин. М. МО СССР. 1984. 202 с. С.180, 182.

6. Авиационные средства поражения. Под общей редакцией профессора, доктора технических наук Ф.П. Миропольского. // Ф.П. Миропольский, В.В. Кузнецов, Р.С. Саркисян, Б.И. Галушко, А.Г. Моисеев, В.В. Сапков, О.Л. Вишняков (гл. 9). М. Военниздат. 1995. 254 с. С.29.

7. ГОСТ 5494-95. Пудра алюминиевая. Технические условия.

8. Б.В. Мацеевич, В.П. Глинский, Е.М. Свиридов. Расснаряжение артиллерийских снарядов среднего калибра гидродинамическим методом и получение состава А-2у //Доклады международной научно-технической конференции «Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов»; М. «Вооружение. Политика. Конверсия». 2007, с.60-64.

9. ГОСТ 4545-88. Вещества взрывчатые бризантные. Методы определения характеристик чувствительности к удару.

10. ГОСТ 5984-99, ГОСТ Р 22.2.07-94. Вещества взрывчатые инициирующие. Метод определения температуры вспышки.

11. ГОСТ 9.707-81. Материалы полимерные методы ускоренного испытания на климатическое старение.

12. ГОСТ 15882-84 Пластмассы. Метод определения пластично-вязких свойств и кинетики отверждения реактопластов.

Изобретение относится к водосодержащим промышленным взрывчатым веществам на основе мощных взрывчатых веществ и алюминия, извлекаемых при расснаряжении боеприпасов повышенного могущества гидрокавитационным методом. Водосодержащий взрывчатый состав, содержит, мас.%: взрывчатое вещество на основе гексогена и алюминия - состав A-IX-2 - 72-74, воду - 16-19, фосфатный буфер с содержанием 1% дигидрофосфата натрия и 0,074% гидрофосфата натрия, обеспечивающий рН=6, - 5-9, и в качестве гелеобразователя натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы - 0,7-1,5. Применение фосфатного буфера пассивирует алюминий при контакте с водой и водными растворами минеральных окислителей, обеспечивает физическую и химическую стойкость и возможность длительного хранения взрывчатого состава и применение его в качестве сенсибилизатора. Изобретение позволяет получить стабильный гелеобразный взрывчатый состав, содержащий мощное взрывчатое вещество и алюминий. 1 табл.

1. Водосодержащий взрывчатый состав, включающий взрывчатое вещество на основе гексогена и алюминия - A-IX-2 и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na КМЦ) и фосфатный буфер (ФБ) с содержанием 1% дигидрофосфата натрия (NaH₂PO₄) и 0,074% гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄), обеспечивающий pH=6, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
A-IX-2 72-74 Вода 16-19 ФБ 5-9 Na КМЦ 0,7-1,5