ПИРОТЕХНИЧЕСКОЕ ПОДЖИГАЮЩЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 2019 года по МПК C06B43/00 

Предметом настоящего изобретения является пиротехническое поджигающее средство.

Пиротехническим поджигающим средством согласно настоящему изобретению являются вещества или смеси веществ, которые могут вызывать пиротехническое действие.

Из документа DE 102010025104 А1 известно взрывчатое вещество 5,5'-азотетразолат, которое включает соль железа, кобальта, никеля, меди, кадмия или гуанил-карбамида 5,5'-азотетразола или смесь из по меньшей мере одного 5,5'-азотетразолата и по меньшей мере одного бис-тетразолитриацената или по меньшей мере одной соли металла или соли гуанил-карбамида 5,5'-азотетразола. Описанные там соли нейтральные, поэтому ни кислые ни основные соли цинка и хрома 5,5'-азотетразолата согласно документу DE 102010025104 А1 не являются устойчивыми при хранении. Следовательно, возникает проблема, что тетразен содержащие пиротехнические смеси термически не достаточно стабильны, так как тетразен распадается уже при 120°С.

Задачей настоящего изобретения было представление другого пиротехнического поджигающего средства. Другой задачей настоящего изобретения было представление пиротехнического поджигающего средства, которое может использоваться в механических, электрических или опто-электрических системах поджигания.

Согласно изобретению эта задача была неожиданно решена за счет признаков независимого пункта формулы.

Другие варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Неожиданно было обнаружено пиротехническое поджигающее средство, которое содержит основные соли 5,5'-азотетразола с общей формулой: M^m+_n(C₂N₁₀^2-)_p(CO₃^2-)_q(OH^-)_r, где:

М элемент 3.-12. группы периодической системы с атомным номером в диапазоне 21-80. (C₂N₁₀^2-) азотетразолат-дианион со структурой

m валентностью катиона,

n целое число от 1 до 6,

p целое число от 1 до 4,

q целое число от 0 до 8,

r целое число от 0 до 4, и q+r≠0,

причем доля основных азотетразолат компонентов составляет от 30 до 100 мас. % и содержится от 0 до 70 мас. % добавки или смеси нескольких добавок. Согласно изобретению новые основные азотетразолат соединения имеют температуры вспышки в диапазоне от 180°C до 240°C, чувствительность к трению от 0,1 Н до 1,0 Н и чувствительность к удару от 0,1 Дж до 0,5 Дж. Термическая стабильность основных азотетразолат соединений согласно изобретению есть. Хранение при 71°C после 28 дней не показывает распада основного азотетразолат соединения согласно изобретению, здесь в частности соединений цинка.

Предпочтительно одно пиротехническое поджигающее средство, которое содержит в качестве добавки от 10 до 60 мас. % окислителя, выбранного из одного или нескольких нитратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, перхлоратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, пероксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или цинка.

Особенно предпочтительно пиротехническое поджигающее средство содержит в качестве добавки от 0 до 10 мас. % сенсибилизатора, преимущественно тетразена.

Согласно изобретению пиротехническое поджигающее средство содержит предпочтительно в качестве добавки от 0 до 20% мас. % восстановителя, выбранного из одного или нескольких алюминия, сульфида сурьмы, силицида кальция, титана, гидрида титана, бора, гидрида бора, циркония, гидрида циркония, кремния, графита, активированного угля, сажи или фрикционных средств, предпочтительно стеклянного боя.

Особенно предпочтительно пиротехническое поджигающее средство содержит в качестве добавки от 0.1 до 5 мас. % связующего вещества, выбранного из одного или нескольких целлюлозы и ее производных, поливинилбутираля, полинитрополифенилена, полинитрофенилэфира, плексигума, поливинилацетата и сополимеров.

Наиболее предпочтительно пиротехническое поджигающее средство содержит

Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(C0₃^2-),

Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(C0₃^2-),

Zn²⁺₄(C₂N₁₀²-)₂(C0₃^2-)(ОН-)₂,

Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(OH^-)₂ и/или

Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(OH^-)₂.

Согласно изобретению пиротехнические поджигающие средства находят применение в механических, электрических или опто-электрических системах поджигания.

В качестве добавок могут быть использованы:

1. Окислитель (по отдельности или в смесях), выбранный из группы состоящей из:

нитратов щелочных или щелочноземельных металлов или аммония, таких как нитрат натрия, калия или аммония, перхлоратов щелочных или щелочноземельных металлов или аммония, пероксидов щелочных или щелочноземельных металлов или цинка.

2. Высокоэнергетические добавки (по отдельности или в смесях) гексогена, октогена. нитроцеллюлозы.

3. Восстановитель (по отдельности или в смесях), выбранный из группы, состоящей из:

алюминия, титана, гидрида титана, бора, гидрида бора, циркония, гидрида циркония, кремния, графита, активированного угля, сажи.

4. Связующее средство (по отдельности или в смесях) выбранное из группы, состоящей из:

целлюлозы, а также ее производных, поливинилбутираля, полинитрополифенилена, полинитрофенилового эфира, плексигума, поливинилацетата, сополимеров.

5. Модераторов сгорания, стабилизаторов и вспомогательных веществ, улучшающих технологические свойства перерабатываемого материала (по отдельности или в смесях), выбранные из группы состоящей из:

оксида цинка, карбоната цинка, силикатов, силикагелей, кремниевых кислот, например аэросила (фирма Degussa), нитрида бора.

Вещества характеризуются отсутствием свинца и бария, высокой эффективностью поджигания, коротким временем реакции и соответствующими чувствительностями. Эти свойства делают возможным снижение необходимой массы для безопасного поджигания взрывчатых веществ.

В таблице 1 представлены температуры разложения, чувствительности к трению и к удару выбранных примеров. Измерение чувствительностей к трению и к удару проводилось по методам Федерального управления по исследованию материала (ВАМ) представленного в отчете ВАМ 142 (1987), в то время как измерение температур разложения проводилось с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) (фирма Mettler) при скорости нагрева 10 K в минуту.

Предметом настоящего изобретения является:

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит основные соли 5,5'-азотетразола с общей формулой:

M^m+_n(C₂N₁₀^2-)_p(CO₃^2-)_q(OH^-)_r,

где:

М элемент 3.-12. группы периодической системы с атомным номером в диапазоне 21-80,

(C₂N₁₀^2-) азотетразолат-дианион со структурой

m валентностью катиона,

n целое число от 1 до 6,

p целое число от 1 до 4,

q целое число от 0 до 8,

r целое число от 0 до 4, и q+r≠0,

причем доля основных азотетразолат компонентов составляет от 30 до 100 мас. % и содержится от 0 до 70 мас. % добавки или смеси нескольких добавок;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит в качестве добавки от 10 до 60 мас. % окислителя, выбранного из одного или нескольких нитратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, перхлоратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, пероксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или цинка;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит в качестве добавки от 0 до 10 мас. % сенсибилизатора, преимущественно тетразена;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит в качестве добавки от 0 до 20% мас. % восстановителя, выбранного из одного или нескольких алюминия, сульфида сурьмы, силицида кальция, титана, гидрида титана, бора, гидрида бора, циркония, гидрида циркония, кремния, графита, активированного угля, сажи или фрикционных средств, предпочтительно стеклянного боя;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит в качестве добавки от 0,1 до 5 мас. % связующего средства, выбранного из одного или нескольких целлюлозы и ее производных, поливинилбутираля, полинитрополифенилена, полинитрофенилэфира, плексигума, поливинилацетата и сополимеров;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(C0₃^2-);

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(C0₃^2-);

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит Zn²⁺₄(C₂N₁₀²-)₂(C0₃^2-)(ОН-)₂;

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(OH^-);

- пиротехническое поджигающее средство, которое содержит Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(OH^-)₂.

- применение пиротехнического поджигающего средства в механических, электрических или опто-электрических системах поджигания.

Изобретение подробнее поясняется с помощью следующих примеров, но не ограничивается ими:

В таблице 1 представлены составы пяти различных основных солей 5,5'-азотетразола.

[а]: Температура вспышки; [b]: Чувствительность к трению; [с]: Чувствительность к удару.

Пиротехническое поджигающее средство для применения в механических, электрических или оптоэлектрических системах поджигания. Средство содержит цинковую соль 5,5'-азотетразола, включающую азотетразолат-дианион (C₂N₁₀^2-). Доля азотетразолат компонентов составляет от 30 до 100 мас. %. Также средство может включать от 0 до 70 мас. % добавки, такой как окислитель, сенсибилизатор, восстановитель, связующее, или смеси нескольких добавок. Пиротехническое поджигающее средство является более термически стабильным и устойчивым при хранении. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

1. Пиротехническое поджигающее средство для применения в механических, электрических или оптоэлектрических системах поджигания, отличающееся тем, что содержит

Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(CO₃^2-), Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(CO₃^2-), Zn²⁺₄(C₂N₁₀^2-)₂(CO₃^2-)(ОН^-)₂, Zn²⁺₂(C₂N₁₀^2-)(OH^-)₂ или Zn²⁺₃(C₂N₁₀^2-)₂(OH^-)₂, причем

(C₂N₁₀^2-) означает азотетразолат-дианион со структурой

причем доля основных азотетразолат компонентов составляет от 30 до 100 мас. % и содержится от 0 до 70 мас. % добавки или смесей нескольких добавок.

2. Пиротехническое поджигающее средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве добавки от 10 до 60 мас. % окислителя, выбранного из одного или нескольких нитратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, перхлоратов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или аммония, пероксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов и/или цинка.

3. Пиротехническое поджигающее средство по п. 1, отличающееся тем, что оно в качестве добавки содержит от 0 до 10 мас. % сенсибилизатора, преимущественно тетразена.

4. Пиротехническое поджигающее средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве добавки от 0 до 20% мас. % восстановителя, выбранного из одного или нескольких алюминия, сульфида сурьмы, силицида кальция, титана, гидрида титана, бора, гидрида бора, циркония, гидрида циркония, кремния, графита, активированного угля, сажи или фрикционных средств, предпочтительно стеклянного боя.

5. Пиротехническое поджигающее средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве добавки от 0,1 до 5 мас. % связующего вещества, выбранного из одного или нескольких целлюлозы и ее производных, поливинилбутираля, полинитрополифенилена, полинитрофенилэфира, плексигума, поливинилацетата и сополимеров.

6. Применение пиротехнического поджигающего средства по одному или нескольким пп. 1-5 в механических, электрических или оптоэлектрических системах поджигания.