ТРИНИТРОРЕЗОРЦИНАТ СВИНЦА, МОДИФИЦИРОВАННЫЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК C06B41/02 C06B49/00 B82B3/00 

Изобретение относится к области производства взрывчатых веществ и изделий на их основе, а именно к производству инициирующих взрывчатых веществ, используемых при создании средств инициирования, в частности к модифицированному углеродными нано материалами тринитрорезорцинату свинца.

Продукт, полученный предложенным способом, в виде отдельных мелких кристаллов с включениями углеродных нано материалов с наличием электрической проводимости (удельное объемное электрическое сопротивление от 1 Ом⋅м до 5*10⁴ Ом⋅м) может быть использован при изготовлении средств инициирования и передачи детонации, применяемых в горнорудной промышленности. Включение углеродных наноматериалов в состав взрывчатых веществ обеспечивает достижение электропроводности и электростатической диссипации (антистатической).

При изготовлении капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности в производстве широко применяется такое взрывчатое вещество как тринитрорезорцинат свинца (ТНРС, стифнат свинца). Существующие технологии отработаны на получение такого продукта, обеспечивающего технические требования при изготовлении средств инициирования.

Основным недостатком получаемого тринитрорезорцината свинца известными способами является низкая сыпучесть и отсутствие электропроводимости, удельное объемное электрическое сопротивление превышает 1*10⁸ Ом⋅м, что не позволяет происходить электростатической диссипации и делает технологические операции с использованием тринитрорезорцината свинца особоопасными.

Открытие углеродных нанотрубок произошло относительно недавно и по этой причине их применение в настоящее время ограничено лишь определенными отраслями и направлениями, в частности: микроэлектроника, капиллярные, оптические применения, медицина, генераторы энергии и двигатели, источники тока.

В настоящее время на практике углеродные нанотрубки практически не применяются в производстве взрывчатых веществ, используемых для изготовления капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности.

Задачей настоящего изобретения является разработка простого способа модифицирования тринитрорезорцината свинца углеродными нанотрубками для повышения сыпучести и электропроводнностью.

Преимуществами предлагаемого решения является:

- использование материалов, сырья, применяемых в валовом производстве;

- применение легко поддерживаемых в производственных условиях режимов синтеза, обеспечивающих качество получаемого продукта;

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение удельного объемного электрического сопротивления тринитрорезорцината свинца до величин от 1 Ом⋅м до 5*10⁴ Ом⋅м и за счет этого увеличение сыпучести.

Технический результат достигается за счет модификации тринитрорезорцината свинца углеродными нанотрубками. Модификация проводится введением нанотрубок в виде суспензии в реакционную смесь в момент синтеза тринитрорезорцината свинца. За счет введения углеродных нанотрубок в момент синтеза, нанотрубки распределяются по кристаллу тринитрорезорцината свинца равномерно.

Согласно заявляемому изобретению концентрация углеродных нанотрубок может составлять от 0,005% до 0,2% от массы тринитрорезорцината свинца.

Осуществление изобретения

Примером достижения заявляемой цели является синтез, проведенный в лабораторных условиях. Предварительно в раствор стифната магния ввели суспензию нанотрубок с массовой долей содержания 0,04%. Затем в стифнат магния слили раствор азотнокислого свинца. В результате в осадок выпали мелкие кристаллы тринитрорезорцината свинца. Реакционную массу при перемешивании сливали на фильтровальную воронку. После фильтрования продукт промыли водой, обезводили спиртом и высушили. Выход составил 75%.

Полученные одиночные кристаллы имеют правильную форму, размеры кристалла - 10-50 мкм, гравиметрическая плотность - 1,40 г/см³. Цвет кристалла - желто-серый, в отличие от немодифицированного ТНРС, у которого цвет ярко-желтый. При осмотре в микроскоп было установлено, что нанотрубки равномерно распределены внутри кристаллов ТНРС. Модифицированный тринитрорезорцинат обладает повышенной сыпучестью, при пересыпании не остается пыли на стенках коробочек. Удельное объемное электрическое сопротивление снизилось до 1*10⁴ Ом⋅м.

Группа изобретений относится к взрывчатым веществам, которые могут использоваться для изготовления капсюлей-воспламенителей и средств инициирования для горнорудной промышленности. Для получения тринитрорезорцината свинца, модифицированного углеродными нанотрубками, содержащего их по массе от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, во время синтеза в раствор стифната магния вводят суспензию углеродных нанотрубок из расчета от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца. В этот раствор сливают раствор азотнокислого свинца. После выпадения кристаллов реакционную массу при перемешивании фильтруют, промывают водой, обезвоживают и сушат. Обеспечивается снижение удельного объемного электрического сопротивления тринитрорезорцината свинца до величин от 1 Ом⋅м до 5*10⁴ Ом⋅м. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ получения тринитрорезорцината свинца, модифицированного углеродными нанотрубками, заключающийся в том, что во время синтеза в раствор стифната магния вводят суспензию углеродных нанотрубок из расчета от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, затем в этот раствор сливают раствор азотнокислого свинца, после выпадения кристаллов реакционную массу при перемешивании фильтруют, промывают водой, обезвоживают и сушат.

2. Тринитрорезорцинат свинца, модифицированный углеродными нанотрубками, содержащий их по массе от 0,01% до 0,1% от массы тринитрорезорцината свинца, полученный способом по п. 1.