СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА Российский патент 2022 года по МПК C06B25/24 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

Известны способы получения СФП, заключающиеся в получении порохового лака в водной среде в присутствии растворителя (например, этилацетата), диспергировании его на сферические частицы заданного размера при действии эмульгатора (мездрового клея или других поверхностно-активных веществ), обезвоживании диспергированных частиц (при получении плотных гранул) с последующей отгонкой растворителя (Патент США № 3824108, 1974 г.; авт. св. СССР № 1727375; Патент США № 2915519, 1959 г.).

Полученные по данному способу пороха являются средне - дисперсными (фракция не более 0,7-0,8 мм) и не обеспечивают баллистические характеристики метательных зарядов в патроне 7,62×54мм.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП (патент на изобретение № 2242448 от 20.12.2004 г.), включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы (НЦ) и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц, также дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин №1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом.

Полученный таким образом порох имеет насыпную плотность 0,51…0,66 г/см³ и фракционный состав 0,3…0,4. Недостатком способа является невозможность получения плотного средне-дисперсного пороха (фракция 0,5-0,9 мм), обеспечивающего баллистические характеристики, например, в патроне 7,62×54 мм.

Задачей заявленного технического решения является получение плотного пороха с равномерным распределением по размерам.

Технический результат достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц. При приготовлении порохового лака дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин № 1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом, отличающийся тем, что при приготовлении порохового лака не вводится дибутилфталат и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде.

При получении средне-дисперсных плотных гранул необходимо для диспергирования использовать желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде, что приводит к получению плотного пороха с равномерным распределением по размерам при фракционировании.

Увеличение количества вводимого эмульгатора более 1,1 масс. % по отношению к дисперсионной среде приводит к неравномерному распределению по размерам пороховых элементов на ситах при фракционировании пороха.

Отгонку растворителя начинают при температуре 75°С, т.е. при минимальной температуре кипения азеотропа этилацетат - вода, обеспечивающей получение плотной структуры частиц.

Плотность сферических гранул обеспечивается также за счет ввода сернокислого натрия, осуществляемого порционно: до отгонки растворителя.

В таблице 1 приведены примеры выполнения способа получения пороха по предлагаемому варианту, в пределах граничных условий и за их пределами.

Таблица 1. Примеры выполнения способа получения пороха

Технологические параметры осуществления способа Количество мездрового клея, масс. % по отношению к НЦ Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Пример 6 - - - - - 0,1 Количество желатина, масс. % по отношению к НЦ 0,7 0,8 0,9 0,5 1,1 - Ввод обезвоживателя Na₂SO₄ 2,0 2,0 2,0 1,5 2,5 2,0 Характеристики пороха Плотность, г/см³ 1,62 1,64 1,65 1,50 1,52 1,57 Средний диаметр гранулы (D₃) мм 0,95 1,00 0,98 0,81 0,76 1,29 Средний размер горящего свода (2е₁) мм 0,58 0,50 0,49 0,40 0,38 0,44 Фракционный состав, массовая доля, %:
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 09 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 08 (ГОСТ 6613) 21,28 27,79 25,13 45,06 3,49 26,30 - фракция пороха, прошедшая через сетку № 08 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 07 (ГОСТ 6613) 25,73 23,69 24,03 38,15 15,85 60,53 - фракция пороха, прошедшая через сетку № 07 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 063 (ГОСТ 6613) 25,73 23,21 25,92 12,19 34,08 11,36 - фракция пороха, прошедшая через сетку № 063 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 05
(ГОСТ 6613) 25,32 24,16 22,77 2,9 43,18 1,6 - сумма крупной фракции пороха, оставшейся на сетке № 09 (ГОСТ 6613) и оставшейся на сетке
№ 05 (ГОСТ 6613) 2,76 1,15 2,15 1,7 3,4 0,21 Примечание: вязкость НЦ в образцах - 3°Э; Модуль по воде 1:5; Модуль по ЭА 1:2,5

Из данных таблицы 1 видно, что СФП, изготовленные с использованием в качестве эмульгатора - желатин, имеют диаметр гранул 0,95-1,0 мм при плотности 1,62-1,65 г/см³, а изготовление пороха за пределами граничных условий и прототипа приводят к получению не равномерного распределения по ситам пороховых элементов.

Таким образом, разработанные режимы изготовления СФП, с использованием в качестве эмульгатора - желатин, обеспечивают получение по водно-дисперсионной технологии плотных крупных гранул с диаметром гранул 0,95-1,0 мм и при плотности 1,62-1,65 г/см³.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия. Осуществляют приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды. Добавляют эмульгатор. В качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде. Производят диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде. Осуществляют обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц. Дополнительно добавляют нитроглицерин. В качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин I. После удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом. Обеспечивается получение по водно-дисперсионной технологии гранул с диаметром 0,95-1,0 мм и при плотности 1,62-1,65 г/см³. 1 табл.

Способ получения сферического пороха, включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, добавление эмульгатора, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц, также дополнительно добавляют нитроглицерин, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин I, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом, отличающийся тем, что в качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 мас. % по отношению к дисперсионной среде.