СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА Российский патент 2023 года по МПК C06B21/00 C06B25/24 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП).

Известны способы получения сферических порохов по водно-дисперсионной технологии путем растворения нитратов целлюлозы (НЦ) или пороховой массы в этилацетате (ЭА) в водной среде с последующим диспергированием порохового лака, обезвоживанием лаковых частиц и отгонкой растворителя из них [Патент РФ №2256636 от 26.11.2003, Патент РФ №2622129 от 28.12.2015, Патент №2379271 от 17.07.2007] (аналоги).

Общим недостатком всех аналогов поучения СФП является то, что они были разработаны применительно к нитратам целлюлозы (НЦ), изготавливаемым из хлопковой целлюлозы (ХЦ) и древесной целлюлозы марок ЦА. Однако, для стабильного сырьевого обеспечения предприятий пороховой отрасли РФ, особенно в мобилизационный период, в качестве перспективного сырья рассматривается достаточно распространенная и ежегодно возобновляемая в необходимых масштабах такая культура растительного происхождения как лен, который выращивается на территории РФ и устойчив к климатическим условиям нашей страны. На сегодняшний день, из льняной целлюлозы изготовлены нитраты целлюлозы - пироксилин 1П, который по своим характеристикам соответствует пироксилину из хлопка (ОСТ В 84-2373). Однако в связи с разной морфологической структурой волокон хлопка и льна штатные режимы лакообразования не обеспечивают получение качественной продукции СФП при использовании льняного сырья.

Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения [Патент 2422417 от 17.03.2008], является способ получения сферического пороха, включающий перемешивание в воде одной части компонентов пороха - высокоазотного пироксилина, стабилизатора, приготовление порохового лака в этилацетате, диспергирование порохового лака с вводом эмульгаторов, ввод сульфата натрия в количестве 0,5-2,5 мас. % к воде для обезвоживания частиц лака, удаление этилацетата, промывку, сортировку и сушку пороховых элементов, при этом воду в реактор дозируют, соблюдая соотношение между объемами воды и порохового лака 0,5-0,8, приготовление лака проводят в 2,0-3,0 об.ч. этилацетата, лак диспергируют с вводом эмульгатора в количестве 0,5-1,0 мас. % по отношению к воде, пироксилин используют с условной вязкостью 1,0-4,0°Э, а нитроглицерин в количестве 15-25 мас. %. относительно компонентов пороха вводят в виде пороховой массы или нитроглицеринового баллиститного пороха состава НБ.

Данные режимы приняты нами за прототип.

Недостатком прототипа и рассмотренных аналогов, является невозможность по данным режимам формирования получить СФП с использованием нитратов целлюлозы на основе льняной целлюлозы.

Задачей изобретения является разработка режимов лакообразования для получения одно- и двухосновных СФП с использованием пироксилина на основе льняной целлюлозы.

Поставленная задача решается посредством того, что способ получения СФП, включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде смеси нитратов целлюлозы с возвратно-технологическими отходами (ВТО) совместно с дифениламином (ДФА) и растворителем-этилацетатом, диспергирование порохового лака на сферические частицы, обезвоживание пороховых элементов и удаление растворителя из них, отличается тем, что в качестве нитратов целлюлозы используют пироксилин или пороховую массу на основе льняной целлюлозы, перемешивают в водной среде 40-55 минут, заливают 4,0-8,0 мас.ч. растворителя-этилацетата, а затем ведут приготовление порохового лака в течение 90-100 минут.

Волокно льна более плотное по своей структуре чем волокно хлопка (таблица 1), вследствие этого процесс пропитки водой нитратов целлюлозы из льна требует более продолжительного времени (40-55 минут вместо 20-40 минут), по той же причине и процесс пластификации НЦ ЭА более длителен и требует увеличения времени приготовления порохового лака. Приготовление лака менее 90 минут недостаточно для получения однородного по составу лака, а увеличение времени лакообразования более 100 минут экономически нецелесообразно, учитывая, что при этом качество лака удовлетворительное.

Более высокая вязкость порохового лака на основе пироксилинов из льняной целлюлозы потребовала увеличенную дозировку растворителя (этилацетата) при переработке масс. Снижение этилацетата менее 4,0 мас.ч. приводит к неполной пластификации пироксилина из льняной целлюлозы, а увеличение более 8,0 мас.ч. этилацетата приводит к образованию более «жидкого» лака, в результате образуется более мелкая фракция пороха.

На примерах одно- и двухосновных порохов авторами установлена возможность обеспечения баллистических характеристик порохов при замене пироксилина на основе хлопковой целлюлозы на пироксилин на основе льняной целлюлозы (таблица 2).

Пример 1. В реактор объемом V=45 литров заливается 15 литров воды, загружается 3 кг нитратов целлюлозы из льна (пироксилин, пороховая масса или их смеси с возвратно технологическими отходами) и перемешивается 40-50 минут. Затем в реактор заливается 4 мас.ч. этилацетата с растворенным дифениламином и в течение 90 минут готовится пороховой лак. Последующие операции проводят по штатным режимам.

Остальные образцы изготавливаются аналогично.

Из приведенных данных таблицы видно, что по разработанным авторами режимам лакообразования, пороха для стрелкового оружия, изготовленные на основе льняной целлюлозы в пределах граничных условий (примеры 1-3), обеспечивают заданные баллистические требования, предъявляемые к порохам на основе пироксилина из хлопка (прототип). Изготовление пороха за пределами граничных условий приводит к снижению выхода целевой фракции в результате неоднородности порохового лака (пример 4, 5 таблица 2).

Таким образом, заявленное изобретение удовлетворяет критериям патентоспособности, а именно: новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости.

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП). Осуществляют приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде смеси нитратов целлюлозы с возвратно-технологическими отходами совместно с дифениламином и растворителем - этилацетатом. Производят диспергирование порохового лака на сферические частицы. Обезвоживают пороховые элементы и удаляют растворитель из них. В качестве нитратов целлюлозы используют пироксилин или пороховую массу на основе льняной целлюлозы. Перемешивают в водной среде 40-55 минут. Заливают 4,0-8,0 мас.ч. растворителя - этилацетата. Затем ведут приготовление порохового лака в течение 90-100 минут. Обеспечивается получение одно- и двухосновных СФП из пироксилина и пороховой массы на основе льняной целлюлозы. 2 табл.

Способ получения сферического пороха, включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде смеси нитратов целлюлозы с возвратно-технологическими отходами совместно с дифениламином и растворителем - этилацетатом, диспергирование порохового лака на сферические частицы, обезвоживание пороховых элементов и удаление растворителя из них, отличающийся тем, что в качестве нитратов целлюлозы используют пироксилин или пороховую массу на основе льняной целлюлозы, перемешивают в водной среде 40-55 минут, заливают 4,0-8,0 мас.ч. растворителя - этилацетата, а затем ведут приготовление порохового лака в течение 90-100 минут.