專利名稱:無水的硝化纖維和橢球形爆炸物的生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于生產(chǎn)成形的硝化纖維以及爆炸物和推進(jìn)劑的方法,一種用于生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求8的前序部分所述的基本上無水的爆炸物-膠劑或者帶有確定含水量的爆炸物-膠劑的方法,一種根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的爆炸物-膠劑的應(yīng)用以及根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分所述的硝化纖維-膠劑(Lack)。
在本發(fā)明的范圍中,“爆炸物”的概念理解為有爆炸危險的和/或可爆的,特別是固態(tài)、液態(tài)或凝膠的物質(zhì)或物質(zhì)混合物,所述物質(zhì)或物質(zhì)混合物用作炸藥、推進(jìn)劑、起爆藥或火/煙火引信(pyrotechnische Stze)或用于其生產(chǎn)。
背景技術(shù):
爆炸物用于多種應(yīng)用場合,尤其是軍火行業(yè)。通常,爆炸物具有例如球形的確定的幾何形狀,對于其高效率和有效的應(yīng)用是必要的。以這種方式,爆炸物可以例如作為發(fā)射裝藥被填入彈殼內(nèi)。為了保證爆炸物的均質(zhì)和均勻的燃耗(Abbrand),爆炸物具有確定的結(jié)構(gòu)及確定的幾何形狀是必要的,其中例如可以由具有統(tǒng)一尺寸的,優(yōu)選地作為球形或橢球形顆粒的爆炸物來實(shí)現(xiàn)確定的幾何形狀。硝化纖維既可作為上述的爆炸物也可作為用于膠劑生產(chǎn)的原材料。作為用于膠劑生產(chǎn)的原材料的球形硝化纖維具有如下優(yōu)點(diǎn),以這種形式所述硝化纖維無需增濕劑就是減敏(phlegmatisieren)的,可容易地操作,并可能已加入添加劑。
在爆炸物領(lǐng)域的一種應(yīng)用是生產(chǎn)橢球形發(fā)射裝藥粉末。到目前為止,此種成型是這樣實(shí)現(xiàn)的,即以含水潮濕的硝化纖維溶解于乙酸乙酯并且緊接著通過強(qiáng)烈的攪拌使這種有機(jī)相在水相中分布。在這個過程中,原則上形成了具有非常不規(guī)則尺寸的顆粒。除此以外,在完成顆粒形成后,很容易由于聚結(jié)(Koaleszenz)再次發(fā)生顆粒的增大,因?yàn)橛糜诖朔N顆粒形成方式的膠劑僅允許有小的粘度,這也有利于聚結(jié)。形成顆粒后溶劑再通過攪拌被蒸發(fā),此時變圓的顆粒形式的硝化纖維保留在水相中。
例如可通過濾器從水相中分離所述球形顆粒。此種方法的缺點(diǎn)是,產(chǎn)生的橢球形顆粒具有很寬的尺寸分布。在一些場合,對于一種應(yīng)用可用的尺寸范圍的份額僅占總質(zhì)量的1/3,必須通過麻煩的篩分過程分離出這部分顆粒份額。
另一種用于生產(chǎn)球形硝化纖維-顆粒的方法是為了形成顆粒而采用水下成粒機(jī)(Unterwassergranulator)。在此通過一個打孔的盤將有機(jī)相壓入水相,其中由一個貼靠在出口側(cè)上的旋轉(zhuǎn)刀具將由打孔盤的孔擠出的條狀物切割成顆粒。在這種方法中,也還需要對形成的球體的進(jìn)行分類。該方法的其它缺點(diǎn)是,為了應(yīng)用于水下成粒機(jī)中,有機(jī)相必須具有這樣高的稠性(Konsistenz),以至于最初產(chǎn)生的圓柱狀顆粒在通常的攪拌過程中不再變圓。因此必須通過具有小的截面的長管道輸送圓柱狀顆粒,通過與管壁的強(qiáng)烈接觸實(shí)現(xiàn)其變圓。
裝置高的生產(chǎn)能力要求高的刀具旋轉(zhuǎn)速度。隨著旋轉(zhuǎn)刀具的速度液力剪切力(Scherkraft)也升高了,所述剪切力通過另一個不可控的顆粒破碎過程很快地使質(zhì)量降低。由于上述原因,切割刀具的上限非常有限的轉(zhuǎn)速大大限制了設(shè)備的生產(chǎn)能力。
如前所述方法中,通過去除溶劑實(shí)現(xiàn)顆粒的硬化。
由生產(chǎn)過程制約,按這兩種方法生產(chǎn)的顆粒還含有不定量的分散的水分,這使得在加工完成的顆粒中產(chǎn)生不確定的多孔性。但多孔性是產(chǎn)品的一個重要的質(zhì)量特征,因?yàn)槎嗫仔詻Q定性地影響到產(chǎn)品的燃耗。根據(jù)應(yīng)用情況可能希望產(chǎn)品具有最低的多孔性到高多孔性,其程度必須精確地確定。因此在過去,在顆粒的硬化前,通過去除水分進(jìn)行含水量的調(diào)整。這通常通過充分利用滲透作用實(shí)現(xiàn),通過向含水的分散(液)添加硫酸鈉來產(chǎn)生滲透作用。在此通過鹽的濃度、作用的持續(xù)時間和溫度控制去除水分的程度。去除水分的過程很難控制并導(dǎo)致不令人滿意的結(jié)果。
在此不利之處還在于,至少是在顆粒上存留有不可避免的鹽殘留物。由此在處理過程中要求清洗的步驟。殘留的鹽分會減敏地對爆炸物的效果產(chǎn)生影響。
此外,特別是去除水分所要求的硫酸鈉的數(shù)量還帶來嚴(yán)重的環(huán)境方面的缺點(diǎn)。
因此到目前為止,利用通用的方法不可能以簡單并經(jīng)濟(jì)的方式特別是由硝化纖維生產(chǎn)具有統(tǒng)一尺寸的球形的幾何形狀的爆炸物-顆粒,所述顆粒具有確定的多孔性以及基本上是無孔、無水和無鹽的。
發(fā)明內(nèi)容
由此,本發(fā)明的目的在于,給出一種用于生產(chǎn)成形的爆炸物的方法和物質(zhì),利用所述方法和物質(zhì)避免上述缺點(diǎn),特別是多孔性、含水和鹽、不統(tǒng)一的顆粒尺寸以及環(huán)境方面的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的分別通過一種根據(jù)權(quán)利要求1和8所述的方法,通過一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的爆炸物-膠劑的應(yīng)用以及通過一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的硝化纖維/爆炸物-膠劑來實(shí)現(xiàn)。
用于由一種特別是用水減敏的爆炸物生產(chǎn)一種成形的爆炸物特別是發(fā)射裝藥粉末(Treibladungspulver),例如橢球形發(fā)射裝藥粉末的方法,根據(jù)本發(fā)明具有下述步驟-在一種溶劑中溶解減敏爆炸物;-從混合物中去除減敏物質(zhì),尤其是水;-爆炸物顆粒成形;和-收集爆炸物顆粒。
本發(fā)明的一個基本點(diǎn)在于,通過從混合物中去除減敏物質(zhì),特別是水,能夠使爆炸物顆粒的成形,而不必?fù)?dān)心包含有減敏物質(zhì)。在此減敏物質(zhì)可以是例如水,但也可以是鹽以及其它有機(jī)或無機(jī)不易反應(yīng)的及惰性的物質(zhì),例如酒精或軟化劑。
根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施形式借助于共沸蒸餾法來實(shí)現(xiàn)減敏物質(zhì)特別是水的去除。由此,特別是借助過蒸發(fā)/蒸汽滲透,可以既高效率又有效和無危險地從爆炸物中去除水。
根據(jù)本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案,在蒸餾期間和/或之后將溶劑導(dǎo)回爆炸物。以這種方式,可以生產(chǎn)具有預(yù)定粘度的爆炸物-膠劑,其中一方面粘度可以通過溶劑的類型和/或數(shù)量,也可利用助劑調(diào)整。作為助劑,此處可以采用例如表面活性劑,潤濕劑(Netzmittel)或分離劑(Trennmittel)。
若減敏物質(zhì)是一種固體材料、一種鹽或其它僅是難于蒸餾的物質(zhì),根據(jù)本發(fā)明設(shè)想,可利用合適的溶劑將所述減敏物質(zhì)提取出來。同樣根據(jù)本發(fā)明,也可以進(jìn)行例如固相提取或沉淀,只要這與爆炸物的類型,特別是與其密度和可溶解性相協(xié)調(diào)。若可以無危險地實(shí)現(xiàn)上述提取或沉淀,也可以進(jìn)行提純。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施形式,借助于流束切割(Strahlschneiden)進(jìn)行或開始硝化纖維和/或爆炸物-顆粒的成形,其中,借助一個分割裝置將一種爆炸物-溶劑-混合物或一種爆炸物-溶劑-溶液,特別是一種爆炸物-膠劑的流束-優(yōu)選為全流束-分割成具有確定的和/或可調(diào)整的長度的流束段,所述流束段落入優(yōu)選為運(yùn)動的流體內(nèi),在流體內(nèi)爆炸物-溶劑-混合物-特別是爆炸物-溶劑-膠劑-很難和/或基本上不溶解。
這種方法尤其適于生產(chǎn)具有大致相同的顆粒尺寸的橢球形顆粒以及加工爆炸物-溶劑-混合物。
在此,在橢球形顆粒的生產(chǎn)中,將應(yīng)由其產(chǎn)生所述顆粒的待加工流體的有機(jī)相以全流束的形式以高速度從一個噴嘴壓出。一個旋轉(zhuǎn)的由短的優(yōu)選地保持在一個座內(nèi)的指向外的(金屬)線組成的切割工具直接位于噴嘴的下方,該工具將流體流束分割成圓柱形片段。在接下來的下落過程中,由于流體的表面張力,由這些片段形成橢球形顆粒,顆粒被接入溶劑特別是水中。
可根據(jù)噴嘴直徑,通過噴嘴的流量,切割線的數(shù)量和切割工具的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整所生產(chǎn)的顆粒的尺寸,并且根據(jù)本發(fā)明,所述尺寸在0.1mm到10mm之間的范圍內(nèi),優(yōu)選地在0.2mm到2mm之間的范圍內(nèi)并且特別優(yōu)選地在0.5mm到1.5mm之間的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于,借助于流束切割保證,僅生產(chǎn)出具有希望的且可借助上述參量調(diào)整的尺寸的顆粒,優(yōu)點(diǎn)還在于,所生產(chǎn)的爆炸物顆粒基本上只包含爆炸物和溶劑,而不包含或僅包含可精確地確定的數(shù)量的減敏物質(zhì)。下面首先說明流束切割方法的優(yōu)點(diǎn)由于切割面相對流束軸線傾斜,可以連續(xù)地由運(yùn)動的流束切斷出基本上為已經(jīng)接近球形的圓柱形的顆粒。
此外切割裝置在空氣中運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可以得到很高的切割頻率和由此很高的產(chǎn)量。
與水下成粒機(jī)相反,切割工具不與出口接觸。
此外,為了實(shí)現(xiàn)流束切割法,只需要一個簡單而價廉的的結(jié)構(gòu)。
充分利用流束切割方法的優(yōu)點(diǎn)并采用相應(yīng)的相互協(xié)調(diào)的參數(shù),由于不均勻的顆粒分布造成的損失由此可以降低至低于所使用的爆炸物-溶劑-混合物的3%,尤其是低于2%。
如果采用一種足夠粘稠的、不含溶劑時也可無危險地操作的爆炸物,這種爆炸物也可直接應(yīng)用于該流束切割法。
本發(fā)明另一個主要優(yōu)點(diǎn)在于,可以生產(chǎn)具有預(yù)定的多孔性的爆炸物-顆粒,其中例如通過向爆炸物-膠劑中加入合適的物質(zhì),特別是水,來調(diào)整多孔程度。為此優(yōu)選采用可從爆炸物-顆粒中擴(kuò)散出或者溶解出的并且由此可以在爆炸物-顆粒中留下空腔的物質(zhì)。還可采用以固體形式存留在爆炸物-顆粒中的鹽或類似的不易反應(yīng)的物質(zhì)。
由于這些爆炸物-顆粒中的不可爆的殘留物和/或孔或細(xì)孔,可以有利地控制燃耗的速度和溫度以及由此控制爆炸物的爆炸速度。
相應(yīng)地同樣可以生產(chǎn)多層的爆炸物-顆粒,其中為此在流束切割時由一中央噴嘴并由一個或多個的環(huán)形噴嘴施放不同的爆炸物-膠劑。用這種方式例如可以生產(chǎn)具有向內(nèi)增加的燃耗速度的爆炸物,其中為此例如外層含有相應(yīng)數(shù)量的減敏物質(zhì)或燃耗較慢的爆炸物。
根據(jù)上述本發(fā)明的另一個改進(jìn)方案,使用含水的硝化纖維作為減敏的爆炸物,使用乙酸乙酯作為溶劑。此種爆炸物-溶劑系統(tǒng)特別適合于生產(chǎn)球形、不含水和鹽的最佳地適于生產(chǎn)橢球形發(fā)射裝藥粉末的硝化纖維顆粒。
此外,本發(fā)明的目的通過一種用于由一種尤其是用水減敏的爆炸物生產(chǎn)基本上無水的爆炸物-膠劑或帶有確定含水量的爆炸物-膠劑,特別是硝化纖維-膠劑的方法實(shí)現(xiàn),其中此方法具有以下步驟-將減敏的爆炸物溶解于溶劑中;-在調(diào)整設(shè)定的含水量時,利用共沸蒸餾從混合物中去除減敏物質(zhì),特別是水;并且-調(diào)整至一預(yù)定的爆炸物-膠劑粘度。
本發(fā)明這個方面的主要優(yōu)點(diǎn)在于,基本上無水的爆炸物-膠劑適于生產(chǎn)無水并無鹽分的爆炸物顆粒,因?yàn)楦鶕?jù)此方法,在應(yīng)用所述爆炸物-膠劑之前,已從用來生產(chǎn)顆粒的基質(zhì)(Matrix)中去除了所述水及鹽分。
根據(jù)另一種改進(jìn)方案,在蒸餾之前和/或之后將溶劑導(dǎo)回至爆炸物,以調(diào)整至預(yù)定的粘度。此外根據(jù)本發(fā)明,為了調(diào)整粘度還可以使用助劑,尤其是表面活性物質(zhì)、潤濕劑、分離劑以及用于調(diào)整粘度的物質(zhì)。
通過應(yīng)用潤濕劑和/或分離劑,例如能使爆炸物-膠劑最佳地與材料相協(xié)調(diào),在生產(chǎn)過程中爆炸物-膠劑與所述材料結(jié)合,以便最小化或完全避免例如由于爆炸物在使用的設(shè)備和成套設(shè)備上附著而造成的污染。由于爆炸物固有的內(nèi)能,這種措施有助于爆炸物生產(chǎn)期間操作和運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
此外本發(fā)明的目的通過應(yīng)用基本上無水的爆炸物-膠劑,特別是硝化纖維-膠劑來生產(chǎn)成形的,尤其是球形或橢球形爆炸物來實(shí)現(xiàn)。
此外,本發(fā)明的目的通過一種硝化纖維-膠劑來實(shí)現(xiàn),此膠劑至少由硝化纖維和一種溶劑組成,其中硝化纖維基本上無水。
根據(jù)本發(fā)明,硝化纖維-膠劑具有一定粘度,該粘度使得可以特別是借助于流束切割法進(jìn)行具有可預(yù)定的顆粒尺寸的顆粒的成形,所述顆粒尺寸在0.1mm至10mm的范圍內(nèi),優(yōu)選為0.2mm至2mm的范圍內(nèi),特別優(yōu)選為0.5mm至1.0mm的范圍內(nèi)。
用此種方法,可以得到一特別優(yōu)選的顆粒尺寸。
如上所述,硝化纖維-膠劑優(yōu)選具有助劑,特別是表面活性劑、潤濕劑或分離劑以及用于調(diào)整粘度的物質(zhì)。
根據(jù)另一種應(yīng)用形式,硝化纖維-膠劑基本上無鹽。
具體實(shí)施形式本發(fā)明的其它實(shí)施形式由從屬權(quán)利要求中得出。下面根據(jù)實(shí)施例例詳細(xì)說明本發(fā)明。
實(shí)例1將一千克除了700克的硝化纖維還含有約300克的水的硝化纖維(=含氮量約12.5%的硝酸纖維素)溶解于一升的乙酸乙酯,其中水的成分部分被溶解和部分分散。對混合物進(jìn)行共沸蒸餾,其中被蒸餾的共沸混合物被脫水并將乙酸乙酯導(dǎo)回蒸餾過程。在將水完全從硝化纖維-乙酸乙酯-溶液中去除后,通過采用粗細(xì)為0.05mm的分割線對所述硝化纖維-乙酸乙酯-溶液實(shí)施流束切割法。所產(chǎn)生的顆粒由水承接,其中水中可包含分離劑并借助一攪拌裝置使水保持運(yùn)動。在全部硝化纖維裝料通過流束切割法處理后,在同時施加的低壓作用下將水-顆?;旌衔餄饪s(einengen)至顆?;旧喜缓軇┑卮嬖谟谒?。由于顆粒的憎水性,不必?fù)?dān)憂水會擴(kuò)散到顆粒中。緊接著該蒸餾濃縮過程,將產(chǎn)生的顆粒從顆粒-水混合物中過濾出來。所得到的顆粒尺寸為直徑0.8mm。產(chǎn)出物占所使用硝化纖維總量的98.5%。
實(shí)例2將一千克除了700克的硝化纖維還含有約300克的水的硝化纖維(=含氮量約13.2%的硝酸纖維素)溶解于一升的乙酸乙酯,其中水的成分部分被溶解切部分分散。對混合物進(jìn)行共沸蒸餾,其中被蒸餾的共沸混合物被脫水并將乙酸乙酯導(dǎo)回蒸餾過程。在將水完全從硝化纖維-乙酸乙酯-溶液中去除后,向該混合物添加溶解于200g乙酸乙酯的100gMetrioltrinitrat。然后對如此產(chǎn)生的爆炸物-膠劑實(shí)施如上所述的流束切割并繼續(xù)處理。
實(shí)例3將一千克除了700克的硝化纖維還含有約300克的水的硝化纖維(=含氮量約12.2%的硝酸纖維素)溶解于一升的乙酸乙酯,其中水的成分部分被溶解且部分分散。對混合物進(jìn)行共沸蒸餾,其中被蒸餾的共沸混合物被脫水并將乙酸乙酯導(dǎo)回蒸餾過程。在將水完全從硝化纖維-乙酸乙酯-溶液中去除后,向該混合物添加溶解于200g乙酸乙酯的20g鄰苯二甲酸二丁酯。然后對如此產(chǎn)生的爆炸物-膠劑實(shí)施如上所述的流束切割并繼續(xù)處理。
在此應(yīng)該指出,上述所有部分本身單獨(dú)地且其任意組合均為本發(fā)明本質(zhì)上要求的權(quán)利。對其進(jìn)行的變化為本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員所熟知。
權(quán)利要求
1.用于由一種特別是用水減敏的爆炸物生產(chǎn)成形的硝化纖維以及爆炸物和推進(jìn)劑,特別是發(fā)射裝藥基質(zhì),例如橢球形發(fā)射裝藥粉末的方法,其特征在于以下步驟-將減敏的爆炸物溶解于一溶劑中;-從混合物中去除減敏物質(zhì),特別是水;-爆炸物顆粒成形;和-收集爆炸物顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,借助于共沸蒸餾法進(jìn)行減敏物質(zhì)的去除。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一,特別是權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,在進(jìn)行蒸餾期間和/或之后將溶劑導(dǎo)回爆炸物以產(chǎn)生一種具有一預(yù)定粘度的爆炸物-膠劑。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法,其特征在于,利用流束切割法進(jìn)行或開始爆炸物-顆粒的成形,其中借助于一個分割裝置將一爆炸物-溶劑-混合物或者一爆炸物-溶劑-溶液,特別是爆炸物-膠劑的流束被分割成具有預(yù)定和/或可調(diào)整長度的流束段,所述流束段落入一優(yōu)選為運(yùn)動的流體中,在該流體中,爆炸物-膠劑很難和/或基本上不溶解。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法,其特征在于,生產(chǎn)具有確定的多孔性的爆炸物-顆粒,其中通過減敏物質(zhì)特別是水進(jìn)入和/或殘留在爆炸物-膠劑中調(diào)整多孔程度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法,其特征在于,生產(chǎn)具有確定的顆粒尺寸的爆炸物-顆粒,其顆粒尺寸在0.1mm至10mm的范圍內(nèi),優(yōu)選在0.2mm至2mm的范圍內(nèi),特別優(yōu)選地在0.5mm至1.0mm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法,其特征在于,使用含水的硝化纖維作為減敏爆炸物,使用乙酸乙酯作為溶劑。
8.用于由一種特別是用水減敏的爆炸物生產(chǎn)帶有確定含水量的爆炸物-膠劑,特別是硝化纖維-膠劑的方法,其特征在于以下步驟,-將減敏爆炸物溶解于一溶劑;-在調(diào)整確定的含水量時,借助共沸蒸餾法從混合物中去除減敏物,特別是水;和-調(diào)整到預(yù)定的爆炸物-膠劑粘度;
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,在蒸餾期間和/或之后將溶劑導(dǎo)回爆炸物,以調(diào)整至一預(yù)設(shè)粘度。
10.一種具有確定含水量的爆炸物-膠劑特別是硝化纖維-膠劑用于生產(chǎn)成形的,特別是球形或橢球形的爆炸物的應(yīng)用。
11.至少由硝化纖維和一種溶劑組成的硝化纖維-膠劑,其特征在于,硝化纖維-膠劑具有一確定的含水量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硝化纖維-膠劑,其特征在于,硝化纖維-膠劑基本上不含水。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的硝化纖維-膠劑,其特征在于,硝化纖維-膠劑具有一粘度,該粘度使得可以特別是借助于流束切割法進(jìn)行具有可預(yù)定的顆粒尺寸的顆粒的成形,所述顆粒尺寸在0.1mm至10mm的范圍內(nèi),優(yōu)選為0.2mm至2mm的范圍內(nèi),特別優(yōu)選為0.5mm至1.0mm的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11,12或13之一所述的硝化纖維-膠劑,其特征在于,硝化纖維-膠劑包含助劑,特別是表面活性物質(zhì),潤濕劑或分離劑以及用于調(diào)整粘度的物質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一所述的硝化纖維-膠劑,其特征在于,硝化纖維-膠劑基本上不含鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于由一種減敏爆炸物生產(chǎn)成形的爆炸物,特別是發(fā)射裝藥物質(zhì),例如橢球形發(fā)射裝藥粉末的方法,其中減敏的爆炸物首先溶解于一溶劑,緊接著從混合物中去除減敏物質(zhì)并且由所產(chǎn)生的混合物成形顆粒。此外本發(fā)明包括用于生產(chǎn)基本上無水的爆炸物-膠劑的方法。
文檔編號C08L1/00GK1703385SQ02820806
公開日2005年11月30日 申請日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月24日
發(fā)明者G·胡貝爾 申請人:博瓦斯工業(yè)銷售股份有限公司