Wasser-Gel Sprengstoff - Atlas Powder Company

Was beansprucht ist:

1. Verfahren zur Herstellung einer tensidfreien Wasser-Gel-Sprengstoff-Zusammensetzung dauerhafte Stabilität aufweist, umfassend die Schritte eines flüssigen Nitroparaffin Kombination 1-3 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 3-30 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung, zur Verwendung als interne dispergiert Phase und die frei von Vernetzungsmittel, eine wässrige Oxidationssalzlösung zur Verwendung als eine kontinuierliche äußeree Phase, ein Geliermittel in Wasser löslich für die wässrige Lösung des Oxidationsmittels Phase eines Vernetzungsmittel für die wässrige Lösung des Oxidationsmittels Phase und 0,2-2,0 Gewichts-% der Nitroparaffin vorliegenden eines Geliermittels unlöslich in Wasser für die Flüssigkeit Nitroparaffin-Phase, Hohlräume in den obigen kombinierten Komponenten enthalten, die kombinierten Komponenten Mischen der Nitroparaffinphase als feine Teilchen innerhalb der kontinuierlichen wässrigen Oxidationssalzlösungsphase zu dispergieren, und gleichzeitiges Gelieren in situ die dispergierte Phase und Nitroparaffin die wäßrige Salzlösung-Phase durch das Vermischen, bis eine vorbestimmte vi fort scosity des Gels erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit Nitromethan Nitroparaffin ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Geliermittel für das Nitroparaffin ein Mitglied aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem cyanoethylether Derivat von (Guar) gallactomannan gum, eine nitrierte Guar und Nitrocellulose.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Nitroparaffin nitromethan und das Geliermittel ist ein cyanoethylether Derivat von (Guar) gallactomannan gum.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Hohlräume in der Mischung gebildet werden durch Luftblasen in der Mischung enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fehlstellen hinzugefügt werden durch Luft einschließende Material enthält in der Mischung zu sensibilisieren.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dispergierten Teilchen Nitroparaffin 0,5 bis 500 Mikrometern Größe reicht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dispergierten Teilchen Nitroparaffin 2 bis 200 Mikrometern Größe reicht.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zusätzliche Brennstoffe zu dem Gemisch gegeben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei teilchenförmiges Aluminium als Brennstoff zu dem Gemisch hinzugefügt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, worin die wässrige Oxidationssalzlösung Wasser und ein Salz aus der Gruppe, bestehend aus Ammonium, Alkali- und Erdalkalimetallnitraten, Chloraten und Perchloraten ausgewählt besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die wässrige Oxidationssalzlösung ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Nitrat Ammoniumnitrat, Ammoniumperchlorat, Natriumnitrat, Natriumperchlorat, Kaliumnitrat, Kaliumperchlorat, Magnesiumnitrat, Magnesiumperchlorat und Calcium ausgewählt besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vernetzungsmittel ein mehrwertiges Metallsalz ist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vernetzungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Metallsalzen von Boraten, Chromate, Dichromate, Antimonaten, Tartrate, Oxalate und.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vernetzungsmittel ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchromat und Ammoniumdichromat ausgewählt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Geliermittel für die wässrige Salzlösung ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Carboxymethylcellulose, Cellulose, Methylcellulose, wasserlöslichen Stärken, pregellatinized Stärke, Getreidemehl, Pflanzengummis, Karaya, synthetischen Polymeren ausgewählt ist, Polyacrylamide und Polyvinylalkohole.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Geliermittel Guargummi ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Gelierungsmittel ein modifizierter Guargummi ist.

19. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Luft einschließende Material aus der Gruppe Harz Ballonen, Holzpulpe und Perlite, bestehend aus hohlen Glaskugeln, ausgewählt ist Mitglied sensibilisieren.

20. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge der wässrigen Lösung vorhanden Geliermittels 2-10% beträgt, die Menge an Mittel für die wässrige Phase vorliegen Vernetzungs 0,5-5,0% und die Menge an Wasser vorhanden ist 7-25%.

eine innere Phase aus einer Flüssigkeit, umfassend Nitroparaffin mit 1-3 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 3-30 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung und frei von Vernetzungsmitteln sind eine externe kontinuierliche Phase 21. Eine tensidfreies Wassergel explosive Zusammensetzung dauerhafte Stabilität aufweist, eine wässrigen Oxidationssalzlösung, die Nitroparaffin-Phase als feine Tröpfchen externe Phase, die innerhalb dispergiert ist, ein Geliermittel in Wasser löslich für die wässrige Lösungsphase, die ein Vernetzungsmittel für die wässrige Lösungsphase, Luftpore in der Zusammensetzung, und ein gelbildendes Mittel unlöslich in Wasser für die Nitroparaffin-Phase in einer Menge von 0,2-2,0% des Gewichts der Nitroparaffin vorhanden.

22. Eine Wasser-Gelzusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die Menge der wässrigen Lösung vorhanden Geliermittels 2-10% beträgt, die Menge an vorhandenem Vernetzungsmittel 0,5-5,0%, und die Menge an Wasser vorhanden ist 7-25%.

23. Das Wasser gel explosive Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die feinen Tröpfchen der dispergierten Flüssigkeit von 0,5-500 Mikron Nitroparaffin groß sind.

24. Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die Tröpfchen von Nitroparaffin Bereich in der Größe von 2- 200 um.

25. Die Zusammensetzung nach Anspruch 21, worin das Nitroparaffin Nitromethan ist.

26. Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das Geliermittel für das Nitroparaffin ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus einem cyanoethylether Derivat von (Guar) gallactomannan Gum, Guar-nitrierten und Nitrocellulose ausgewählt ist.

hierfür ist ein cyanoethylether Derivat von (Guar) gallactomannan gum 27. Zusammensetzung nach Anspruch 21, worin das Nitroparaffin nitromethan und das Geliermittel.

28.e Zusammensetzung nach Anspruch 21, die einen zusätzlichen Kraftstoff enthält.

29. Die Zusammensetzung nach Anspruch 27, wobei das Kraftstoff partikuläre Aluminium ist.

30. Die Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die Luftpore eines Lufteinschlüssen Material aus der Gruppe, bestehend aus Luftblasen bestehen, ausgewählt, Glashohlkugeln, Harzballons, Holzpulpe und Perlit.

31. Die Zusammensetzung nach Anspruch 21, worin die wässrigen Oxidationssalzlösung Wasser und ein Salz aus der Gruppe, bestehend aus Ammonium, Alkali- und Erdalkalimetallnitraten, Chloraten und Perchloraten ausgewählt besteht.

32. Die Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das Vernetzungsmittel mehrwertiges Metallsalz ist.

33. Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das Vernetzungsmittel aus der Gruppe der Metallsalze der Borate, Chromate, Dichromate, Antimonate, Tartrate und Oxalate ausgewählt ist.

34. Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das Vernetzungsmittel ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchromat und Ammoniumdichromat ausgewählt ist.

35. Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das Geliermittel für die wässrige Salzlösung ein Mitglied aus der Gruppe, bestehend aus Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, wasserlöslichen Stärken, pregellatinized Stärke, Getreidemehl, Pflanzengummi, Karaya, synthetischer Polymere, Polyacrylamide ausgewählt ist, und Polyvinylalkohole.

36. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Geliermittel Guargummi ist.

37. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Geliermittel ein modifizierter Guargummi ist.

38. Verfahren zur Herstellung einer Wasser-Gel-Zusammensetzung explosive dauerhafte Stabilität, die im wesentlichen aus den Schritten besteht, die eine Flüssigkeit Nitroparaffin Kombination mit 1-3 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 3-30 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung zur Verwendung als eine interne dispergierte Phase, eine wässrige Oxidationssalzlösung zur Verwendung als eine kontinuierliche äußere Phase, ein Geliermittel in Wasser löslich für die wässrige Lösung des Oxidationsmittels Phase ein Vernetzungsmittel für die wässrige Lösung des Oxidationsmittels Phase und ein Geliermittel in Wasser unlöslich für die Flüssigkeit Nitroparaffin-Phase in einer Menge von 0,2-2,0% des Gewichts der Nitroparaffin vorhanden, Hohlräume in den obigen kombinierten Komponenten enthalten, die kombinierten Komponenten Mischen der Nitroparaffinphase als feine Teilchen innerhalb der kontinuierlichen wässrigen Oxidationssalzlösungsphase zu dispergieren, und Gelieren gleichzeitig in situ die dispergierte Phase und Nitroparaffin die wäßrige Salzlösung Phase durch das Mischen, bis eine vorbestimmte Viskosität des Gels fort erreicht.

im wesentlichen aus einer inneren Phase eine Flüssigkeit ist, die aus Nitroparaffin mit 1-3 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 3-30 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung, eine äußeren kontinuierlichen Phase aus einem wässrigen Oxidationssalz 39. Wassergel explosive Zusammensetzung dauerhafte Stabilität aufweist, Lösung, wobei die innere Phase dispergiert ist Nitroparaffin als feine Tröpfchen äußeren Phase innerhalb der genannten, ein Geliermittel in Wasser löslich für die wässrige Lösungsphase, die ein Geliermittel unlöslich in Wasser für die Nitroparaffin-Phase in einer Menge von 0,2-2,0% des Gewichts der Nitroparaffin vorhanden, ein Vernetzungsmittel für die wässrige Lösung, Phase und Luftporen in der Zusammensetzung.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei früheren Versuchen, die Nitromethan zu stabilisieren, so dass es Koaleszenz und Trennung widersteht, sind verschiedene Wege beschritten worden. Zum Beispiel wurden zur Stabilisierung des Nitromethan, aber die Anwesenheit davon erscheint zur Verringerung der Gesamtwasserbeständigkeit einer solchen Zusammensetzung Emulgatoren eingesetzt. Bei der Lagerung ist die Trennung Haltbarkeit des Emulsionsgel direkten Zusammenhang mit der Qualität des wässrigen Gels durch das Guar-Geliermittel hergestellt, um die Qualität der Nitromethan-Emulsion, wie sie von der Qualität des Emulgiermittels durchgeführt wird, die Größe der nitromethan Dispersion und dem Mischverfahren.

Andere Versuche nitromethan Trennung von wässrigen Gelen umfassen Bilden einer nitromethan Verbindung, wie das Tris (hydroxymethyl) nitromethan zu hemmen, die in der wässrigen Phase der Zusammensetzung löslich ist, oder durch Zugabe eines Alkohols bei der Herstellung des Nitroparaffin löslicher in wässrigen Gelen zu unterstützen (Minnick US-Patent Nr. 3.419.444 und US-Patent Nr. 3.409.485). Doch wieder einmal Booster Systeme benötigen diese Zusammensetzungen und höhere Konzentrationen Nitromethan zur Detonation nicht in Betracht gezogen.

Die Bildung des Doppel Gels dieser Erfindung ist im weitesten Sinne dadurch erreicht, daß die Flüssigkeit Nitroparaffin Mischen, vorzugsweise Nitromethan, in einer wässrigen Oxidationssalzlösung in Gegenwart eines Geliermittels für die wässrige Phase und ein Geliermittels für die Nitroparaffin-Phase. Die gesamte Mischung wird dann vermischt, wodurch die Nitroparaffin und Salz Phasen gleichzeitig in situ geliert werden. Sobald die gewünschte vorbestimmte Viskosität erreicht ist, wird das Mischen beendet und das Gel verpackt ist.

Beispiele für anorganische Oxidationssalze, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Ammonium, Alkali- und Erdalkalimetallnitraten, Chloraten und Perchloraten. Spezielle bevorzugte Beispiele von üblicherweise verwendeten Salze sind Ammoniumnitrat, Ammoniumperchlorat, Natriumnitrat, Natriumperchlorat, Kaliumnitrat, Kaliumperchlorat, Magnesiumnitrat, Magnesiumperchlorat, Calciumnitrat, andere ähnliche Salze und Mischungen davon.

Die Empfindlichkeit wird durch Okkludieren Luftpore verbessert während des Mischen oder durch ein chemisches Gasfreisetzungsmittel addiert oder von Blasen während des Mischens, beispielsweise hohle Glaskugeln oder Harz, Holzpulpe oder Perlite Zugabe. Ein Vernetzungsmittel für die wässrige Phase wird zu dem Gemisch gegeben. Geeignete Mittel sind mehrwertige Metallsalze Borate, Chromate, Dichromate, Antimonate und Oxalate und Tartrate einschließlich. Kaliumdichromat und „Kaliumpyroantimonat“ sind gute Vernetzer.

Kein Vernetzungsmittel verwendet wird oder für die Nitroparaffin-Phase erforderlich.

Eine des Gelbildner verwendet wird, ist in Wasser unlöslich, aber löslich in und in der Lage nitromethan Gelieren. Das andere Geliermittel in Wasser löslich ist und in der Lage wäßrige Lösungen gelieren. Nachdem die nitromethan als feine Tröpfchen in der Lösung des Oxidationsmittels dispergiert wird, Gelbildner und Vernetzungsmittel können einzeln oder in einem Arbeitsgang hinzugefügt hinzugefügt werden. Die Reihenfolge der Zugabe kann die Viskosität der Mischung während des Prozesszyklus zu steuern, verwendet werden.

Das bevorzugte Mittel der verwendeten Nitromethan ist ein cyanoethylether Derivat von (Guar) gallactomannan gum von General Mills Co. unter der Bezeichnung GEN GEL-512 zugeführt gelieren. Modifikationen der GEN GEL-512 Typ-Verbindung können auch als das nitromethan Geliermittel verwendet werden. Andere Geliermittel, die nitromethan nitriert Guar und Nitrocellulose.

Zum Gelieren der Oxidationssalzlösung der konventionelleren wasserlösliche Gummen und Gel-Modifikatoren, wie Guar und vorzugsweise chemisch modifizierte Guargummen beispielsweise HP 8 wie von Stein-Hall Co. verkauft werden kann zufriedenstellend verwendet werden. Andere Beispiele für Mittel und Gel-Modifizierungsmittel für die wässrige Phase sind Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, wasserlösliche Stärken, pregellatinized Stärke, Getreidemehl, Pflanzengummis, Karaya, synthetisches Polymere, einschließlich Polyacrylamiden und Polyvinylalkohole und dergleichen Gelieren.

Die bevorzugten Bereiche das obige System zur Bestimmung prozentualer Mengen sind 3-30% Nitroparaffin, 0,2-2,0% Nitroparaffin Geliermittel, 2-10% Wasser Geliermittels, 0,5-5,0% Wasser gel Vernetzungsmittel und 7-25% Wasser.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die folgenden Beispiele, in denen die Konzentrationen in Gewichtsteilen der Gesamtzusammensetzung ausgedrückt werden, werden dazu dienen, die Erfindung zu veranschaulichen.

1. Gießbarer oder Pumpbar Gel

55,8 p. Ammoniumnitrat (AN)

0.006 p. Kaliumpyroantimonat (PPA)

0,1 p. Gen-Gel-512

20,0 p. Nitromethan (NM),

1,5 p. Glas-Füllstoff

Das Wasser und AN werden in einen Mischer gegeben und erhitzt auf 120 ° F um eine klare Lösung zu erhalten. Die Lösung wird gemischt und die PPA, Gen-Gel 512 und Glas Füllmittel in Suspension gerührt. Ein kleiner Teil des NM wird verwendet, um eine Paste mit der Guargummi in einem separaten Behälter zu machen. Der Großteil des NM wird in den Mischer gegeben und in feine Suspension geschlagen. Die Guar-NM Paste wird dann zugegeben. Das Mischen wird fortgesetzt, bis eine begrenzte Viskosität erreicht wird, und das Produkt wird dann verpackt. Das Gel durch dieses Verfahren hergestellt wurde, hatte die folgenden Eigenschaften:

Dichte 1,25 g / cc

Gießbar und pumpbar

Ausgezeichnete Wasserbeständigkeit

Detonierbaren in 2 Zoll Durchmesser mit 2 g PETN

Nicht empfindlich gegenüber einer Nr 8 Kappe (NCN)

Geschwindigkeit 17.500 bis 18.500 ft./sec.

2. verpackbare Firm Gel

20.00 p. AN Flocke

42,00 p. AN Boden

2,00 p. Glas-Füllstoff

0,15 p. Gen-Gel-512

5,00 p. Coarse Aluminium

Das Wasser und eine Flocken wird in einen Mischer gegeben und auf 140 ° C eine klare Lösung zu erhalten. Das NM und Glas Füllmittel wird dann zugegeben und gerührt, in Suspension. Ein separater Behälter wird verwendet, um eine Trockenmischung aus dem Guarkernmehl, Gen-Gel 512, und einen kleinen Teil des Bodens zu AN Preare. Der Großteil des Boden AN wird dem Mischer zugesetzt, und die trockene Mischung wird unmittelbar danach zugesetzt. Die Mischung wird gerührt, bis eine vorgegebene Viskosität und das Aluminium und PPA werden dann zugegeben. Wenn das Aluminium dispergiert wird, wird das Produkt bei ca. 80 ° C verpackt. Eine zusätzliche Vernetzung des wässrigen Gels erfolgt in der Verpackung einen festen Körper Produkt herzustellen. Das Gel durch dieses Verfahren hergestellt wurde, hatte die folgenden Eigenschaften:

Dichte 1,29 g / cc

Detonierbaren in 2 Zoll Durchmesser mit 2 g PETN

Geschwindigkeit 15.150 FPS

3. Cap Sensitive Gel

21,6 p. AN Boden

16,0 p. Natriumperchlorat (SP)

3,0 p. Glas-Füllstoff

0,2 p. Gen-Gel-512

5,00 p. Coarse Aluminium

Das Wasser, ein Flocken und SP werden in einen Mischer gegeben und auf 95 ° C NM und Füllmittel werden in Suspension gerührt. Der größte Teil der Masse AN zugegeben. Ein kleiner Teil des AN wird verwendet, um eine trockene Mischung aus Guar und Gen-Gel 512 vorzubereiten; Diese Mischung wird zugegeben, sofort gefolgt von der Zugabe des Aluminiums gefolgt. Bei einer vorbestimmten Viskosität wird die PPA zugesetzt. Das Gel wird bei etwa 80 ° F. Zusätzliche Vernetzungs verpackt tritt in dem Paket ist ein festes kautschukartiges Gel, deren Eigenschaften wie folgt zu erzeugen:

Dichte 1,26 g / cc

Detonierbaren in 1 1/4 Zoll Durchmesser mit einer Kappe 6 No.

Detonierbaren bei 20 ° C mit einem Nr 6 cap

Detonierbaren bei 12 ° C mit einem Nr 8 cap

Detonierbare unter einem 270 ft. Statischer Kopf

Geschwindigkeit 14.500 ft./sec.

Die Vorteile der Erfindung sind zahlreich. Es ist nun möglich, wo bisher war es nicht möglich, große Mengen von Nitroparaffin in wässrigen Oxidations Gelstruktur als stabile zweiphasige Dispersion einzuarbeiten. Die Gelierung des Nitroparaffin beseitigt die Notwendigkeit eines Emulgiermittels oder einem Solubilisierungsmittel Flüssig-Trennung der Nitroparaffin zu verhindern. Größere Mengen an Nitroparaffin können, ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Brennstoffen (wie Solubilisatoren) in wässrigen Gelen verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine größere Empfindlichkeit Steuerung und ermöglicht Detonation bei niedrigeren Temperaturen, in kleinerem Durchmesser, Zahl 6 Kappen für die Initiierung verwendet wird. Die Empfindlichkeit wird durch die feine Teilchengrße der Tröpfchen Nitroparaffin verstärkt in diesem Fall eine größere Schnittstellen Oberfläche von Nitroparaffin-Oxidationsmittel-Lösungen (Gel) erreicht werden kann. Die Empfindlichkeit kann so gesteuert werden, dass die Produkte von Kappe und noncap Empfindlichkeit hergestellt werden. Da zusätzliche Brennstoffe nicht erforderlich sind, gibt es eine größere Freiheit, die Sauerstoffbilanz der Formeln bei der Anpassung und eine größere Flexibilität bei Produkten für eine bestimmte Fume Klasse zu entwerfen. Die Wasserbeständigkeit der erfindungsgemäßen Gele ist auch, da wasserlösliche Brennstoffe verstärkt und Emulgatoren sind nicht erforderlich.

Wie dem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein wird, können verschiedene Modifikationen durchgeführt oder angesichts der vorstehenden Offenbarung und Diskussion folgen, ohne vom Geist oder Umfang der Ansprüche abzuweichen.