способ получения сферического пороха
Классы МПК: | C06B25/18 нитроцеллюлозу в количестве 10% (по весу) или более от общего состава C06B21/00 Способы или устройства для обработки взрывчатых веществ, например формование, резка, сушка C06B25/34 ациклический, алициклический или гетероциклический нитрамин |
Автор(ы): | Сопин Владимир Федорович (RU), Хацринов Алексей Ильич (RU), Староверов Александр Александрович (RU), Староверов Виталий Александрович (RU), Староверова Елена Ивановна (RU), Реутов Виталий Владиславович (RU), Грольман Лев Владимирович (RU), Ахмадуллин Марат Рафаилович (RU), Гайфуллин Марат Рустэмович (RU), Терлеева Татьяна Юрьевна (RU) |
Патентообладатель(и): | ФГУП "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-11-23 публикация патента:
27.07.2006 |
Изобретение относится к области получения сферических порохов по эмульсионной технологии. Предложен способ получения сферического пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы, бризантного ВВ в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака в этилацетате при перемешивании, диспергирование лака на сферические частицы и удаление этилацетата дистилляцией. В качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл, а в качестве бризантного ВВ используют кристаллический октоген в количестве 5-60 мас.% по отношению к пороховой массе в виде 50 мас.% водной суспензии, а приготовление лака в этилацетате ведут при модуле 5-10 мас.ч. в течение 40-60 мин. Изобретение позволяет увеличить энергетику пороха. 2 табл.
Формула изобретения
Способ получения сферического пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы, бризантного ВВ в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака при перемешивании в этилацетате, диспергирование лака на сферические частицы и удаление этилацетата дистилляцией, отличающийся тем, что в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл, а в качестве бризантного ВВ используют кристаллический октоген в количестве 5-60% по отношению к пороховой массе в виде 50 мас.% водной суспензии, а приготовление лака ведут в этилацетате при модуле 5-10 мас.ч. в течение 40-60 мин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к производству сферического пороха (СФП), в частности к области производства высокоэнергетического пороха.
Известен способ получения многоосновного сферического пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы, стабилизатора химической стойкости вместе с мощным бризантным ВВ нитроглицерином (НГ) в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака путем введения в суспензию растворителя этилацетата (ЭА), добавление при перемешивании защитного коллоида, диспергирование лака на сферические частицы, введение в качестве обезвоживателя неорганической соли и удаление растворителя дистилляцией (патент США №3917767, С 06 В 21/00). Данный способ принят в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является невозможность увеличения силы пороха, так как максимально возможный ввод НГ (до 20 мас.%) обеспечивает силу пороха только в пределах 1106,0-1135,0 кДж/кг.
Задачей настоящего изобретения является увеличение энергетики СФП.
Для достижения указанного технического результата в способе получения СФП, включающем перемешивание гранул нитроцеллюлозы, бризантного ВВ в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака при перемешивании в ЭА, диспергирование лака на сферические частицы и удаление растворителя дистилляцией, в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл, а в качестве бризантного ВВ используют кристаллический октоген в количестве 5-60 мас.% по отношению к пороховой массе в виде 50 мас.% водной суспензии, а приготовление лака ведут в ЭА при модуле 5-10 мас.ч. в течение 40-60 мин.
Предлагаемый способ может быть реализован на существующем оборудовании производства штатных СФП.
Изготовление СФП с кристаллическим октогеном осуществлялось с учетом соотношения (модуля) ЭА и пироксилина 1 Пл.
В производстве СФП обычно используют модуль по ЭА 2,4-3,6 мас.ч. по отношению к нитратам целлюлозы (патент РФ №1727375, С 06 В 21/00). В случае ввода кристаллического октогена количество ЭА увеличивается и составляет 5-10 мас.ч. Это связано с тем, что жидкий лак легче обволакивает и стягивает частицы кристаллов, что приводит к лучшему диспергированию на сферические элементы.
Время приготовления порохового лака составляет 40-60 мин. При уменьшении времени менее 40 мин происходит неполное растворение гранул пироксилина 1 Пл, что снижает выход целевой фракции и ухудшает баллистические характеристики порохового заряда. Перемешивание более 60 мин проводить нецелесообразно из-за увеличения продолжительности технологического цикла и, следовательно, себестоимости продукции.
Примеры выполнения способа получения СФП с различным содержанием октогена, а также по прототипу приведены в табл.1.
Пример 1. В реактор заливается 4,950 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,050 кг октогена и 0,050 л воды, загружается 0,950 кг пироксилина 1 Пл, смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 4,750 л ЭА с дифениламином (ДФА) в количестве 0,0038 кг, в течение 40 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.
Примеры 2, 3. В реактор заливается 4,800 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,200 кг октогена и 0,200 л воды, загружается 0,800 кг пироксилина 1 Пл и смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 5,000 л ЭА с ДФА в количестве 0,0032 кг, в течение 50 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.
Пример 4. В реактор заливается 4,400 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,600 кг октогена и 0,600 л воды, загружается 0,400 кг пироксилина 1 Пл, смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 4,000 л ЭА с ДФА в количестве 0,0016 кг, в течение 60 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.
В примерах 1-4 в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл (ОСТ В 84-2373-87).
Таблица 1 Режимы изготовления СФП с кристаллическим бризантным ВВ октогеном и по прототипу | ||||
Наименование показателя | Пример 1 | Примеры 2, 3 | Пример 4 | Прототип |
Содержание октогена, мас.% | 5 | 20 | 60 | - |
Модуль по ЭА, мас.ч. | 5,0 | 6,25 | 10,0 | 2,8-5,0 |
После фазы формирования были сделаны срезы зерен пороха. Исследования, проведенные с помощью растрового электронного микроскопа, показали, что матрица нитрата целлюлозы, удерживая кристаллические частицы, обеспечивает механическую прочность, при этом не наблюдается распада частиц при механических воздействиях даже при вводе 60 мас.% октогена.
Баллистические характеристики изготовленных порохов приведены в табл.2.
Из данных табл.2 видно, что разработанные режимы формирования с использованием кристаллического октогена обеспечивают требуемые баллистические характеристики. В примере 4 приведены результаты на пуле массой 2,6 г без изменения габарита гильзы с дульной скоростью, равной 551 м/с, т.е. эффективность заряда возрастает на 13%. При испытаниях СФП с содержанием октогена 5 мас.% (пример 1) на максимальной навеске, согласно техническим условиям, достигнуто увеличение скорости пули на 8% при нормальном давлении. Использование октогена в количестве 60 мас.% подтверждает работоспособность СФП.
Варьирование количества вводимого октогена позволяет повышать силу СФП в пределах 1071,9-1236,0 кДж/кг, расширяя, тем самым, область применения порохов в стрелковых системах.
Таким образом, разработанный способ получения сферического пороха, обеспечивает безопасный ввод бризантного ВВ в реактор, а изготовленный порох способствует повышению баллистических характеристик.
Класс C06B25/18 нитроцеллюлозу в количестве 10% (по весу) или более от общего состава
Класс C06B21/00 Способы или устройства для обработки взрывчатых веществ, например формование, резка, сушка
Класс C06B25/34 ациклический, алициклический или гетероциклический нитрамин