способ изготовления пористого пироксилинового пороха

Формула изобретения

Способ изготовления пористого пироксилинового пороха для спортивных и охотничьих патронов, включающий обезвоживание пироксилина, пластификацию, прессование, резку, удаление растворителя и порообразователя, сушку, отличающийся тем, что в качестве порообразователя используют двууглекислый натрий, а удаление порообразователя осуществляют обработкой пороха водно-уксусным раствором концентрацией 0,15 мас.% при температуре 20-25°С в течение двух часов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства пироксилиновых порохов и может быть использовано при изготовлении высокопористых спортивных и охотничьих порохов под дробовые патроны.

Известен способ изготовления охотничьих пластинчатых порохов марки «Сокол» (Гиндич В.И. «Технологическое оборудование пироксилиновых порохов», 2 часть, с.107-108). По данному способу пироксилин с азотом 207,5-209 мл NO/г обезвоживают и пластифицируют спиртоэфирным растворителем в мешателях, куда вводится 5% селитры - порообразователя. Полученную массу фильтруют на гидропрессе, фильтрат вторично обрабатывают в лопастном мешателе и затем вальцуют на вертикальных вальцах. Полученное пороховое полотно с толщиной 0,15 мм режут на пластинки размером 1,3×1,4 мм, которые затем подвергают вымочке при температуре 15-45°С, сушке, графитовке.

Пороха, изготовленные по данному способу, имеют пористость 3-5%. Повышение пористости за счет увеличения ввода селитры не приводит к желаемым результатам из-за ухудшения технологичности пороховой массы и вследствие этого приводит к повышению брака при вальцевании.

Известен способ изготовления пористых быстрогорящих порохов П-45, П-125, П-200, «Сунары», применяемых в короткоствольном или спортивном оружии (пистолетах, минометах, охотничьих ружьях и др.). Данные пороха изготавливают по периодической технологии (В.И.Гиндич. «Технология пироксилиновых порохов», том II, г.Казань, 1995, с.287-288).

Пластификация пироксилина производится с вводом в мешатель селитры и графита (0,5%). Графит вводится для облегчения операции прессования при вводе большого количества порообразователя.

Вымачивание ведут с целью удаления как спиртоэфирного растворителя, так и калиевой селитры до содержания неудаляемых 0,2%, селитры до 0,5%. После вымачивания порох подвергается графитовке с последующей сушкой.

Пористую структуру порохов получают, вводя в пороховую массу необходимое количество порообразователя в зависимости от требуемой пористости.

К недостаткам данного способа изготовления пороха следует отнести:

- длительность процесса;

- низкий выход кондиционной фракции (порядка 30%);

- высокая трудоемкость;

- повышенная опасность производства.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения пористого пироксилинового мелкозерненого пороха (А.Г.Горст. «Пороха и ВВ», М.: Машиностроение, 1972. - С.163) (Прототип).

Для создания пористой структуры пороха в данном случае в массу при смешении компонентов вводят порообразователь - калиевую селитру в количестве 45-220 мас.% к сухой массе пироксилина, которую удаляют затем из пороха путем вымачивания его в горячей воде до остаточного содержания не более 0,5 мас.%. Полученный порох при этом имеет пористую структуру и кажущуюся плотность в пределах 1,15-1,52 г/см³ (пористость при этом составляет порядка 24-28%), что обеспечивает баллистические характеристики для многих видов спортивно-охотничьих и пистолетных патронов.

Отрицательной чертой данного способа является то, что водорастворимая соль, вводимая в состав массы, гигроскопична и в процессе изготовления пороха может образовывать агломераты, что приводит к формированию неоднородной поровой структуры и ухудшению баллистических характеристик по разбросу скорости. Кроме того, при введении большего количества порообразователя в состав массы снижается производительность оборудования, увеличивается расход растворителя, нарушается экология окружающей среды за счет сброса солей с отработанными водами.

Задачей настоящего изобретения является замена порообразователя (водорастворимая соль) на порообразователь, разлагающийся на газообразные продукты в процессе вымачивания, создание условий при изготовлении для полного его разложения, с целью исключения образования снопообразных искр у пороха при стрельбе.

Данное техническое решение достигается использованием двууглекислого натрия в количестве 5% в качестве порообразователя вместо калиевой селитры в количестве не более 45%.

Двууглекислый натрий разлагается с выделением газообразного продукта СО₂, который создает в порохе определенное давление и приводит к увеличению объема пор в порохе.

Для обеспечения полного разложения двууглекислого натрия как с поверхности пороховых элементов, так и во внутренних слоях порох после резки обрабатывается водно-уксусным раствором концентрацией 0,15% при температуре 20-25°С в течение 2-х часов. Далее процесс вымачивания протекает по штатной технологии.

При концентрации водно-уксусного раствора ниже 0,15% происходит неполное разложение двууглекислого натрия во внутренних слоях пороха, что приводит к искрообразованию. Увеличивать концентрацию более 0,15% нет необходимости из-за того, что рН среды переходит из нейтральной в кислую. Это также недопустимо ввиду снижения стойкости пороха. При использовании водно-уксусного раствора снижение стойкости пороха не наблюдается, так как происходит полная нейтрализация уксусной кислоты в водном растворе двууглекислым натрием, что подтверждает результаты определения величины рН воды с операции вымочки, приведенные в таблице 1.

Таблица 1
Результаты определения рН воды с операции вымочки
№ обр.	Время вымачивания	рН среды
3	После 2-х часов в водно-уксусном растворе концентрацией 0,15%	7,0 (среда нейтральная)
	После 10-ти часов в чистой воде при температуре 60°С	7,9 (среда слабощелочная)
4	После 2-х часов в водно-уксусном растворе концентрацией 0,15%	7,0 (среда нейтральная)
	После 10-ти часов в чистой воде при температуре 60°С	7,9 (среда слабощелочная)

При отработке режимов удаления двууглекислого натрия готовились образцы пороха в условиях опытного производства. Технологические режимы приведены в таблице 2.

Таблица 2
Технологические режимы изготовления пороха
№ обр.	Тип пироксилина	Содержание воды в пироксилине	Прессование		Удаление растворителя и порообразователя
			Рфильтр, кг/см2	Рпресс кг/см2	Обработка ПВС, ч	Вымочка		Сушка
						Температура	Время
1	ВА	6,7	150	420	2	80	5	8
2	СА	6,0	150	420	2	80	5	8
3	ВА	6,0	без фильтр.	260	-	20	2	8
4	СА	6,0	без фильтр.	270	-	20	2	8

Результаты физико-химических и баллистических испытаний образцов, приведенных выше, показаны в таблице 3.

Таблица 3
Физико-химические и баллистические характеристики
№ обр.	Физико-химические характеристики					Баллистические характеристики			Примечание
	Удал, %	Неудал, %	Стойкость, мм рт.ст.	Плотность	Сод-е NaHCO3	Навеска, гр	Давление, кгс/см2	Скорость, м/с
1	0,9	0,1	75	1,49	0,81	2,0	473	323	Наблюдаются искры
2	1,0	0,1	80	1,45	0,75	1,9	505	329
3	0,8	0,1	80	1,34	0,25	1,9	535	330	Искры отсутствуют
4	0,9	0,1	85	1,38	0,30	1,8	642	332
Требования под охотничий патрон						не более 2,2	не более 850	не менее 320

Предлагаемый способ изготовления пористого пироксилинового пороха позволяет:

- обеспечить равномерное удаление двууглекислого натрия по толщине горящего свода порохового элемента;

-исключить образование снопообразных искр при выстреле;

- обеспечить изготовление пороха по экологически чистой технологии (при вымачивании происходит разложение основной массы двууглекислого натрия на газообразные продукты, а оставшаяся часть нейтрализуется водно-уксусным раствором);

- при использовании малой концентрации уксусной кислоты обеспечить безопасность работников при выполнении технологической операции.