эластичный взрывчатый состав
Классы МПК: | C06B25/34 ациклический, алициклический или гетероциклический нитрамин C06B45/00 Составы или продукты, отличающиеся структурой или расположением компонента или продукта |
Автор(ы): | Завьялов Виктор Степанович (RU), Винников Виктор Павлович (RU), Смирнов Владимир Александрович (RU), Мацеевич Бронислав Вячеславович (RU), Глинский Виктор Петрович (RU), Генералов Михаил Борисович (RU), Даутов Растам Тимергалеевич (RU), Шин Константин (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное унитарное предприятие "Красноармейский научно-исследовательский институт механизации" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-04-01 публикация патента:
20.11.2011 |
Изобретение относится к эластичным взрывчатым составам, используемым в авиационной промышленности, в системах пироавтоматики аэрокосмической техники, а также в нефтедобыче при перфорации скважин, когда требуется высокая надежность, малая масса и габариты детонирующих шнуров с высокой скоростью детонации. Предложенный эластичный взрывчатый состав содержит, масс.%: гексоген с размером кристаллов 60÷400 мкм 63-67, бутадиенстирольный термоэластопласт 7-17, вазелиновое масло 2,5-3,5, нанодисперсный гексоген с размером кристаллов 20-80 нм - остальное. Введение нанодисперсного гексогена обеспечивает улучшение внутренней структуры состава, снижение пористости, увеличение плотности (1,65 г/см3), уменьшение критического диаметра (2,5 мм) и критической толщины (2,5 мм), увеличение скорости детонации (8100 м/с) эластичного взрывчатого состава и изделий, изготовленных из него. 1 табл., 1 ил.
Формула изобретения
Эластичный взрывчатый состав, включающий гексоген, связующее вещество, пластификатор, отличающийся тем, что он содержит в качестве связующего вещества бутадиенстирольный термоэластопласт, в качестве пластификатора - масло вазелиновое, в качестве вещества, снижающего пористость и увеличивающего плотность, - нанодисперсный гексоген при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бутадиенстирольный термоэластопласт | 7,0-17,0 |
Масло вазелиновое | 2,5-3,5 |
Гексоген (60-400 мкм) | 63,0-67,0 |
Гексоген нанодисперсный (20-80 нм) | остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к эластичным взрывчатым составам, используемым в авиационной промышленности, в системах пироавтоматики аэрокосмической техники, а также в нефтедобыче при перфорации нефтяных скважин, где требуется высокая надежность, малая масса и габариты детонирующих шнуров с высокой скоростью детонации.
Особый интерес представляют детонирующие изделия, изготовленные из эластичных взрывчатых составов (ЭВС) различного профиля (ленты, профилированные шнуры, компактные изделия сложной конфигурации, детонирующие разводки и др.) с требуемыми физико-механическими характеристиками и высокими параметрами детонации.
Известен эластичный взрывчатый состав по патенту RU № 2022952, С06В 25/34, А62С 3/02, опубликован 15.11.1994 г., содержащий гексоген (75%), K2SO4 (10%), бутадиенстирольный термоэластопласт (5,8%), минеральное масло (6,9%), политетрафторэтилен (2,0%), антиоксидант (0,3%).
Детонирующий шнур (ДШ), изготовленный из данного состава, имеет критический диаметр детонации 4,1 мм, скорость детонации 7300 м/с. Между кристаллами гексогена имеются воздушные полости, соизмеримые с размерами кристаллов гексогена, что не позволяет уменьшить критический диаметр, увеличить скорость детонации и приводит к прерыванию детонации на малых диаметрах шнура.
Наиболее близким техническим решением является эластичное взрывчатое вещество (ЭВВ) - Элас-2 (Российский химический журнал, том № XL1, № 4, 1997 г., УДК 622.235.2, стр.99) принятое за прототип, содержащее гексоген (85%), бутадиеннитрильный каучук (6,5%), бутадиенстирольный термоэластопласт (6,5%), политетрафторэтилен (1,4%), антиоксидант (0,5%), сажу (0,1%).
В ЭВВ Элас-2 применяется гексоген с размерами кристаллов 60-400 мкм, что улучшает взрывчатые характеристики ДШ, такие как критический диаметр (3,5 мм) и скорость детонации (7600 м/с).
Недостатком приведенных аналога и прототипа ЭВВ является точное установление оптимальных соотношений компонентов в объеме эластичного взрывчатого состава при трехстадийном производстве: смешение, пластификация (вальцевание), экструзия, обеспечивающих с учетом технологических факторов заданный комплекс физико-химических, реологических и взрывчатых свойств. Кроме того, гексоген с величиной кристаллов 60-400 мкм не позволяет значительно уменьшить пористость, увеличить плотность, уменьшить критический диаметр и повысить скорость детонации ДШ, изготовленного из ЭВВ Элас-2.
Цель изобретения заключается в том, чтобы уменьшить критический диаметр, критическую толщину и увеличить скорость детонации детонирующего шнура, изготовленного из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, за счет уменьшения содержания в составе инертных компонентов, частичной замены во взрывчатом составе гексогена с размерами кристаллов 60-400 мкм на нанодисперсный и заполнения воздушных полостей между кристаллами гексогена нанодисперсным гексогеном с размерами кристаллов 20-80 нм для снижения пористости и увеличения плотности изделий, изготовленных из предлагаемого ЭВС.
Это достигается тем, что эластичный взрывчатый состав, включающий гексоген, связующее вещество и пластификатор, содержит в качестве добавки, снижающей пористость и увеличивающей плотность, нанодисперсный гексоген (в замену гексогена), в качестве связующего вещества - бутадиенстирольный термоэластопласт, в качестве пластификатора - масло вазелиновое при следующих соотношениях компонентов масс.%:
Бутадиенстирольный | 7-17 |
термоэластопласт | |
Масло вазелиновое | 2,5-3,5 |
Гексоген (60-400 мкм) | 63-67 |
Гексоген нанодисперсный (20÷80 нм) | остальное |
Для проверки взрывчатых свойств предлагаемого эластичного взрывчатого состава были изготовлен ДШ диаметрами 2,3 мм, 2,5 мм, 2,8 мм, 3,0 мм, 3,2 мм с определением структуры (см. чертеж), критического диаметра и скорости детонации (см. таблицу).
На чертеже показаны микрофотографии структуры поверхностей на срезах детонирующих шнуров, изготовленных на основе гексогена (а) и с частичной заменой гексогена нанодисперсным гексогеном (б).
В таблице приведены сравнительные характеристики эластичного взрывчатого состава по предлагаемому техническому решению и прототипу.
Эластичный взрывчатый состав приготавливался известным методом механического смешения компонентов в обогреваемом смесителе с последующим вальцеванием и экструдированием ДШ.
Как видно из данных, приведенных в таблице, ДШ, изготовленный из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, имеет критический диаметр 2,5 мм, скорость детонации 8100 м/с при плотности 1,65 г/см3.
Таким образом, детонирующий шнур, изготовленный из предлагаемого эластичного взрывчатого состава, имеет высокие взрывчатые характеристики в сравнении с прототипом при одновременном снижении содержания в составе инертных компонентов.
Таблица | ||
Состав, масс.%, и взрывчатые характеристики ДШ | Предлагаемый состав | Прототип |
Бутадиеннитрильный каучук | 6,5 | |
Бутадиенстирольный термоэластопласт | 12 | 6,5 |
Политетрафторэтилен | - | 1,4 |
Антиоксидант | - | 0,5 |
Сажа | - | 0,1 |
Масло вазелиновое | 3 | |
Гексоген 60-400 мкм | 65 | 85 |
Гексоген нанодисперсный 20-80 нм | 20 | |
Плотность ДШ, г/см3 | 1,65 | 1,59 |
Критический диаметр ДШ, мм | 2,5 | 3,5 |
Скорость детонации ДШ, м/с | 8100 | 7600 |
Класс C06B25/34 ациклический, алициклический или гетероциклический нитрамин
Класс C06B45/00 Составы или продукты, отличающиеся структурой или расположением компонента или продукта