Способ получения сферических порохов с диаметром частиц до 2,5 мм
Владельцы патента RU 2421434:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к области получения сферических порохов для крупнокалиберных пулеметов и 30 мм авиационных пушек. Предложенный способ обеспечивает получение сферических порохов с размером пороховых элементов до 2,5 мм. Способ включает приготовление в водной среде порохового лака в присутствии 1 мас. части пироксилина 1 Пл или пороховой массы, 8…10 мас. частях воды и 2…3 мас. частях этилацетата, диспергирование его на сферические частицы с вводом в дисперсионную среду 0,5…1,0 мас.% защитного коллоида и 2,0…3,5 мас.% сернокислого натрия по отношению к воде, с последующим удалением растворителя из них. 1 табл.
Изобретение относится к области получения сферических пороков для крупнокалиберных пулеметов и 30 мм авиационных пушек.
В патентах США [1, 2] предложен способ получения сферических порохов для стрелкового оружия, заключающийся в измельчении мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) в водной среде с последующим растворением их в растворителе, диспергировании порохового лака на сферические частицы и удалении растворителя из них.
Недостатком этих способов является невозможность получения крупных сферических порохов.
Наиболее близким техническим решением является способ получения сферических порохов для охотничьего оружия [3] (прототип), включающий приготовление порохового лака при перемешивании пироксилина 1 Пл или пироксилина 1 Пл с возвратно-технологическими отходами (ВТО) в течение 10…15 минут в 4…5 мас.ч. воды совместно с дифениламином (ДФА) в количестве 0,6…1,2 мас.% и техническим углеродом в количестве 0,3…1,0 мас.%, поступающим в виде водной суспензии с концентрацией 20…30 мас.%, и медь (II) - свинец (II) фталат оксидом (ФМС) в количестве 0,5…2,5 мас.% от массы пироксилина 1 Пл и с 2,4…3,6 мас.ч. этилацетата (ЭА), добавление к лаку костного клея, диспергирование порохового лака на сферические частицы и удаление ЭА при нагревании смеси до 92…94°С.
Недостатком данного способа является то, что полученный сферический порох имеет размер пороховых частиц диаметром не более 0,63 мм. Полученные частицы по данному способу с диаметром более 0,63 мм имеют неправильную форму.
Задачей изобретения является получение крупных сферических порохов с диаметром пороховых элементов до 2,5 мм.
Технический результат достигается тем, что приготовление порохового лака ведут в дисперсионной среде (в 8…10 массовых частях воды), где на 1 массовую часть пироксилина 1 Пл или пороховой массы берется 2…3 массовые части ЭА. Полученный пороховой лак с вязкостью при дроблении на пороховые частицы в дисперсионной среде, содержащей по отношению к воде 0,5…1,0 мас.% защитного коллоида, способствует получению пороховых сферических элементов до 2,5 мм. Введение в дисперсионную среду по отношению к воде 2,0…3,5 мас.% сернокислого натрия обеспечивает плотную структуру пороховых элементов, при этом пористость сферических частиц равномерно распределена по объему сферических частиц и не превышает 5,0%.
Примеры выполнения способа получения крупных сферических порохов с диаметром пороховых элементов до 2,5 мм в пределах граничных условий за их пределами, а также по известному способу приведены в таблице.
Пример 1. В реактор объемом V=l,57 м3 заливается 560 литров воды, загружается 70 кг пороховой массы и перемешивается в течение 15 минут. Затем в реактор заливается 140 литров ЭА и при температуре 50…55°С в течение 30 минут готовится пороховой лак. После ввода защитного коллоида в количестве 2,8 кг при температуре 55…65°С ведется диспергирование порохового лака на сферические частицы. Обезвоживание сферических частиц проводится при температуре 65…68°С в течение 30 минут с вводом в дисперсионную среду 11,2 кг сернокислого натрия, затем ведется отгонка растворителя из пороховых элементов известным способом. Характеристики пороха приведены в таблице.
Пример 2. В реактор объемом V=1,57 м3 заливается 630 литров воды, загружается 70 кг пороховой массы и перемешивается в течение 15 минут. Затем в реактор заливается 175 литров ЭА и при температуре 50…55°С в течение 30 минут готовится пороховой лак. После ввода защитного коллоида в количестве 4,72 кг при температуре 55…65°С ведется диспергирование порохового лака на сферические частицы. Обезвоживание сферических частиц проводится при температуре 65…68°С в течение 30 минут с вводом в дисперсионную среду 17,3 кг сернокислого натрия, затем ведется отгонка растворителя из пороховых элементов известным способом. Характеристики пороха приведены в таблице.
Пример 3. В реактор объемом V=l,57 м3 заливается 700 литров воды, загружается 70 кг пороховой массы и перемешивается в течение 15 минут. Затем в реактор заливается 210 литров ЭА и при температуре 50…55°С в течение 30 минут готовится пороховой лак. После ввода защитного коллоида в количестве 7,0 кг при температуре 55…65°С ведется диспергирование порохового лака на сферические частицы. Обезвоживание сферических частиц проводится при температуре 65…68°С в течение 30 минут с вводом в дисперсионную среду 24,5 кг сернокислого натрия, затем ведется отгонка растворителя из пороховых элементов известным способом. Характеристики пороха приведены в таблице.
За пределами граничных условий в примерах 4, 5 полученные результаты приведены в таблице.
Из приведенных результатов таблицы видно, что полученный крупный сферический порох по разработанному авторами способу (пример 1, 2, 3), обеспечивает выход целевой фракции пороха с размером сферических частиц от 0,9 до 2,5 мм в пределах 60…62%. При этом насыпная плотность сферического пороха находится в пределах от 0,995 до 1,035 кг/дм3 при равномерно распределенной пористости в пороховых элементах от 4,4 до 5,0%.
За пределами граничных условий (пример 4, 5) крупный сферический порох практически не обеспечивает заданную форму. По известному способу (пример 6) крупный сферический порох получить невозможно, т.к. в стесненном потоке частицы принимают вытянутую форму. Следовательно, разработанный авторами способ обеспечивает получение крупных сферических порохов с диаметром сферических частиц до 2,5 мм, высокой насыпной плотностью и низкой пористостью.
Литература
1. Патент США №2843584.
2. Патент США №3378545.
3. Патент РФ №1727375 (С06В 21/00).
| Таблица | |||||||
| Технологические режимы получения крупного сферического пороха с диаметром пороховых элементов до 2,5 мм и его характеристики | |||||||
| № п/п | Наименование показателей | По предлагаемому способу | По известному способу | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Загрузка пироксилина 1 Пл или пороховой массы, кг | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 100 |
| 2 | Количество воды в реакторе, л | 560 | 630 | 700 | 400 | 720 | 300 |
| 3 | Количество этилацетата для растворения пороховой массы, л | 140 | 175 | 210 | 120 | 220 | 300 |
| 4 | Количество защитного коллоида, кг | 2,8 | 4,72 | 7,0 | 1,6 | 7,1 | 2,5 |
| 5 | Количество сернокислого натрия, кг | 11,2 | 17,3 | 24,5 | 10,2 | 2,5 | 3,0 |
| 6 | Выход целевой фракции сферического пороха с диаметром сферических частиц 0,9…2,5 мм, % | 60 | 62 | 61 | 10 | Годной фракции нет | Годной фракции нет |
| 7 | Насыпная плотность сферического пороха, г/см3 | 0,995 | 1,012 | 1,035 | 0,86 | - | - |
| 8 | Условная пористость, % | 2,0 | 2,5 | 2,4 | 8,0 | - | - |
Способ получения сферических порохов, включающий приготовление в водной среде порохового лака, диспергирование его на сферические частицы с последующим удалением растворителя из них, отличающийся тем, что для получения сферического пороха с диаметром частиц до 2,5 мм приготовление порохового лака ведут в присутствии 1 массовой части пироксилина 1 Пл или пороховой массы, 8…10 массовых частях воды и 2…3 массовых частях этилацетата, диспергирование порохового лака в дисперсионной среде на сферические частицы ведут с вводом в дисперсионную среду 0,5…1,0 мас.% защитного коллоида и 2,0…3,5 мас.% серно-кислого натрия по отношению к воде.
