Способ получения сферического пороха

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения сферического пороха включает приготовление нитратцеллюлозного лака в водной среде в присутствии этилацетата, диспергирование, обезвоживание, отгонку растворителя, фракционирование и сушку. В качестве растворителя применяют смесь этилацетата с толуолом в объемном соотношении 90:10-70:30, вводят наполнитель в количестве 0-50 мас.%, а диспергирование ведут при температуре 69-72°С. Изобретение обеспечивает увеличение выхода крупных гранул пороха. 1 табл.

 

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.

Известны способы получения СФП [1-5], заключающиеся в получении порохового лака в водной среде в присутствии растворителя (например, этилацетата), диспергировании его на сферические частицы при температуре 62-68°С при действии эмульгатора мездрового клея, желатина или других ПАВ, обезвоживании диспергированных частиц с помощью сернокислого натрия (при получении плотных гранул) с последующей отгонкой растворителя. Недостатком известных способов является нестабильный выход целевой фракции, обусловленный вторичным диспергированием при подъеме температуры и вводе сернокислого натрия.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП, согласно которому в сосуд с мешалкой и внешним обогревом загружают 300 ч. нитратов целлюлозы (НЦ), 3 ч. дифениламина (ДФА) и 2700 ч. воды, добавляют 1026 ч. этилацетата (ЭА), нагревают до 68°С, перемешивают 1 час при 68°С, добавляют защитный коллоидный раствор из 10 ч. костного клея в 200 ч. воды, медленно добавляют еще 405 ч. ЭА, отгоняют частично ЭА, прибавляют 105 ч. сернокислого натрия, 200 ч. воды и отгоняют весь ЭА. Частицы НЦ отделяют, сушат; размер гранул примерно 0,2 мм [6].

Недостатком прототипа является низкий выход крупных гранул пороха (диаметр более 0,9 мм).

Целью изобретения является увеличение выхода крупных гранул пороха. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление НЦ-лака в водной среде в присутствии ЭА, диспергирование, обезвоживание, отгонку растворителя, в качестве растворителя применяют смесь ЭА с толуолом в объемном соотношении 90:10-70:30, вводят наполнитель в количестве 0-50 мас.%, а диспергирование ведут при температуре 69-70°С, остальные операции осуществляются известным способом.

В качестве наполнителя применяют высокодисперсные алюминиевую пудру или ВВ (октоген, гексоген).

При водно-дисперсионном гранулировании необходимо создавать условия, при которых возникают наименьшие изменения формы и размеров частиц порохового лака после диспергирования и формообразования. Этого можно достичь за счет осуществления диспергирования порохового лака и формообразования при температуре, максимально приближающейся к температуре начала отгонки растворителя. Изменение формы и размеров частиц лака при подъеме температуры обусловлено снижением вязкости порохового лака. При равновязком состоянии лака свойства последнего, определяемые физико-химическими характеристиками НЦ и содержанием нитроглицерина в баллиститной массе, могут изменяться в широких пределах.

Поэтому при использовании в качестве растворителя смеси ЭА-толуол температуру диспергирования предлагается повысить до 69-72°С (температура начала отгонки азеотропа ЭА-вода 70,5-72,0°С). Температура диспергирования менее 69°С приводит к уменьшению выхода фракции СФП с крупными размерами гранул.

Ввод толуола менее 10 об.% не дает эффекта дополнительного уплотнения гранул, снижает содержание сухого остатка в ней и выход крупных гранул.

Увеличение содержания толуола более 30 об.% приводит к повышению температуры отгонки азеотропа, неполноте его удаления из состава, снижая энергетические характеристики получаемого СФП.

Ввод наполнителя в состав пороха до 50 мас.% позволяет увеличить содержание сухого остатка в лаковой частице, в большей степени обеспечивая сохранение их размеров и формы, наиболее приближающихся к конечным размерам и форме гранул СФП. Увеличение его содержания более 50 мас.% нецелесообразно, так как в этом случае снижается плотность гранул СФП.

В таблице приведены примеры выполнения способа получения СФП по известному, разработанным вариантам в пределах граничных условий и за их пределами.

Технологические параметры осуществления способа
Наименование показателя Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5 Прототип
Модуль по растворителю (соотношение ЭА/толуол) 3,00 (90/10) 2,93 (80/20) 2,56 (70/30) 3,70 (75/25) 1,93 (90/10)
Модуль по растворителю относительно НЦ 3,0 3,34 3,58 3,08 4,34
Наполнитель, мас.% - ПАП-1 30 октоген 50 октоген 10 октоген 60 -
Температура диспергирования, °С 69-70 70-71 72 64-66 66-68 66-68
Дозировка Na2SO4,, мас.% к воде 2,0 1,5 1,25 2,0 7,0 3,0
Характеристики пороха
Диаметр гранул основной фракции, мм 2,5-3,0 1,5-2,5 1,0-1,5 0,7-0,9 0,4-0,63 0,2-0,4
Плотность, г/см3 1,58 1,59 1,60 1,48 1,45 1,54
Насыпная плотность, г/см3 0,94 0,95 0,97 0,92 0,80 20
Выход фракции более 1,0 мм, % 50 55 65 35 30 20
Баллистические характеристики в охотничьем патроне «Магнум» с массой дробового снаряда 45 г
Масса метательного заряда, г 2,90 2,89 2,87 2,70 2,54 2,10
Скорость дробового снаряда, V10, м/с 326 327 325 321 319 321
Среднее давление пороховых газов, МПа 64,9 65,2 63,4 90,7 91,2 94,3
Требования к патрону «Магнум» с длиной гильзы 76 мм: скорость дробового снаряда не менее 315 м/с, среднее максимальное давление пороховых газов не более 90,0 МПа

Пример 1. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 3 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается 9,0 л смеси ЭА и толуола с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 69-70° С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 74-75°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя.

Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется и сушится.

Пример 2. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 2,1 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается суспензия 0,9 кг наполнителя (алюминиевая пудра, например ПАП-1) в 8,775 л смеси ЭА и толуола в соотношении 80:20 с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 70-71°С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 77-78°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя. Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется, графитуется и сушится.

Пример 3. В реактор объемного типа, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, заливается 12 л воды, загружается 1,5 кг пироксилина или его смеси с возвратно-технологическими отходами и заливается суспензия 1,5 кг наполнителя (например, высокодисперсного октогена) в 6,55 л смеси ЭА и толуола в соотношении 70:30 с растворенным ДФА. Смесь нагревается до 72°С и перемешивается 15 минут. Затем загружается 0,09 кг эмульгатора и содержимое реактора перемешивается 10-15 минут. Температура в реакторе поднимается до 78-79°С, и осуществляется частичная отгонка растворителя. Затем загружается 0,06 кг (2%) сернокислого натрия и отгоняется остаток растворителя. В дальнейшем порох промывается, фракционируется, графитуется и сушится.

Остальные образцы изготавливаются аналогично примерам 1-3 и отличаются меньшими температурой диспергирования и содержанием наполнителя (пример 4) или меньшей температурой диспергирования и большим содержанием наполнителя (высокодисперсный октоген; пример 5).

Из данных таблицы видно, что СФП, полученные по заявленным режимам, имеют диаметр гранул 1,0-3,0 мм при насыпной плотности 0,94-0,97 г/см3. При этом выход фракции с размером гранул 1,0-3,0 мм составляет 50-65%.

Пороха обеспечивают баллистические характеристики в охотничьем патроне «Магнум». Изготовление пороха за пределами граничных условий приводит к получению более мелких и пористых гранул, которые сгорают более дегрессивно, вызывая повышение давления пороховых газов выше указанных норм (примеры 4,5).

Таким образом, разработанный способ получения СФП обеспечивает формирование по водно-дисперсионной технологии крупных гранул с диаметром 1,0-3,0 мм.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент России №1814805 от 11.10.1992.

2. Патент России №1727375 от 13.10.1993.

3. Патент России №2226184 от 27.03.2004.

4. Патент Швейцарии №377259 от 15.06.1964.

5. Патент США №2891055 от 16.06.1959.

6. Патент США №3329743.

Способ получения сферического пороха, включающий приготовление нитратцеллюлозного лака в водной среде в присутствии этилацетата, диспергирование, обезвоживание, отгонку растворителя, фракционирование и сушку, отличающийся тем, что в качестве растворителя применяют смесь этилацетата с толуолом в объемном соотношении 90:10-70:30, вводят наполнитель в количестве 0-50 мас.%, а диспергирование ведут при температуре 69-72°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к прессованию изделий, а точнее к многогнездным пресс-формам. .
Изобретение относится к области получения пористых сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия, например гладкоствольного дробового оружия. .
Изобретение относится к области производства сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия и малокалиберной артиллерии. .

Изобретение относится к способам получения эластичных взрывчатых составов, которые могут быть использованы при производстве зарядов разнообразной геометрической формы различного назначения (детонирующие шнуры, разводки и т.д.) методами, используемыми для обработки термопластичных материалов.

Изобретение относится к технологии изготовления рабочих смесей порошков на основе перхлората аммония с вводом добавочных компонентов. .

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам изготовления зарядов твердого ракетного топлива, и может быть использовано при отработке рецептур и технологии изготовления баллиститных твердых ракетных топлив, опытных и серийных зарядов к ракетным и артиллерийским системам.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к установке для приготовления баллиститного пороха, и может быть применено в пороховой промышленности для производства твердотопливных двигателей различных ракет и других изделий из баллиститного пороха.

Изобретение относится к области изготовления изделия из смесевого ракетного твердого топлива. .
Изобретение относится к технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ, содержащих мощное взрывчатое вещество и металл. .
Изобретение относится к области получения сферических порохов для крупнокалиберных пулеметов и 30 мм авиационных пушек. .
Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия и малокалиберной артиллерии
Изобретение относится к области производства порохов, в частности флегматизации сферических двухосновных порохов, предназначенных для снаряжения патронов стрелкового оружия, в том числе крупнокалиберного, и малокалиберных артиллерийских систем

Изобретение относится к способам получения термопластичных взрывчатых составов, которые благодаря своим свойствам могут быть использованы при производстве зарядов разнообразной геометрической формы методами, используемыми для обработки термопластичных материалов

Изобретение относится к пиротехнике, в частности к роботизированным автоматическим линиям для изготовления бенгальских свечей

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу бронирования заряда баллиститного топлива в корпусе ракетного двигателя

Изобретение относится к способу изготовления изделия смесевого твердого топлива

Изобретение относится к области взрывчатых веществ, а именно к разработке способа изготовления полуфабриката для производства смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), малочувствительного к механическим воздействиям и электрической искре

Изобретение относится к области ракетно-артиллерийской техники, а именно к способам изготовления зарядов баллиститного ракетного топлива (БТРТ), и может быть использовано при отработке рецептур твердого ракетного топлива и технологии их изготовления

Изобретение относится к области изготовления изделия смесевого твердого топлива методом литья под давлением с заранее прогнозируемыми механическими характеристиками
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу получения компонентов смесевого ракетного твердого топлива с улучшенными характеристиками

Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия

Наверх