Плавкий состав для эмульсионной флегматизации порохов
Владельцы патента RU 2448073:
Федеральное казенное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт химических продуктов" (ФКП "ГосНИИХП") (RU)
Изобретение относится к области производства порохов, в частности мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП) для стрелкового оружия. Состав содержит, мас.%: камфара - 50-85, дифениламин (ДФА) - 15-50. Технический результат: снижение пожаровзрывоопасности штатного флегматизирующего состава и процесса поверхностной обработки, расширение возможностей управления глубиной проникания флегматизатора и увеличения технологичности обработки пороха за счет уменьшения кратности дозировки флегматизатора. 1 табл.
Изобретение относится к области производства порохов, в частности мелкозерненых пироксилиновых порохов (МЗПП), для стрелкового оружия.
Для повышения прогрессивности горения пороха обрабатывают с поверхности флегматизаторами. Согласно патентам [1-3] при получении прогрессивно-горящего зерненого ПП в качестве флегматизаторов используют диэтилфталат, диамилфталат, дибутилфталат или их смеси со штатными стабилизаторами химической стойкости (дифениламин - ДФА, централит), в водно-спиртовый раствор которых погружают на определенное время порох и затем обрабатывают во вращающемся барабане графитом. Обработка дибутилфталатом осуществляется непосредственно во вращающемся барабане. В качестве растворителя предлагается также использование смесей спирт-ацетон или спирт-эфир.
Недостатком аналогов является пожаровзрывоопасность, обусловленная обязательным применением легковоспламеняющихся летучих растворителей.
Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является флегматизатор, представляющий собой раствор камфары в спирте при следующем соотношении компонентов, мас.% [4]:
| камфара | 60-67 |
| спирт | 33-40 |
Недостатком прототипа является пожароопасность состава, а также многостадийность и длительность процесса флегматизации с его использованием. Так, ввод спиртового раствора камфары осуществляется в 4 приема, а длительность технологического цикла обработки без учета загрузки и выгрузки пороха, опыления графитом составляет 110-146 минут. Кроме того, из-за ограничений в температуре проведения процесса (28-32°С) затрудняется управление параметрами флегматизированной зоны и соответственно баллистическими характеристиками пороха.
Задачей изобретения является снижение пожаровзрывоопасности флегматизирующего состава и процесса поверхностной обработки, расширение возможностей управления глубиной проникания флегматизатора и увеличение технологичности обработки пороха за счет уменьшения кратности дозировки флегматизатора.
Задача решается за счет того, что плавкий состав для эмульсионной флегматизации порохов, включающий камфару, дополнительно содержит дифениламин (ДФА) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| камфара | 50-85 |
| ДФА | 15-50 |
Практическая осуществимость предлагаемого изобретения и достигаемый технический результат подтверждается примерами конкретного получения пироксилинового охотничьего пороха для 7,62 мм охотничьих патронов к нарезному оружию.
Опыты проводились следующим образом. В реакторе-эмульсификаторе при температуре 95°С сплавлялся флегматизирующий состав, включающий камфару и ДФА в заданных соотношениях, затем дозировалось расчетное количество воды, содержащей 0,2-0,5 мас.% ПАВ по отношению к 1 мас.ч. воды (например, мездрового клея), и при перемешивании готовилась флегматизирующая эмульсия концентрации 3,5%. Одновременно в реакторе-флегматизаторе осуществлялся нагрев 1 мас.ч. пороха в 3,5 мас.ч. воды до температуры 95°С. При достижении в реакторе-флегматизаторе требуемой температуры флегматизирующая эмульсия дозировалась в суспензию пороха и проводилась обработка в течение определенного времени.
Состав флегматизирующей эмульсии и характеристики пороха приведены в таблице.
Таким образом, впервые предложен плавкий флегматизирующий состав, содержащий 50-85 мас.% камфары и 15-50 мас.% ДФА, имеющий температуру кристаллизации минус 56-90°С (у камфары - температура кристаллизации 180°С, для состава камфара: ДФА при соотношении 1:1 температура кристаллизации - минус 56°С), что позволяет использовать его для флегматизации зерненых пироксилиновых и одноосновных сферических порохов по водно-эмульсионной технологии. Его применение обеспечивает достижение положительного эффекта: снижение кратности дозировки флегматизатора, повышение безопасности процесса, а мелкозерненые ПП имеют удовлетворительные баллистические характеристики, что показано на примере охотничьего патрона 7,62×54 мм с массой пули 9.45-9,75 г (примеры 1-4). Флегматизированные предложенным составом образцы пироксилинового охотничьего пороха ВТ удовлетворяют требованиям нормативной документации (ТУ 7277-229-07506808-2003) по баллистическим характеристикам, что подтверждает положительный эффект изобретения. На образцах 3 и 4 баллистические характеристики пороха обеспечиваются при меньшей массе заряда, т.е. порох сгорает более эффективно.
Увеличение содержания камфары более 85 мас.% приводит к повышению температуры кристаллизации состава более 90°С, что исключает возможность его использования для поверхностной обработки порохов в виде эмульсии расплава в водной среде. Увеличение содержания ДФА более 50 мас.% ухудшает диффузию флегматизатора вглубь порохового элемента из-за снижения пластифицирующего эффекта, создаваемого камфарой, что приводит к повышению давления пороховых газов (пример 5 ).
Источники информации
1. Патент США №3000721 от 19.06.1961. Производство прогрессивно-горящего зерненого пироксилинового пороха. РЖХим, 1963, 19Н 354.
2. Патент Голландии №102972 от 15.12.1962. Способ изготовления прогрессивно-горящего зерненого пироксилиниового пороха. РЖХим, 1963, 23Н 377.
3. Патент РФ №2244699. Способ флегматизации пороха.
4. Гиндич В.И. Технология пироксилиновых порохов. - Т.2. - Казань, 1966. - 391 с.
| Наименование параметра | Значение параметра | |||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | |
| 1. Содержание компонентов в составе, мас.%: | ||||||
| - камфара | 85 | 75 | 60 | 50 | 40 | 65 |
| - ДФА | 15 | 25 | 40 | 50 | 60 | - |
| - спирт | - | - | - | - | - | 35 |
| 2. Температура кристаллизации расплава, °С | 90 | 62 | 9 | минус 56 | минус 15 | - |
| 3. Дозировка флегматизатора к 1 мас.ч. пороха, %: | ||||||
| - суммарно, в том числе | 2,0 | 2,4 | 2,25 | 2,4 | 2,5 | 1,5 |
| - камфара | 1,7 | 1,8 | 1,5 | 1,2 | 1,0 | 1,5 |
| - ДФА | 0,3 | 0,60 | 0,75 | 1,2 | 1,5 | - |
| 4. Температура флегматизации, °С | 95 | 95 | 90 | 90 | 95 | 28-32 |
| 5. Продолжительность флегматизации, мин | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 110-146 |
| 6. Производительность аппарата, кг/ч (загрузка, кг) | 250 (250) | 250 (250) | 250 (250) | 250 (250) | 250 (250) | 60-100 (160) |
| 7. Кратность ввода флегматизирующей эмульсии (спиртового раствора флегматизатора) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | (4) |
| Физико-химические характеристики пороха | ||||||
| Массовая доля компонентов, %: | 1,6 | 1,7 | 1,4 | 1,2 | 0,9 | 1,7 |
| - камфара | ||||||
| - ДФА | 1,2 | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 2,4 | 1,3 |
| - летучие вещества, удаляемые сушкой | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 1,8 |
| - летучие вещества, неудаляемые сушкой | 0,2 | 0,4 | 0,8 | 0,6 | 0,6 | 0,9 |
| Баллистические характеристики флегматизированного пороха в 7,62×54 мм охотничьем патроне | ||||||
| Масса заряда, г | 3,10 | 3,10 | 3,02 | 3,08 | 3,04 | 3,10 |
| Скорость пули, V25, м/с | 831 | 826 | 834 | 834 | 836 | 828 |
| Максимальное давление пороховых газов в канале ствола, среднее, МПа (кгс/см2) | 282,7 (2770) | 275,0 (2695) | 280,0 (2744) | 283,6 (2779) | 301,2 (2952) | 288,8 (2830) |
| Примечания: 1. Производительность оборудования для прототипа рассчитана без учета длительности процессов графитования и выгрузки. | ||||||
| 2. Баллистические характеристики пороха в 7,62 мм охотничьих патронах по ТУ 7277-229-07506808: средняя скорость пули, V25, - 820-850 м/с, давление пороховых газов - не более 295, 9 МПа (2900 кгс/см2) |
Плавкий состав для эмульсионной флегматизации порохов, включающий камфару, отличающийся тем, что он дополнительно содержит дифениламин (ДФА) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| камфара | 50-85 |
| ДФА | 15-50 |
