DE1092357B

DE1092357B - Verfahren zur Hydrophobierung von Sprengstoffen

Info

Publication number: DE1092357B
Application number: DED31198A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Berthmann; Dr Erich Ludolphy
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1959-07-30
Filing date: 1959-07-30
Publication date: 1960-11-03
Also published as: BE592194A; GB922931A

Description

Verfahren zur Hydrophobierung von Sprengstoffen Bekannt ist die Hydrophobierung von wasserlöslichen festen Substanzen, z. B. Alkalinitraten, für die Herstellung von Wettersprengstoffen, z. B. durch fett-!zaure Salze. Diese hydrophobierenden Salze wurden bisher mit den wasserlöslichen Substanzen vermischt beim Mahlen, Gießen, Schmelzen, Mischen und Dosieren, aber auch durch einen eigenen Arbeitsgang.
Bei diesen Mischverfahren tritt aber nur eine unvollständige Hydrophobierung ein, da durch diese Behandlung lückenhafte und nicht homogene Schichten auf den Sprengstoffkomponenten erzeugt werden.
Besonders nachteilig ist bei diesen Verfahren, daß die sprengtechnischen Daten der Wettersprengstoffe z. B. durch fettsaure Salze sehr ungünstig beeinflußt werden.
Weiterhin ist es bekannt, feste hygroskopische Alkalihydroxyde vor atmosphärischer Feuchtigkeit zu hydrophobieren durch nicht hygroskopische aber wasserlösliche Alkalisalze, die durch Reaktion von Estern mit den zu schützenden Alkalihydroxydoberflächen entstehen. Dabei ist es sogar wichtig, daß die entstandenen Alkalisalze wasserlöslich sind, weil sie sonst beim Auflösen des photographischen Entwicklers ungelöst zurückbleiben würden. Hierdurch kann also keine Hydrophobierung gegen flüssiges Wasser erreicht werden.
Derartige aus Estern entstehende Überzüge sind lückenhaft, weil die mit Wasser nicht mischbaren Ester mehr oder weniger feuchte Alkalien oder anorganische Salzkristalle nicht vollkommen benetzen. Deshalb wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, eine zweite Schutzschicht durch nochmalige Behandlung mit Ester aufzutragen. Aber auch dann ist der Schutz gegen Wasserdampf nur einige Zeit ausreichend.
Erfindungsgemäß kann man die kristallinen wasserlöslichen Bestandteile von Sprengstoffen überraschend gut sogar gegen flüssiges Wasser hydrophobieren, ohne daß dabei sprengtechnische Daten, insbesondere die Detonationsübertragung, wesentlich schlechter werden. Demnach werden die hydrophobierenden Substanzen auf der Oberfläche der kristallinen wasserlöslichen Bestandteile erzeugt, und zwar derart, daß zuerst die hydrophile Reaktionskomponente auf die Kristalloberfläche aufgebracht wird und anschließend erst die den hydrophobierenden Anteil enthaltende Komponente mit der hydrophilen Komponente zur Reaktion gebracht wird. Als hydrophile Reaktionskomponente können anorganische Salze, wie z. B. Calciumchlorid, verwendet werden, als Reaktionskomponente, die den hydrophobierenden Anteil enthalten, fettsaure Salze.

Hierdurch erreicht man, daß die hydrophobierenden Moleküle in günstigster Weise gerichtet sind, also so, daß der hydrophobe Teil des Moleküls den angreifenden Wassermolekülen entgegenweist und der hydrophile Teil am wasserlöslichen Kristall sitzt. Diese Hydrophobierung wird also, dadurch erreicht, daß man die hydrophobierenden Moleküle, z. B. Calciumstearatmoleküle, erst auf der Substanzoberfläche entstehen läßt, wozu man z. B. zuerst wäßrige Calciumchloridlösumg mit der Substanz vermischt, danach Stearinsäurelösung zumischt und anschließend neutralisiert, z. B. durch Ammoniak. Die Calciumchloridlösung hat das Bestreben, sich homogen zu verteilen. Nach der Reaktion mit Stearinsäure sind die hydrophobierenden Calciumstearatmoleküle homogen und in der für die Hydrophobierung günstigsten Weise, bei richtiger Wahl der Konzentration sogar in monomolekularer Schicht verteilt.

Beispiel 1

2360 g Kalisalpeter, gemahlen unter Zusatz

von 0,04'% Tetryl

1240 g Ammonchlorid

0,2371 g Calciumchlorid # 2 Wasser

0,2200 g Zinkchlorid

1,8365 g Stearinsäure

Ammoniak

12 g Tonerdehydrat

347,5 g Sprengöl (60: 40)

0,4 g Kollodiumwolle

4 g Aerosil

38 g Guarmehl

Zu Kalisalpeter und Ammonchlorid wurde eine Lösung von Calciumchlorid und Zinkchlorid in Wasser und Äthanol (95'°/oig) gesprüht und gemischt. Danach wurde Stearinsäure in Äthanol (95%ig) gelöst dazugesprüht und gemischt, Ammoniak dazugeblasen und gemischt. Dann wurde vermischt mit Tonerdehydrat, Sprengöl, das mit Kollodiumwolle und Aerosil verrührt worden war, und Guarmehl.

Bei dieser Mischung entstehen Calcium- und Zinkstearat als hydrophobierende Substanzen.

An Stelle von Fettsäure und Neutralisationsmittel gemäß Beispiel 1 kann auch fettsaures Salz verwendet "werden, z. B. Ammoniumstearat.

Beispiel 2

2360g Kalisalpeter, 0,04% Tetryl

1240 g Ammonchlorid

0,2371 g Calciumchlorid # 2 Wasser

0,2200 g Zinkchlorid

1,9750 g Ammoniumstearat

12 g Tonerdehydrat

347,5 g Sprengöl (60:40)

0,4 g Kollodiumwolle

4 g Aerosil

38 g Guarmehl

Zu Kalisalpeter, Ammonchlorid, Calciumchlorid-und Zinkchloridlösung, hergestellt und gemischt wie bei Beispiel 1, wurden 1,9750g Ammoniumstearat, gelöst in Äthanol (95%ig), gesprüht und gemischt. Dann wurde wie bei Beispiel 1 Tonerdehydrat, Sprengöl usw. zugemischt. Bei dieser Mischung entstehen Calcium- und Zinkstearat als hydrophobierende Substanzen.

Um zu zeigen, daß diese Hydrophobierverfahren jedenfalls besser sind als das bisher übliche, wurde eine Vergleichsmischung nach dem bisher üblichen Verfahren hergestellt.

Sie enthält die gleichen hydrophobierenden Salze und auch gleich viel davon wie die Mischungen, die als Beispiel 1 und 2 beschrieben wurden.

Vergleichsmischung

2360 g Kalisalpeter, gemahlen unter Zusatz

von 0,0411/o Tetryl

1240 g Ammonchlorid

0,9795 g Calciumstearat

1,0205 g Zinkstearat

12 g Tonerdehydrat

347,5 g Sprengöl (60: 40)

0,4 g Kollodiumwolle

4 g Aerosil

38 g Guarmehl

Zu Kalisalpeter undAmmonchlorid wurden Calciumstearat und Zinkstearat, verrieben in einem glasierten Porzellanmörser, gestreut und entsprechend lange gemischt. Dann wurde Tonerdehydrat, Sprengöl usw. zugemischt wie bei Beispiel 1. Die Ergebnisse wurden in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

1 Beis i p i e 1 2 vergleidismischung

Durchmesser der Patrone . .. ...... .. . . .. ... . . . . . .. .. ... 30 30 30

Patronendichte, g/cm3 ................................. 1,35 1,34 1,34

Bleiblockausbauchung nach Trauzl, cm3/lOg .......... 79 80 72

Bleiblockstauchung nach H eß , mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,1 4,9 5,4

Wasserfestigkeit, cm/Min. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100/60 50760 geringer als

20/60

Detonationsübertragung, cm

auf Sand . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . über 100 über 100 75

im Papprohr (40 mm Durchmesser) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 80 25

Wasserfestigkeit 50/60 bedeutet, daß vier Patronen, 50 cm unterhalb des Wasserspiegels 60 Minuten gelagert, danach restlos detonierten, wenn in gleicher Achsenrichtung und aneinander in Luft liegend, auf Sand gebettet und gezündet durch eine Sprengkapsel Al 3 in der ersten Patrone.

Detonationsübertragung 85 bedeutet, daß zwei Patronen, in gleicher Achsenrichtung 85 cm voneinander gebettet, noch detonierten, wenn die eine von beiden durch eine Sprengkapsel Al 3 gezündet wurde. Beispiel 3 Dieser Sprengstoff hat die gleiche Zusammensetzung wie der als Beispiel 1 beschriebene. Bei ihm wurde indessen die Stearinsäurelösung zuerst gesprüht und dann die Calciumchlorid- und die Zinkchloridlösung. Danach wurde neutralisiert durch Ammoniak. Beispiel 4 Dieser Sprengstoff hat die gleiche Zusammensetzung wie der als Beispiel 2 beschriebene. Bei ihm wurde indessen die Ammoniumstearatlösung zuerst zugesprühtund danach die Calclumchlorid- und die Zinkchloridlösung. Die Ergebnisse wurden in der Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Beispiel

3 4

Durchmesser der Patrone .. 30 30

Patronendichte, g/cm3 ..... 1,30 1,30

Bleiblockausbauchung

nach Trauzl, cm3/10g .. 78 78

Wasserfestigkeit, cm/Min. . . keine bei keine bei

2Q/15 20/15

Detonationsübertragung im

Papprohr (40 mm Durch-

messer) ................ 120 70

Damit ist gezeigt daß eine falsche Reihenfolge bei der Zugabe der Komponenten, aus denen die hydrophobierenden Substanzen entstehen sollen, nicht zu der überraschenden Wasserfestigkeit führt, weil die hydrophobierenden Moleküle eben nicht in der er-Fndungsgemäßen günstigsten Weise gerichtet sind. Besonders günstig ist, daß man erfindungsgemäß nun auch von wasserlöslichen Komponenten ausgehen kann, die sich auf dem zu hydrophobierenden Kristall gut verteilen lassen. Erst dort entsteht aus den wasserlöslichen Komponenten die wasserunlösliche, hydrophobierende Substanz. Dafür möge noch das folgende Beispiel dienen.

Beispiel 5

2360 g Kalisalpeter, gemahlen unter Zusatz

von 0,04% Tetryl

1216 g Ammonchlorid

24 g Ammonchlorid, gemahlen

0,67 g Calciumchlorid - 2 Wasser

2,023 g alkyl-(C")-iminodiessigsaures

Natrium

12 g Tonerdehydrat

347,5 g Sprengöl (60: 40)

0,4 g Kollodiumwolle

4 g Aerosil

50g Guarmehl

Zu Kalisalpeter und Ammonchlorid wurde eine Lösung von Calciumchlorid in Wasser gesprüht und gemischt. Danach wurde alkyliminodiessigsaures Natrium in Wasser gelöst dazugesprüht und gemischt. Dann wurde vermischt mit Tonerdehydrat, Sprengöl, das mit Kollodiumwolle und Aerosil verrührt worden war, und Guarmehl.

Bei dieser Mischung entsteht alkyliminodiessigsaures Calcium als hydrophobierende Substanz.

Vergleichsmischung

2360 g Kalisalpeter, gemahlen unter Zusatz

von 0,04% Tetry 1

1216 g Ammonchlorid

24 g Ammonchlorid, gemahlen unter Zu-

satz von alkyliminodiessigsaurem

Calcium

2 g alkyl-(C1.)-iminodiessigsaures

Calcium

0,533 g Natriumchlorid

12 g Tonerdehydrat

347,5 g Sprengöl (60: 40)

0,4 g Kollodiumwolle

4 g Aerosil

50g Guarmehl

24 g Ammonchlorid wurden verrieben mit 2 g alkyliminodiessigsaurem Calcium, dann vermischt mit Kalisalpeter und dem restlichen Ammonchlorid und besprüht mit einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid, dann vermischt mit Tonerdehydrat, Sprengöl, das mit Kollodiumwolle und Aerosil verrührt worden war, und Guarmehl.

Die Ergebnisse wurden in der Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 3

Beispiel s Vergleichs-

mischung

Durchmesser der Patrone . . 30 30

Patronendichte, g/cm3 ..... 1,32 1,33

Bleiblockausbauchung

nach T r a u z 1, cm3/ 10 g . . 68/74 70/65

Bleiblockstauchung

nach Heß, mm ......... 4,3 4,3

Wasserfestigkeit, cm/Min... 100/240 50/30

Detonationsübertragung im

Papprohr (40 mm Durch-

messer) ................ 100 80

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Hydrophobierung kristalliner wasserlöslicher Bestandteile von Sprengstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobierenden Substanzen auf der Oberfläche der kristallinen wasserlöslichen Bestandteile erzeugt werden, und zwar derart, daß zuerst die hydrophile Reaktionskomponente auf die Kristalloberfläche aufgebracht wird und anschließend erst die den hydrophobierenden Anteil enthaltenden Komponente mit der hydrophilen Komponente zur Reaktion gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anorganische Salzlösungen auf die Oberfläche der kristallinen wasserlöslichen Bestandteile aufgebracht werden und anschließend Salze der Fettsäure.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst anorganische Salzlösungen auf die Oberfläche der kristallinen wasserlöslichen Bestandteile und dann freie Fettsäuren durch anschließende Behandlung mit Ammoniak oder Aminen zur Reaktion gebracht werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1024 940.