DE1119740B

DE1119740B - Plastic explosives

Info

Publication number: DE1119740B
Application number: DEW27614A
Authority: DE
Inventors: Paul Rene De Wilde
Original assignee: SUISSE DES EXPLOSIFS SOC
Current assignee: SUISSE DES EXPLOSIFS SOC
Priority date: 1959-07-17
Filing date: 1960-04-07
Publication date: 1961-12-14

Description

Plastischer Sprengstoff Während der Jahre 1935 bis 1939 wurde in größeren Mengen ein Sprengstoff hergestellt, welcher aus einer Mischung von Ammoniumnitrat und wenigstens einem Alkylammoniumnitrat bestand. Die Herstellung dieses Sprengstoffes wurde insbesondere deshalb aufgegeben, weil er, neben seinen zahlreichen guten Eigenschaften (leichte und billige Herstellung in großen Mengen, gute Stabilität), ausgesprochen zur Hygroskopizität neigt, was seinen Gebrauch und seine Lagerung nur in geschmolzenem Zustand und in undurchlässigen Behältern gestattet. Ohne diese Vorsichtsmaßnahme würde er bei feuchtem Wetter so viel Wasser aufnehmen, daß seine Detonationsfähigkeit derart vermindert würde, daß die Explosionswelle nicht mehr von einer Patrone zur anderen weitergeleitet würde, besonders wenn letztere ein Kaliber von weniger als 30 mm haben.Plastic explosives during the years 1935-1939 was in major Quantities of an explosive made from a mixture of ammonium nitrate and at least one alkyl ammonium nitrate. The manufacture of this explosive was given up in particular because it, in addition to its numerous good properties (easy and cheap production in large quantities, good stability), pronounced tends to be hygroscopic, which makes its use and storage only in molten form State and in impermeable containers. Without this precaution in damp weather it would absorb so much water that its detonation ability would be reduced so that the explosion wave no longer from a cartridge to others, especially if the latter is less than 30 mm.

In der deutschen Patentschrift 1009 990 wird ein plastischer Sicherheitssprengstoff beschrieben, welcher aus 20 bis 45 % eines brisanten Sprengstoffes, 10 bis 70 % eines Alkali- oder Erdalkalinitrats, 3 bis 25% Wasser und 0,3 bis 10% eines Gelbildners besteht, jedoch im Gegensatz zum erstgenannten Sprengstoff keine Alkalyammoniumnitrate enthält.In the German patent specification 1009 990, a plastic safety explosive described, which consists of 20 to 45% of a high explosive, 10 to 70% an alkali or alkaline earth nitrate, 3 to 25% water and 0.3 to 10% of a gelling agent does not exist, however, in contrast to the first-mentioned explosive, no alkali ammonium nitrates contains.

Wasserhaltige Sprengstoffmischungen, wie sie etwa in der genannten deutschen Patentschrift angeführt worden sind, benötigen einen verhältnismäßig hohen Anteil an hochbrisantem Sprengstoff, damit trotz des Wassergehaltes eine sichere Zündung erfolgt. Eine sichere Zündung ist im Bergbau zur Vermeidung von Blindgängern, welche beim erneuten Anbohren einer Stollenstirne mit den bekannten verheerenden Folgen losgehen können, besonders wichtig. Der hohe Anteil an hochbrisantem Sprengstoff gewährleistet wohl eine ziemlich sichere Zündung, er setzt aber dafür die Sicherheit der Handhabung des Sprengstoffes (Herstellung, Verpackung, Transport) infolge der großen Schlagempfindlichkeit des hochbrisanten Sprengstoffes herab. Ferner bewirkt der hohe Anteil an hochbrisantem Sprengstoff, daß die nie zu vermeidenden Blindgänger beim Anbohren durch einen Preßlnftbohrer sicher losgehen.Water-containing explosive mixtures, such as those mentioned in the above German patent specification have been cited, require a relatively high Share of highly explosive explosives, so a safe one despite the water content Ignition takes place. Safe ignition is essential in mining to avoid duds, which when drilling a new tunnel face with the well-known devastating Follow can start, especially important. The high proportion of highly explosive explosives probably guarantees a fairly safe ignition, but he sets the security for it the handling of the explosives (manufacture, packaging, transport) as a result of high impact sensitivity of the highly explosive. Also causes the high proportion of highly explosive explosives that the unavoidable duds start safely when drilling with a jack drill.

Es war somit dieAufgabe gestellt, einen plastischen Sprengstoff zu finden, welcher beim Zünden sicher detoniert, d. h., welcher praktisch zu keinen Blindgängern Anlaß gibt und gleichzeitig eine sehr hohe Sicherheit der Handhabung bietet. Dazu sollen Blindgänger, wenn sie aus irgendwelchen Gründen doch einmal auftreten, beim Anbohren mit einem Preßluftbohrer nicht losgehen.The task was thus set to deliver a plastic explosive find which detonates safely when ignited, d. i.e., which practically to none Duds cause and at the same time a very high level of safety of handling offers. Duds should be used for this purpose if, for whatever reason, they do do not start when drilling with a pneumatic drill.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Kombination der eingangs erwähnten bekannten Lehren dar. Durch diese Kombination werden überraschende Vorteile erreicht.The present invention represents a combination of those mentioned in the opening paragraph known teachings. This combination results in surprising advantages.

Die Erfindung betrifft einen plastischen, aus der Dispersion eines festen Explosivstoffes großer Detonationsgeschwindigkeit in einer teigigen Masse aus einem Ammonium-, Alkali- oder Erdalkalinitrat, einem wasserlöslichen Geliermittel und Wasser bestehenden Sprengstoff, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er zusätzlich ein Alkylammoniuinnitrat enthält.The invention relates to a plastic, from the dispersion one solid explosive of high detonation speed in a doughy mass from an ammonium, alkali or alkaline earth nitrate, a water-soluble gelling agent and water existing explosives, which is characterized in that it additionally contains an alkylammonium nitrate.

Zweckmäßig enthält der Sprengstoff etwa 8 bis 25 0/0 Explosivstoff von hoher Detonationsgeschwindigkeit, etwa 6 bis 10 % Alkylammoniumnitrat und etwa 5 bis 15 % Wasser.The explosive expediently contains about 8 to 25% explosive of high detonation rate, about 6 to 10% alkyl ammonium nitrate and about 5 to 15% water.

Als Explosivstoff mit hoher Detonationsgeschwindigkeit verwendet man vor allem Nitropentaerythrit oder Cyclotrimethylentrinitramin (Hexogen), während als Geliermittel vor allem Glucoside oder Extrakte aus Johannisbrotbaumrinde oder andere bekannte wasserlösliche Geliermittel in Frage kommen.It is used as an explosive with a high detonation speed especially nitropentaerythritol or cyclotrimethylene trinitramine (hexogen), while as a gelling agent mainly glucosides or extracts from carob bark or other known water-soluble gelling agents can be used.

Versuche haben gezeigt, daß, sobald der Sprengstoff außer einigen Prozent Wasser 6 bis 7 % Alkylammoniumnitrate und etwa l % oder sogar weniger Glucoside enthält, praktisch von ihm kein Wasser mehr aufgenommen wird, wenn man ihn feuchter Luft, sogar während mehreren Tagen, aussetzt. Zwischen der Hygroskopizität der genannten Nitrate und dem Dampfdruck ihrer Lösung im Sprengstoff bildet sich ein gewisses Gleichgewicht aus, sogar in Gegenwart einer sehr großen Menge Ammoniumnitrat.Tests have shown that once the explosives except some Percent water 6 to 7% alkyl ammonium nitrates and about 1% or even less glucosides contains, practically no more water is absorbed by it when it is more humid Exposed to air, even for several days. Between the hygroscopicity of the said Nitrates and the vapor pressure of their solution in the explosive are formed a some equilibrium even in the presence of a very large amount of ammonium nitrate.

Der erfindungsgemäße Zusatz von Alkylammoniumnitraten ermöglicht es, daß man die Menge des an sich notwendigen hochbrisanten- Sprengstoffes stark herabsetzen kann, ohne daß die Sicherheit der Zündung beeinträchtigt wird. Somit können Blindgänger praktisch vermieden werden. Gleichzeitig wird jedoch infolge der geringen Menge an hochbrisantem Sprengstoff die Sicherheit der Handhabung wesentlich erhöht, wodurch beispielsweise Herstellung, Verpackung, Transport und Aufbewahren des Sprengstoffes wesentlich gefahrloser werden. Außerdem kann man durch den geringen Anteil an hochbrisantem Sprengstoff, dessen Anwesenheit, wie schon gesagt, unvermeidlich ist, erreichen, daß Blindgänger, falls sie trotz allem irgendeinmal auftreten, beim Anbohren mit einem nicht allzu schweren Preßluftbohrer nicht losgehen, was eine ganz erhebliche Erhöhung der Sicherheit im Stollen und somit einen technischen Fortschritt von großer Tragweite darstellt.The addition of alkylammonium nitrates according to the invention makes it possible that the amount of high-risk explosives required per se is greatly reduced can without affecting the safety of the ignition. Thus, duds can practically avoided. At the same time, however, due to the small amount of highly explosive explosives increases the safety of handling significantly, whereby for example, manufacturing, packaging, transporting and storing the explosives become much safer. In addition, the low proportion of highly explosive Explosives, the presence of which, as already said, is inevitable, reach, that duds, in spite of everything, come along with the drilling a not too heavy pneumatic drill, which is a very significant one Increased safety in the tunnel and thus a major technical advance Represents scope.

Der Zusatz von Äthanolammoniumnitraten (es kommt sowohl Mono-, Di- und Triäthanolamin in Frage) erscheint ganz besonders günstig. Eine wäßrige Lösung eines oder mehrerer dieser Nitrate ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel für Ammoniumnitrat. Bei Raumtemperatur vermag eine 50%ige wäßrige Lösung eines solchen Nitrats viel mehr als ihr eigenes Gewicht an Ammoniumnitrat zu lösen. So ist es beispielsweise möglich, aus 7,5 Teilen Nitrat eines Äthanolamins, 7,5 Teilen Wasser und 20 Teilen trockenem Ammoniumnitrat 35 Teile einer Sirupösen Flüssigkeit zu erhalten. Fügt man zu diesem Sirup noch 20 Teile hochbrisanten Sprengstoff (Nitropentaerythrit oder Hexogen), 39 Gewichtsteile pulverisiertes trockenes Ammoniumnitrat und 1 Teil eines Glucosinds oder anderen Gelierungsmittels, so erhält man nach angemessenem Kneten des Ganzen einen Sprengstoff mit den obengenannten vorzüglichen Eigenschaften, dessen Plastizität hervorragend ist und durchaus derjenigen der üblichen gelatinierten Dynamite (auf der Basis flüssiger Salpetersäureester) entspricht. Ein solcher Sprengstoff ist hervorragend für alle Sprengarbeiten geeignet.The addition of ethanol ammonium nitrates (both mono-, di- and triethanolamine in question) appears to be particularly favorable. An aqueous solution one or more of these nitrates is an excellent solvent for ammonium nitrate. A 50% strength aqueous solution of such a nitrate can do a lot at room temperature more than loosening their own weight in ammonium nitrate. This is how it is, for example possible from 7.5 parts of nitrate of an ethanolamine, 7.5 parts of water and 20 parts dry ammonium nitrate to obtain 35 parts of a syrupy liquid. Adds 20 parts of highly explosive explosives (nitropentaerythritol or hexogen), 39 parts by weight of powdered dry ammonium nitrate and 1 part a glucosin or other gelling agent is obtained after appropriate Kneading the whole of an explosive with the above-mentioned excellent properties, whose plasticity is excellent and that of the usual gelatinized ones Dynamite (based on liquid nitric acid esters) corresponds to. One such explosive is ideal for all blasting work.

Der neue plastische Sprengstoff, dessen Dichte praktisch von der gleichen Größenordnung wie diejenige der gewöhnlichen gelatinierten Dynamite ist, weist gegenüber den letzteren den Vorteil auf, keine flüssigen Salpetersäureester aufzuweisen, und er kann überall durch einfaches Mischen der Bestandteile hergestellt werden.The new plastic explosive, the density of which is practically the same The order of magnitude of that of ordinary gelatinized dynamite is opposite the latter have the advantage of not having any liquid nitric acid esters, and it can be made anywhere by simply mixing the ingredients.

Während der Herstellung ist es nicht mehr nötig, die einzelnen Komponenten zu trocknen. Es genügt, den Wassergehalt der Komponenten zu berücksichtigen und das Alkylammoniumnitrat entsprechend dem Wassergehalt der übrigen, nicht trockenen Komponenten mit Wasser zu verdünnen.During the production it is no longer necessary to change the individual components to dry. It is enough to take into account the water content of the components and the alkylammonium nitrate according to the water content of the remaining, not dry Dilute components with water.

Die vollständige Abwesenheit von flüssigen Salpetersäureestern stellt einen gewaltigen Fortschritt in bezug auf die allgemeine Sicherheit bei der Fabrikation und der Handhabung der Sprengstoffe sowie in hygienischer Hinsicht dar. Das letztere gilt sowohl für das Personal der Sprengstoffabriken wie auch für die Tunnelarbeiter, welche mit den erfindungsgemäßen Sprengstoffen zu tun haben. Bei diesen treten kein Unwohlsein und Kopfweh, keine Cyanose und Idiosynkrasieerscheinungen oder Anfänge von Vergiftungen usw. mehr auf. Alle diese übel, welche mit der Handhabung von plastischen Dynamiten auf der Grundlage von flüssigen Salpetersäureestern verbunden sind, kommen nicht mehr vor.The complete absence of liquid nitric acid esters represents a tremendous advance in general manufacturing safety and the handling of explosives as well as hygienic aspects. The latter applies to both the personnel of the explosives factories and the tunnel workers, which have to do with the explosives according to the invention. These do not occur Malaise and headache, no cyanosis and idiosyncrasy symptoms or beginnings poisoning etc. All these evils, which with the handling of plastic Dynamites based on liquid nitric acid esters are coming no longer before.

Die erfindungsgemäßen Sprengstoffe sind dank ihrem Wassergehalt nur schwer brennbar, jedenfalls bedeutend schwerer als die üblichen plastischen Dynamite unter gleichen Bedingungen.The explosives according to the invention are thanks to their water content only hardly flammable, in any case significantly heavier than the usual plastic dynamite under the same conditions.

Der Wassergehalt inVerbindung mit der Anwesenheit von Alkylammoniumnitraten bewirkt, daß sie nicht gefrieren und sogar bei sehr tiefen Temperaturen (unterhalb - 20° C) plastisch bleiben.The water content associated with the presence of alkylammonium nitrates prevents them from freezing and even at very low temperatures (below - 20 ° C) remain plastic.

Man kann dem Sprengstoff ferner noch Metallpulver (z. B. Aluminium) beimischen, um die Temperatur und damit die Wirkung der Explosionsgase zu erhöhen.Metal powder (e.g. aluminum) can also be added to the explosives. add to increase the temperature and thus the effect of the explosion gases.

Die folgenden Beispiele zeigenAusführungsformen der Erfindung.The following examples illustrate embodiments of the invention.

Beispiel 1 Brisanter plastischer Sprengstoff Gewichtsprozent Ammoniumnitrat . . . . . .... . . . . .. .. 64,5 Diäthanolammoniumnitrat ........ 8 Wasser .... ..................... 3 Aluminiumpulver ................ 4 Johannisbrotbaumrindenextrakt, trocken ....................... 0,5 Nitropentaerythrit in Kristallen von 0,25 mm ...................... 20 100,0 Dieser Sprengstoff gibt im Trautzl-Block eine Nettoausbuchtung von 410 em3. Seine Dichte in der Patrone beträgt 1,38. Seine Sauerstoffbilanz ist -f- 0,5 0/0. Die Übertragung der Explosionswelle in freier Luft erfolgt sicher über 20 mm von Patrone zu Patrone vom Durchmesser 30 mm, sie ist unsicher bei einem Abstand von 25 mm und mehr.example 1 Explosive plastic explosives Weight percent Ammonium nitrate. . . . . .... . . . .. .. 64.5 Diethanolammonium Nitrate ........ 8 Water .... ..................... 3 Aluminum powder ................ 4 Carob Bark Extract, dry ....................... 0.5 Nitropentaerythritol in crystals of 0.25 mm ...................... 20 100.0 This explosive gives a net bulge of 410 em3 in the Trautzl block. Its density in the cartridge is 1.38. Its oxygen balance is -f- 0.5 0/0. The transmission of the explosion wave in the open air takes place safely over 20 mm from cartridge to cartridge with a diameter of 30 mm, it is unsafe at a distance of 25 mm and more.

Beispiel 2 Weniger brisanter Sprengstoff als derjenige des Beispiels 1 Gewichtsprozent Ammoniumnitrat ................. 66,5 Triäthanolammoniumnitrat ........ 9 Wasser .......................... 4 Johannisbrotbaumrindenextrakt, trocken ....................... 0,5 Nitropentaerythrit ................ 20 100,0 Dieser Sprengstoff gibt im Trautzl-Block eine Nettoausbuchtung von 375 cm3. Seine Dichte in der Patrone beträgt 1,35. Seine Sauerstoffbilanz ist -1-1%. Die Übertragung der Explosionswelle in freier Luft ist von der gleichen Größenordnung wie diejenige des Sprengstoffes gemäß Beispiel 1.Example 2 Less explosive than that of example 1 Weight percent Ammonium nitrate ................. 66.5 Triethanolammonium Nitrate ........ 9 Water .......................... 4 Carob Bark Extract, dry ....................... 0.5 Nitropentaerythritol ................ 20 100.0 This explosive gives a net bulge of 375 cm3 in the Trautzl block. Its density in the cartridge is 1.35. Its oxygen balance is -1-1%. The transmission of the explosion wave in the open air is of the same order of magnitude as that of the explosive according to Example 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. More plastic, made from the dispersion of a solid explosive high detonation speed in a doughy mass of an ammonium, alkali or alkaline earth nitrate, a water-soluble gelling agent and explosive consisting of water, characterized, that he also contains an alkylammonium nitrate contains.

2. explosive according to claim 1, characterized in that the amount of Alkyl ammonium nitrate is about 6 to 10 weight percent.

3. Explosives after Claims 1 and 2, characterized in that the alkylammonium nitrate is made from ethanolammonium nitrate consists.

4. explosive according to claim 1 to 3, characterized in that it is additional another powder of an oxidizable metal, e.g. B. aluminum powder contains. Into consideration Printed publications: German patent specification No. 1009 990.