СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОСТАВА
METHOD OF PREPARING THERMOPLASTIC ENERGY COMPOSITION

Изобретение относится к области приготовления термопластичных энергетических составов, в том числе взрывчатых составов с использованием термопластичного связующего, и может быть использовано в химической, оборонной и других отраслях промышленности.
Способ может быть применен при изготовлении составов для инженерных боеприпасов и других изделий аналогичного назначения.
Термопластичные энергетические составы наряду с порошкообразными компонентами (металлами, окислителями, взрывчатыми веществами) содержат полимерные материалы или смеси нескольких полимеров, переходящие в пластичное вязкотекучее состояние при нагревании. При охлаждении состав теряет свои пластические свойства и становится твердым.
Формирование изделий из термопластичных энергетических составов методом прессования в закрытых пресс-формах остается наиболее простым и универсальным способом получения изделий различной формы, не требующих сложного оборудования, легко реализуемым в условиях массового производства изделий.
Существенное влияние на плотность прессуемых изделий оказывает дисперсность частиц, поэтому требуется предварительное измельчение составов перед прессованием.
Известен способ смешения компонентов взрывчатого состава по патенту РФ №2259982 кл. С06В 21/00, опубл. 10.09.2005 (прототип), согласно которому способ смешения включает подготовку жидковязких и порошкообразных компонентов, порционное дозирование жидковязких компонентов в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов в смеситель сначала с крупным, а затем с мелким размером частиц, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с жидковязкими компонентами (связующим).
При изготовлении термопластичных энергетических составов по данному способу остаются нерешенными вопросы по выгрузке и дальнейшему измельчению состава. Как показала практика изготовления термопластичных составов в смесительном оборудовании, при его выгрузке из смесительного оборудования около 1/3 части состава остается на валах смесителя. Выгрузка энергетического состава в пластичном состоянии производится в виде кусков нерегламентированных размеров. После охлаждения выгруженных кусков требуется их дополнительное измельчение.
В литературе известны способы измельчения составов (взрывчатых материалов) в аппаратах, рабочими органами которых являются два вращающихся навстречу друг другу ротора с набором дисков, аналогичных фрезам (патент РФ №2077131 кл. B02C 13/22, опубл. 10.04.1997, №2102364 кл. C06B 21/00, опубл. 20.01.1998, полезная модель №17918 кл. C06B 21/00, опубл. 10.05.2001), или диски, установленные с зазором между собой и смещенные по шагу (патент РФ №2111198 кл. C06B 21/00, опубл. 20.01.1998).
Также известны способы измельчения эластомеров посредством их предварительного охлаждения (заявка на изобретение №95101194 кл. B29B 17/00, опубл. 27.01.1997).
Техническим результатом предлагаемого способа является разработка способа приготовления термопластичного энергетического состава, позволяющего снизить технологические потери при выгрузке готового состава из смесительного оборудования.
Указанный технический результат достигается тем, что измельчение энергетического состава проводится непосредственно после его приготовления в том же смесительном оборудовании.
Приготовление термопластичного энергетического состава включает подготовку связующего и порошкообразных компонентов, дозирование связующего в смеситель, дозирование порошкообразных компонентов, перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов с термопластичным связующим в обогреваемом смесителе с контролем нагрузок на приводе смесителя до стабилизации величины потребляемой мощности, что свидетельствует о завершении процесса измельчения.
Непосредственно после приготовления состава в том же смесителе производится его измельчение путем перемешивания при подаче охлаждающей жидкости в рубашку и валы смесителя. При охлаждении состава повышается его вязкость, уменьшается пластичность, и он переходит из пластичного состояния в твердое и начинает измельчаться при сдвиговом воздействии валов с лопастями.
Ниже приводятся примеры приготовления состава по прототипу и по предлагаемому решению.
Опыт по прототипу
В предварительно разогретый до (70-80)°С двухвальный лопастной смеситель сначала загрузили связующее - пластифицированный индустриальным маслом дивинилстирольный термоэластопласт, затем после перехода связующего из эластичного в вязкотекучее состояние последовательно загружали порошкообразные компоненты, в том числе взрывчатые. В первую очередь загружали порции крупнодисперсных компонентов. Перемешивание каждой порции порошкообразных компонентов со связующим проводили до достижения смесью температуры 90°С. Перемешивание после загрузки последней порции также проводили до достижения смесью температуры 90°С, затем - до стабилизации величины потребляемой мощности. Состав выгрузили с помощью шнека выгрузки в виде кусков нерегламентированной формы. Около 1/3 части состава осталась на валах смесителя, которая выгружалась вручную. После охлаждения состава его измельчение проводили в другом оборудовании.
Проведенный опыт показал возможность изготовления термопластичного энергетического состава. Однако при изготовлении термопластичных составов по данному способу остаются нерешенными вопросы по выгрузке и дальнейшему измельчению состава.
Опыты по предлагаемому техническому решению
Перемешивание после загрузки последней порции дисперсных компонентов проводили до достижения смесью температуры 90°С, затем - до стабилизации величины потребляемой мощности, как было описано выше.
Затем после приготовления состава в том же оборудовании производили его измельчение путем перемешивания при подаче воды температурой (10-15)°С в рубашку и валы смесителя или другой охлаждающей жидкости до достижения смесью температуры (40-50)°С. Измельчение проводилось до стабилизации величины потребляемой мощности.
При рассеве приготовленного таким образом порошкообразного энергетического состава получили следующее количественное распределение по размерам:
- 46% с размером частиц от 5 до 10 мм;
- 54% с размером менее 5 мм.
При данном способе приготовления состава достигается практически полная его выгрузка из смесительного оборудования. Полученный состав не требует дополнительного измельчения и может быть использован для формирования изделий методом прессования.