ПЛАВКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ЭМУЛЬСИОННОЙ ФЛЕГМАТИЗАЦИИ ПОРОХОВ
FUSIBLE COMPOSITION FOR EMULSION GUNPOWDER PHLEGMATISATION

Изобретение относится к области производства порохов для стрелкового оружия. Для повышения прогрессивности горения пороха обрабатывают с поверхности флегматизаторами. Известны патенты [1-3], где при получении прогрессивногорящих сферических порохов (СФП) в качестве флегматизаторов используют динитротолуол (ДНТ), централит I, дибутилфталат (ДБФ) или их смеси при условии, что их температура кристаллизации на 20-30°C ниже температуры кипения воды, поскольку флегматизация СФП осуществляется в водной среде при повышенных температурах эмульсиями компонентов. Недостатком является то, что централит I, зарубежного производства, в индивидуальном виде применяется только для флегматизации двухосновных СФП (содержащих нитроглицерин) из-за низкой пластифицирующей способности по отношению к нитратам целлюлозы (НЦ). Для одноосновных СФП он используется только в смеси с ДНТ или с ДБФ, выполняющих функцию пластификаторов НЦ.
Наиболее близким, принятым за прототип предлагаемого изобретения [4], является флегматизирующий состав, представляющий собой смесь централита 1 и динитротолуола (ДНТ), взятые в соотношении, мас.%:
централит 1 - 60-71,
динитротолуол - 29-40.
Недостатком прототипа является низкая стабильность флегматизированной зоны в двухосновных СФП с высоким содержанием нитроглицерина (более 20 мас.%).
Задачей изобретения является разработка флегматизирующего состава, обеспечивающего стабильность флегматизированного слоя высокоэнергетических порохов (с высоким содержанием нитроглицерина) и проведение флегматизации по водно-эмульсионной технологии, т.е. с температурой кристаллизации не более 70°C при условии взаимной растворимости компонентов.
Задача решается за счет того, что плавкий состав для эмульсионной флегматизации порохов, включающий ДНТ и централит I, дополнительно содержит централит II при следующем соотношении компонентов, мас.%:
централит II - 10-30,
ДНТ - 20-30,
централит I - 40-70.
Способ приготовления флегматизирующей эмульсии осуществляется следующим образом: в реакторе - эмульсификаторе при температуре 80-95°C (в зависимости от типа пороха, который предполагается флегматизировать) сплавлялся флегматизирующий состав, включающий ДНТ, централит I и централит II 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 80-95°C. По достижении в реакторе-флегматизаторе требуемой температуры флегматизирующая эмульсия дозировалась в суспензию пороха и проводилась обработка в течение определенного времени и температуре.
Состав флегматизирующей эмульсии и температуры кристаллизации приведены в таблице 1.
Таким образом, предложен универсальный флегматизирующий состав, содержащий ДНТ, централит I и централит II с температурами кристаллизации 45-56°C (у централита II температура кристаллизации 126°C), что позволяет использовать его не только для флегматизации двухосновных сферических порохов по водно-эмульсионной технологии но и одноосновных СФП, так как в составе эмульсии находится пластификатор НЦ - ДНТ.
Таблица 1
Температуры кристаллизации составов
Флегматизирующий состав
Температура кристаллизации, °C
централит II: ДНТ
20:80
27
25:75
40
40:60
58
централит II: ДНТ: централит I
10:20:70
45
30:30:40
56
При увеличении содержания централита II более 30 мас.% (пример 4) наблюдается неполное растворение централита II в смеси ДНТ - централит I, что приводит к оседанию избытка централита II на поверхности аппарата и снижению глубины флегматизированной зоны. Увеличение содержания ДНТ до 100 мас.% (пример 5), в принципе, возможно для систем, не требующих значительного повышения прогрессивности горения заряда, так как его термохимический коэффициент в среднем около 0. Как индивидуальный компонент его применяют для поверхностной обработки гранул, чаще для снижения гигроскопичности пороха или улучшения воспламеняемости. Поскольку наша основная задача - это обеспечить возможность применения централита II в производстве порохов, как эффективного флегматизирующего агента отечественного производства с меньшим индексом диффузионной активности, то авторы ограничили его содержание до 30 мас.%.
Варьируя содержанием компонентов в указанных пределах и режимами флегматизации, можно применять этот состав для флегматизации различных типов порохов, в том числе одноосновных.
Таблица 2
Технологические режимы флегматизации
Наименование
Значение параметра
параметра
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
1. Содержание компонентов
в составе эмульсии,
мас.%:
- централит II
10
20
30
40
10
-
- ДНТ
20
25
30
30
80
40
- централит I
70
55
40
30
10
60
2. Температура
80
80
80
80
80
80
флегматизации, °C
3.Продолжительность
флегматизации, мин
60
60
60
60
60
60
Физико-химические характеристики пороха
Массовая доля
компонентов, %:
- централит II
0.6
1.1
1.7
2.3
0.62
-
- ДНТ
1.1
2.0
1.6
1.5
4.6
2.0
- централит I
4.0
2.8
2.0
1.8
0.5
3.4
- нитроглицерин
20.8
20.5
21.0
21.0
21.0
12,1
- влага
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
- этилацетат
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
- пироксилин
73.3
73.4
73.5
73.2
73.1
73.9
Ширина флегматизированной
зоны, мкм:
- исходная
54
58
62
35
70
55
- после термостатирования СФП при 60°C в течение 10 часов
57
59
63
47
76
67
Примечание. Ввод трехкомпонентного флегматизатора составляет 7% по отношению мас.ч. пороха
СФП, флегматизированные трехкомпонентным флегматизатором, имеют удовлетворительные баллистические характеристики, что было установлено для охотничьего патрона 7,62×54 мм с массой пули 9,45-9,75 г, и более стабильный флегматизированный слой (примеры 1-3) по сравнению с прототипом (пример 6), что подтверждает положительный эффект изобретения.
Источники информации
1. Патент РФ №1808191, МКИ C06B 25/22 (1991.03).
2. Патент РФ №2284981, МКИ C06B 21/00 (2006.10).
3. Патент РФ №1814805, МКИ C06B 21/00.
4. Патент РФ №2367639, МПК C06B 21/00 (2006.01).