СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ПОРОХА
METHOD FOR OBTAINING SPHERICAL POWDER

Изобретение относится к области получения сферических порохов (СФП) для стрелкового оружия.
Известны способы получения СФП, заключающиеся в получении порохового лака в водной среде в присутствии растворителя (например, этилацетата), диспергировании его на сферические частицы заданного размера при действии эмульгатора (мездрового клея или других поверхностно-активных веществ), обезвоживании диспергированных частиц (при получении плотных гранул) с последующей отгонкой растворителя (Патент США № 3824108, 1974 г.; авт. св. СССР № 1727375; Патент США № 2915519, 1959 г.).
Полученные по данному способу пороха являются средне - дисперсными (фракция не более 0,7-0,8 мм) и не обеспечивают баллистические характеристики метательных зарядов в патроне 7,62×54мм.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ получения СФП (патент на изобретение № 2242448 от 20.12.2004 г.), включающий приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы (НЦ) и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц, также дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин №1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом.
3
Полученный таким образом порох имеет насыпную плотность 0,51…0,66 г/см и фракционный состав 0,3…0,4. Недостатком способа является невозможность получения плотного средне-дисперсного пороха (фракция 0,5-0,9 мм), обеспечивающего баллистические характеристики, например, в патроне 7,62×54 мм.
Задачей заявленного технического решения является получение плотного пороха с равномерным распределением по размерам.
Технический результат достигается тем, что в способе получения СФП, включающем приготовление порохового лака при перемешивании в водной среде нитрата целлюлозы и дифениламина с этилацетатом, приготовление дисперсионной среды, включающий эмульгатор, диспергирование порохового лака на сферические пороховые частицы в дисперсионной среде, обезвоживание сферических пороховых частиц и удаление этилацетата при нагревании полученных сферических пороховых частиц. При приготовлении порохового лака дополнительно добавляют дибутилфталат, нитроглицерин и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы или оксиметилцеллюлозу в количестве 0,1-0,5 масс. % по отношению к дисперсионной среде, в качестве нитрата целлюлозы используют пироксилин № 1, а после удаления этилацетата сферические пороховые частицы опыляют графитом, отличающийся тем, что при приготовлении порохового лака не вводится дибутилфталат и динитротолуол, в качестве эмульгатора используют желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде.
При получении средне-дисперсных плотных гранул необходимо для диспергирования использовать желатин в количестве 0,7-1,0 масс. % по отношению к дисперсионной среде, что приводит к получению плотного пороха с равномерным распределением по размерам при фракционировании.
Увеличение количества вводимого эмульгатора более 1,1 масс. % по отношению к дисперсионной среде приводит к неравномерному распределению по размерам пороховых элементов на ситах при фракционировании пороха.
Отгонку растворителя начинают при температуре 75°С, т.е. при минимальной температуре кипения азеотропа этилацетат - вода, обеспечивающей получение плотной структуры частиц.
Плотность сферических гранул обеспечивается также за счет ввода сернокислого натрия, осуществляемого порционно: до отгонки растворителя.
В таблице 1 приведены примеры выполнения способа получения пороха по предлагаемому варианту, в пределах граничных условий и за их пределами.
Таблица 1. Примеры выполнения способа получения пороха
Технологические параметры осуществления способа
Количество мездрового клея, масс. % по отношению к НЦ
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Пример 5
Пример 6
-
-
-
-
-
0,1
Количество желатина, масс. % по отношению к НЦ
0,7
0,8
0,9
0,5
1,1
-
Ввод обезвоживателя Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
2,0
2,0
2,0
1,5
2,5
2,0
Характеристики пороха
Плотность, г/см<sup>3</sup>
1,62
1,64
1,65
1,50
1,52
1,57
Средний диаметр гранулы (D<sub>3</sub>) мм
0,95
1,00
0,98
0,81
0,76
1,29
Средний размер горящего свода (2е<sub>1</sub>) мм
0,58
0,50
0,49
0,40
0,38
0,44
Фракционный состав, массовая доля, %:- фракция пороха, прошедшая через сетку № 09 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 08 (ГОСТ 6613)
21,28
27,79
25,13
45,06
3,49
26,30
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 08 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 07 (ГОСТ 6613)
25,73
23,69
24,03
38,15
15,85
60,53
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 07 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 063 (ГОСТ 6613)
25,73
23,21
25,92
12,19
34,08
11,36
- фракция пороха, прошедшая через сетку № 063 (ГОСТ 6613) и оставшаяся на сетке № 05(ГОСТ 6613)
25,32
24,16
22,77
2,9
43,18
1,6
- сумма крупной фракции пороха, оставшейся на сетке № 09 (ГОСТ 6613) и оставшейся на сетке№ 05 (ГОСТ 6613)
2,76
1,15
2,15
1,7
3,4
0,21
Примечание: вязкость НЦ в образцах - 3°Э; Модуль по воде 1:5; Модуль по ЭА 1:2,5
3
Из данных таблицы 1 видно, что СФП, изготовленные с использованием в качестве эмульгатора - желатин, имеют диаметр гранул 0,95-1,0 мм при плотности 1,62-1,65 г/см, а изготовление пороха за пределами граничных условий и прототипа приводят к получению не равномерного распределения по ситам пороховых элементов.
3
Таким образом, разработанные режимы изготовления СФП, с использованием в качестве эмульгатора - желатин, обеспечивают получение по водно-дисперсионной технологии плотных крупных гранул с диаметром гранул 0,95-1,0 мм и при плотности 1,62-1,65 г/см.