explosifs de gel de l'eau - Atlas Powder Company
Ce qui est revendiqué est:
1. Procédé de production d'une composition explosive de gel de l'eau sans agent tensio-actif ayant une stabilité durable comprenant les étapes consistant à combiner un nitroparaffines liquide ayant 1-3 atomes de carbone dans une quantité de 3-30% en poids de la composition totale pour une utilisation en tant que dispersion interne phase et exempt d'agents de réticulation, une solution aqueuse de sel comburant destiné à être utilisé en tant que phase externe continue, un agent gélifiant soluble dans l'eau pendant la phase de solution aqueuse d'oxydant, un agent de réticulation pour la phase de solution aqueuse d'oxydant, et de 0,2 à 2,0% en poids de la présente de nitroparaffines d'un agent gélifiant insoluble dans l'eau pendant la phase de nitroparaffines liquide, comportant des vides dans les composants combinés ci-dessus, le mélange des composants combinés pour disperser la phase nitroparaffines sous forme de particules fines à l'intérieur de la phase de solution de sel comburant aqueuse continue, et gélifier simultanément en situ la phase dispersée nitroparaffines et la phase de solution aqueuse de sel en poursuivant le mélange jusqu'à ce qu'une vi prédéterminée scosity du gel est obtenue.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liquide est nitroparaffines nitrométhane.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'agent gélifiant de la nitroparaffine est un élément choisi dans le groupe constitué d'un dérivé de cyanoethylether (guar) gomme de gallactomannan, un guar nitré et nitrocellulose.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la nitroparaffine est le nitrométhane et l'agent gélifiant est un dérivé de cyanoethylether (guar) gomme de gallactomannan.
5. Procédé selon la revendication 1, dans laquelle les vides dans le mélange sont formés par incorporation de bulles d'air dans le mélange.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les vides sont ajoutés en incorporant un matériau sensibilisateur air-piégeage dans le mélange.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les particules de nitroparaffine dispersés varient en taille de 0,5-500 microns.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les particules de nitroparaffine dispersés varient en taille de 2-200 microns.
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les combustibles supplémentaires sont ajoutés au mélange.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'aluminium particulaire est ajouté comme combustible au mélange.
11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la solution de sel oxydant aqueux est constitué d'eau et d'un sel choisi dans le groupe consistant en ammonium, de métaux alcalins et les nitrates de métaux alcalino-terreux, les perchlorates et les chlorates.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la solution de sel aqueuse oxydante est constituée d'un élément choisi dans le groupe constitué par le nitrate d'ammonium, le perchlorate d'ammonium, le nitrate de sodium, le perchlorate de sodium, le nitrate de potassium, le perchlorate de potassium, le nitrate de magnésium, le perchlorate de magnésium et le nitrate de calcium.
13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'agent de réticulation est un sel de métal polyvalent.
14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'agent de réticulation est choisi dans le groupe constitué par les sels métalliques d'borates, les chromates, les dichromates, antimoniates, tartrates, oxalates et.
15. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'agent de réticulation est un élément choisi dans le groupe constitué par le chromate d'ammonium et bichromate d'ammonium.
16. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'agent gélifiant de la solution aqueuse de sel est un élément choisi dans le groupe constitué par la carboxyméthylcellulose, la cellulose, la méthylcellulose, les amidons solubles dans l'eau, l'amidon pregellatinized, farine de céréale, des gommes végétales, la gomme karaya, les polymères synthétiques, les polyacrylamides et les alcools polyvinyliques.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'agent gélifiant est la gomme de guar.
18. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'agent gélifiant est une gomme de guar modifiée.
19. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le matériau sensibilisateur air-piégeage est un élément choisi dans le groupe constitué de sphères de verre creuses, des ballons en résine, pâte de bois et de perlite.
20. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la quantité présente d'agent de gélification de la solution aqueuse est de 2-10%, la quantité d'agent de reticulation pour la présente phase aqueuse est de 0,5 à 5,0% et la quantité d'eau présente est de 25.7%.
21. Un gel d'eau exempte d'agent tensioactif composition explosive présentant une stabilité durable comprenant une phase interne d'un nitroparaffines liquide ayant 1-3 atomes de carbone dans une quantité de 3-30% en poids de la composition totale et exempte d'agents de réticulation, une phase continue externe d'une solution aqueuse de sel comburant, ladite phase nitroparaffines étant dispersé sous forme de fines gouttelettes au sein de ladite phase externe, un agent gélifiant soluble dans l'eau pendant la phase de solution aqueuse, un agent de réticulation pour la phase de solution aqueuse, des vides d'air dans ladite composition, et une gélification un agent insoluble dans l'eau pendant la phase de nitroparaffines en une quantité de 0,2 à 2,0% en poids de la présente nitroparaffines.
22. Une composition de gel de l'eau selon la revendication 21, dans lequel la quantité présente d'agent de gélification de la solution aqueuse est de 2-10%, la quantité de reticulation de l'agent est présent de 0,5 à 5,0% et la quantité d'eau présente est de 25.7%.
23. La composition explosive de gel de l'eau selon la revendication 21, dans lequel les fines gouttelettes de liquide dispersées nitroparaffines sont de 0,5-500 microns.
24. Composition selon la revendication 21, dans lequel les gouttelettes de nitroparaffines gamme de taille à partir de 2- 200 microns.
25. Composition selon la revendication 21, dans lequel la nitroparaffine est le nitrométhane.
26. Composition selon la revendication 21, dans lequel l'agent gélifiant de la nitroparaffine est un élément choisi dans le groupe constitué d'un dérivé de cyanoethylether (guar) gomme de gallactomannan, guar nitré et nitrocellulose.
27. Composition selon la revendication 21, dans lequel la nitroparaffine est le nitrométhane et l'agent gélifiant pour celui-ci est un dérivé de cyanoethylether (guar) gomme de gallactomannan.
28. Composition selon la revendication 21 contenant un combustible additionnel.
29. Composition selon la revendication 27, dans lequel le combustible est de l'aluminium particulaire.
30. Composition selon la revendication 21, dans lequel les vides d'air sont constitués d'un matériau de piégeage de l'air sélectionné parmi le groupe constitué de bulles d'air, des sphères de verre creuses, des ballons en résine, la pâte de bois et de perlite.
31. Composition selon la revendication 21, dans lequel la solution de sel oxydant aqueux est constitué d'eau et d'un sel choisi dans le groupe consistant en ammonium, de métaux alcalins et les nitrates de métal alcalino-terreux, les perchlorates et les chlorates.
32. Composition selon la revendication 21, dans lequel l'agent de réticulation est un sel de métal polyvalent.
33. Composition selon la revendication 21, dans lequel l'agent de réticulation est choisi dans le groupe constitué par les sels métalliques d'borates, les chromates, les dichromates, antimoniates, tartrates et les oxalates.
34. Composition selon la revendication 21, dans lequel l'agent de réticulation est un élément choisi dans le groupe constitué par le chromate d'ammonium et bichromate d'ammonium.
35. Composition selon la revendication 21, dans lequel l'agent gélifiant de la solution aqueuse de sel est un élément choisi dans le groupe consistant en carboxyméthyl cellulose, la méthyl cellulose, les amidons solubles dans l'eau, l'amidon pregellatinized, farine de céréale, de la gomme végétale, la gomme karaya, les polymères synthétiques, les polyacrylamides et les alcools polyvinyliques.
36. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'agent gélifiant est la gomme de guar.
37. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'agent gélifiant est une gomme de guar modifiée.
38. Procédé de production d'une composition explosive de gel de l'eau ayant une stabilité durable comprenant essentiellement les étapes consistant à combiner un nitroparaffines liquide ayant 1-3 atomes de carbone en une quantité de 3-30% en poids de la composition totale pour une utilisation en tant interne dispersée étape, une solution aqueuse de sel comburant destiné à être utilisé en tant que phase externe continue, un agent gélifiant soluble dans l'eau pendant la phase de solution aqueuse d'oxydant, un agent de réticulation pour la phase de solution aqueuse d'oxydant, et un agent gélifiant insoluble dans l'eau pour le liquide phase de nitroparaffines en une quantité de 0,2 à 2,0% en poids de la présente nitroparaffines, incorporant des vides dans les composants combinés ci-dessus, le mélange des composants combinés pour disperser la phase nitroparaffines sous forme de particules fines à l'intérieur de la phase de solution de sel comburant aqueuse continue, et gélifier simultanément en situ la phase dispersée nitroparaffines et la phase de solution aqueuse de sel en poursuivant le mélange jusqu'à ce qu'une viscosité prédéterminée du gel est accompli.
39. Un gel aqueux composition explosive présentant une stabilité durable constituée essentiellement d'une phase interne d'un nitroparaffines liquide ayant 1-3 atomes de carbone dans une quantité de 3-30% en poids de la composition totale, d'une phase continue externe d'un sel aqueux de comburant solution, ladite phase nitroparaffines interne étant dispersée sous forme de fines gouttelettes au sein de ladite phase externe, un agent gélifiant soluble dans l'eau pendant la phase de solution aqueuse, un agent gélifiant insoluble dans l'eau pendant la phase de nitroparaffines en une quantité de 0,2 à 2,0% en poids de la nitroparaffines présents, un agent de réticulation pour la phase de solution aqueuse, et des vides air dans ladite composition.
CONTEXTE DE L'INVENTION
Dans les tentatives antérieures pour stabiliser le nitrométhane afin qu'il résiste à la séparation et coalescence, différentes approches ont été prises. Par exemple, des émulsifiants ont été utilisés pour la stabilisation du nitrométhane, mais la présence de celui-ci apparaît pour réduire la résistance à l'eau globale d'une telle composition. Dans le stockage, la durée de vie de la séparation de l'émulsion-gel est directement liée à la qualité du gel aqueux produit par l'agent gélifiant à base de guar, de la qualité de l'émulsion de nitrométhane comme il est effectué par la qualité de l'agent émulsifiant, la taille de la dispersion de nitrométhane et la procédure de mélange.
D'autres tentatives pour inhiber la séparation de nitrométhane à partir de gels aqueux comprennent la formation d'un composé nitrométhane tel que le Tris (hydroxyméthyl) nitrométhane qui est soluble dans la phase aqueuse de la composition ou en ajoutant un alcool pour faciliter la prise de la nitroparaffine plus solubles dans des gels aqueux (Minnick Le brevet US. n ° 3419444 et le brevet US. n ° 3409485). Cependant, encore une fois les systèmes de rappel sont nécessaires pour faire exploser ces compositions et les concentrations de nitrométhane plus élevées ne sont pas envisagées.
La formation de la double gel de la présente invention est atteint dans son sens le plus large en mélangeant le nitroparaffines liquide, de préférence le nitrométhane, dans une solution aqueuse de sel comburant en présence d'un agent gélifiant de la phase aqueuse et un agent gélifiant de la phase nitroparaffines. On mélange ensuite le mélange ensemble de sorte que les phases de nitroparaffine et le sel sont simultanément gélifié in situ. Une fois que la viscosité prédéterminée désirée est atteinte, le mélange est terminé et que le gel est emballé.
Des exemples de sels oxydants inorganiques qui peuvent être utilisés avec la présente invention sont l'ammonium, un métal alcalin et les nitrates de métaux alcalino-terreux, les perchlorates et les chlorates. Des exemples préférés spécifiques de sels couramment utilisés sont le nitrate d'ammonium, le perchlorate d'ammonium, le nitrate de sodium, le perchlorate de sodium, le nitrate de potassium, le perchlorate de potassium, le nitrate de magnésium, le perchlorate de magnésium, le nitrate de calcium, d'autres comme des sels et leurs mélanges.
La sensibilité est améliorée par l'occlusion des vides d'air pendant le mélange ou par addition d'un agent de libération de gaz chimique ou en ajoutant des bulles au cours du mélange, par exemple, du verre creux ou des sphères de résine, la pâte de bois ou de la perlite. Un agent de reticulation pour la phase aqueuse est ajoutée au mélange. Des agents convenables sont des sels de métaux polyvalents, y compris les borates, les chromates, les dichromates, antimonates et les oxalates et les tartrates. Le dichromate de potassium et « pyroantimoniate de potassium » sont de bons agents de réticulation.
Aucun agent de réticulation est utilisé ou nécessaire pour la phase nitroparaffines.
L'un des agents gélifiants utilisés est insoluble dans l'eau mais soluble et capable de gélifier le nitrométhane. L'autre agent gélifiant soluble dans l'eau et capable de gélifier des solutions aqueuses. Après la nitrométhane est dispersé sous forme de fines gouttelettes dans la solution d'oxydant, des agents gélifiants et des agents de reticulation peuvent être ajoutés en une seule opération ou ajoutés séparément. L'ordre d'addition peut être utilisé pour contrôler la viscosité du mélange pendant le cycle de processus.
L'agent préféré utilisé pour gélifier le nitrométhane est un dérivé de cyanoethylether (guar) gomme de gallactomannan fourni par General Mills Co. sous le nom de GEN-GEL 512. Des modifications du composé de type GEN GEL-512 peuvent également être utilisés en tant qu'agent gélifiant de nitrométhane. D'autres agents gélifiants pour le nitrométhane sont nitré guar et nitrocellulose.
Pour la gélification de la solution de sel comburant gommes solubles dans l'eau plus classique et des modificateurs de gel tels que la gomme guar et de préférence guars modifiés chimiquement, par exemple, HP 8 tel que vendu par Stein-Hall Co. peut être utilisé de manière satisfaisante. D'autres exemples d'agents gélifiants et des modificateurs de gel de la phase aqueuse sont la carboxyméthylcellulose, la méthylcellulose, les amidons solubles dans l'eau, l'amidon pregellatinized, farine de céréale, des gommes végétales, la gomme karaya, les polymères synthétiques, y compris les polyacrylamides et les alcools polyvinyliques et similaires.
Les plages préférées en utilisant le système ci-dessus pour déterminer les pourcentages sont 30.3% nitroparaffines, 0,2 à 2,0% d'un agent gélifiant de nitroparaffines, 2-10% d'un agent gélifiant de l'eau, 0,5 à 5,0% d'agent de reticulation de gel d'eau et 25.7% d'eau.
DÉTAILS DE L'INVENTION
Les exemples suivants dans lesquels les concentrations sont exprimées en parties en poids de la composition totale, servent à illustrer l'invention.
1. Gel versable ou Pompable
55,8 p. Le nitrate d'ammonium (AN)
0,006 p. pyroantimoniate de potassium (PPA)
0,1 p. Gen Gel-512
20,0 p. Nitrométhane (NM)
1,5 p. Verre agent gonflant
L'eau et AN sont ajoutés à un mélangeur et on chauffe à 120 ° C pour obtenir une solution limpide. La solution est mélangée et le PPA, Gen-Gel 512, et agent de charge de verre sont agités en suspension. Une petite partie du NM est utilisé pour faire une pâte avec la gomme de guar dans un récipient séparé. La majeure partie du NM est ajouté au mélangeur et battu en suspension fine. La pâte guar-NM est ensuite ajouté. Le mélange est poursuivi jusqu'à ce qu'une viscosité limitée est obtenue et le produit est ensuite emballé. Le gel préparé par ce procédé a les propriétés suivantes:
Masse volumique 1,25 g / cc
Coulante et pompable
excellente résistance à l'eau
Détoner à 2 pouces de diamètre avec 2g PETN
Non sensible à un capuchon No. 8 (NCN)
Vitesse 17500 à 18500 ft./sec.
2. encapsidable ferme Gel
20,00 p. AN flocons
42,00 p. UN sol
2,00 p. Verre agent gonflant
0,15 p. Gen Gel-512
5,00 p. aluminium brut
L'eau et les flocons de nitrate d'ammonium sont ajoutés à un mélangeur et on chauffe à 140 ° C pour obtenir une solution limpide. L'agent de charge NM et le verre sont alors ajoutés et agités en suspension. Un récipient séparé est utilisé pour preare un mélange sec de la gomme de guar, Gen-Gel 512, et une petite partie du sol AN. La majeure partie du sol AN est ajouté dans le mélangeur et le mélange sec est ajouté immédiatement après. On agite le mélange à une viscosité prédéterminée, et l'aluminium et PPA sont ensuite ajoutés. Lorsque l'aluminium est dispersé, le produit à environ 80 ° C est emballé. réticulation supplémentaire du gel aqueux se produit dans l'emballage pour produire un produit solide corsé. Le gel préparé par ce procédé a les propriétés suivantes:
Masse volumique 1,29 g / cc
Détoner à 2 pouces de diamètre avec 2g PETN
Velocity 15150 FPS
3. Cap Sensible Gel
21,6 p. UN sol
16,0 p. perchlorate de sodium (SP)
3,0 p. Verre agent gonflant
0,2 p. Gen Gel-512
5,00 p. aluminium brut
L'eau, les flocons AN et SP sont ajoutés à un mélangeur et on chauffe à 95 ° C et NM agent de charge sont agités en suspension. La plupart du sol AN est ajouté. Une petite partie de l'AN est utilisé pour préparer un mélange sec de la gomme guar et Gen-Gel 512; ce mélange est ajouté, suivi immédiatement par l'addition de l'aluminium. À une viscosité prédéterminée, le PPA est ajouté. Le gel est conditionné à environ 80 ° C se produit une réticulation supplémentaire dans le paquet pour produire un gel caoutchouteux solide dont les propriétés sont les suivantes:
Densité 1,26 g / cc
Détoner dans 1 1/4 pouces de diamètre avec un capuchon No. 6
Détoner à 20 ° C avec un capuchon No. 6
Détoner à 12 ° C avec un capuchon No. 8
Détoner sous un 270 pieds. Statique tête
Vitesse 14500 ft./sec.
Les avantages de l'invention sont nombreux. Il est maintenant possible, où jusqu'à présent il n'a pas été possible, à incorporer de grandes quantités de nitroparaffines dans la structure de gel aqueux de comburant sous forme de dispersion à deux phases stables. La gélification de la nitroparaffine élimine le besoin d'un agent émulsifiant ou un agent de solubilisation pour empêcher la séparation de liquide du nitroparaffines. De plus grandes quantités de nitroparaffines peuvent être utilisés dans les gels aqueux sans avoir besoin de carburants supplémentaires (comme solubilisants). Il en résulte un meilleur contrôle de la sensibilité et permet la détonation à basse température, dans les petits diamètres, en utilisant le numéro 6 bouchons pour l'initiation. La sensibilité est améliorée par la fine taille de particules des gouttelettes nitroparaffine dans ce cas, une zone de plus grande surface d'interface de solutions nitroparaffines-comburant (gel) peut être atteint. La sensibilité peut être contrôlée de sorte que les produits du bouchon et de la sensibilité noncap peuvent être préparés. Étant donné que les carburants ne sont pas nécessaires supplémentaires, il y a une plus grande liberté dans l'ajustement de l'équilibre d'oxygène des formules et une plus grande flexibilité dans la conception de produits pour une classe spécifique Fume. La résistance à l'eau des gels présents est également améliorée puisque les combustibles solubles dans l'eau et des émulsifiants ne sont pas nécessaires.
Comme il est évident pour l'homme du métier, diverses modifications peuvent être apportées ou suivies à la lumière de la communication et la discussion qui précède, sans se départir de l'esprit ou de la portée des revendications.