WO2000066517A1 - Ignition mixture - Google Patents

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WO2000066517A1
WO2000066517A1 PCT/AT2000/000109 AT0000109W WO0066517A1 WO 2000066517 A1 WO2000066517 A1 WO 2000066517A1 AT 0000109 W AT0000109 W AT 0000109W WO 0066517 A1 WO0066517 A1 WO 0066517A1
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mixture according
ignition mixture
oxidizing agent
ignition
weight
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PCT/AT2000/000109
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Bartl
Original Assignee
Hirtenberger Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C7/00Non-electric detonators; Blasting caps; Primers

Definitions

  • the invention relates to an ignition mixture according to the preamble of claims 1 and 2, an explosive formulation according to claim 42 and a method for producing an ignition mixture according to claim 43.
  • Ignition mixtures are usually used to initiate the explosion or detonation of explosives, for example in ammunition or in various pyro-technical objects.
  • Ignition charges of this type contain, as one of the main constituents, an oxidizing agent or an oxygen-releasing substance in order to enable a corresponding redox reaction.
  • oxidizing agents should simply be available in a pure form, have a corresponding particle diameter and, in addition, be inexpensive to produce.
  • these oxidizing agents should react neutrally in the event of moisture penetration or have non-hygroscopic properties.
  • the oxygen contained should be released at an elevated temperature at a sufficient rate and these oxidizing agents should be thermally stable over a certain temperature range.
  • oxidizing agents which have at least some of these properties, have the disadvantage that heavy metal cations are present for charge equalization, such as lead, mercury or the like, which, because of the required concentration ratios, after firing, the ambient air and subsequently the user is also exposed to such explosive mixtures with health-endangering reaction products, such as gases, dusts or the like.
  • An initiator composition is known from EP 0 440 873 B1, which essentially consists of diazodinitrophenol, strontium nitrate and tetrazene.
  • the shock-sensitive explosive can also include potassium dinitrobenzofuroxane.
  • strontium nitrate no healthy known for the matellation strontium.
  • strontium nitrate is hygroscopic and the storage of these initial igniters over a long period of time is problematic without special precautions.
  • the good solubility in water of approx. 41% is also disadvantageous, since the risk of melting can occur under extreme storage conditions.
  • the object of the invention is now to provide an ignition mixture for explosives, pyrotechnic articles or the like in which, in addition to harmless-appearing oxidizing agents, oxidizing agents can also be used which have the introductory properties and are present in a concentration which is healthy Avoid interference with the user of this primer charge.
  • composition of the primer charge is now not solely aimed at the safe detonation of the explosive, but rather the proportion of the oxidizing agents in any mixture depends on the concentration of the reaction products formed. In this way it is possible to use even those oxidizing agents that currently appear to be of concern. A safe detonation of the explosive can thus also be made possible, since the entire explosive charge can be prevented from being moistened, and mixtures defined in this way can retain their properties even under extreme storage conditions.
  • an explosive formulation according to claim 42 is also achieved by an explosive formulation according to claim 42. It is advantageous that by using the ignition mixture according to the invention for this explosive formulation, its properties can be adjusted according to the desired conditions, for example the time / pressure behavior, the shelf life, the hygroscopicity of the formulation, the energy content of the formulation, the gas volume and the sensitivity / Insensitivity behavior.
  • This explosive formulation can thus be composed in such a way that it can be used in projectiles or ammunition, but on the other hand there are also civil applications, such as in airbag systems, conceivable.
  • the object of the invention is further achieved by the method according to the features in the characterizing part of claim 43. It is advantageous that the use of organic solvents to paste the mass for the explosive formulation or for the ignition mixture also enables hygroscopic educts to be used on the one hand, since they do not absorb any water of crystallization from the organic solvent. In addition, this can also increase the economics of the process, since those solvents are preferably used which have a lower boiling point compared to water, which makes drying easier and the drying time can be shortened.
  • Explosives including initial explosives, fuels and guns, primers, pyrotechnic charges or the like, can be used for a wide variety of purposes, for example for military purposes and for hunting, for ammunition - -
  • such explosives are e.g. also used in airbag systems.
  • the explosive has a more pushing effect (as a gun or propellant powder) or more smashing.
  • a wide variety of explosives or mixtures thereof are generally used as disintegrants, e.g. nitric acid esters obtainable by nitration (glycerin trinitrate, mannitol hexanitrate), nitro compounds (TNT), nitramines (hexogen), nitrosamines, ammonium nitrate or the like.
  • nitric acid esters obtainable by nitration (glycerin trinitrate, mannitol hexanitrate), nitro compounds (TNT), nitramines (hexogen), nitrosamines, ammonium nitrate or the like.
  • explosive mixtures of different substances e.g. Black powder, chlorate explosives, ammonium nitrate explosives or the like
  • the explosives used usually have a more or less negative oxygen balance (SB).
  • SB negative oxygen balance
  • the oxygen balance is usually used in the literature and gives information about how much oxygen is released (oxidizing agent) or consumed (reducing agent) in a reaction. The information is usually given in percent by weight.
  • SBVol volume-specific oxygen balance
  • Density always means the (theoretical) density of the substance and not the bulk density.
  • oxidizing agents usually have a more or less ionic structure, i.e. they consist essentially of anions and cations.
  • the oxidizing agents which have preferably been used have the disadvantage that the cations used for charge balancing have a more or less great toxic potential.
  • the problem that arises from this is that the increased environmental awareness means that these oxidizing agents can or can only be used in peripheral areas.
  • these oxidizing agents can or can only be used in peripheral areas.
  • oxidizing agent mixtures are to be defined which prevent such an excessive concentration of pollutants and at the same time essentially have at least those properties which are common to the traditional oxidizing agents.
  • the following values can be used to assess the toxicity of the oxidizing agents.
  • the MAK value (maximum workplace concentration) refers to the TRGS 900 unless otherwise stated. In addition, the MAK value can also refer to the TRGS 402, 403, 905.
  • the toxicity can be classified using the poison list (Roth, Daunderer, Poison List, 6th edition 1990, 78th supplementary delivery, status 15.1 1. 1998).
  • the MAK classification of the DFG commission (Senate commission for testing harmful substances in the German Research Foundation) can also be used. Unless stated otherwise, the MAK value refers to the metal cation.
  • the price of the oxidizing agents can of course play a role in the economic importance of the ignition charges and the properties of these oxidizing agents, such as Stability, behavior against water etc., a selection criterion.
  • the oxidizing agents commonly used have an ionic character, i.e. they consist of anions and cations.
  • anions e.g. Chromates, dichromates, chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates, periodates, permanganates, nitrates, oxides, peroxide compounds, carbonates, sulfates and oxalates can be considered.
  • anions e.g. Chromates, dichromates, chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates, periodates, permanganates, nitrates, oxides, peroxide compounds, carbonates, sulfates and oxalates
  • other anions not mentioned here can also be used if necessary.
  • 2,3,7,8-tetrachlorodibenzopdioxin has a TRK value of 5 * 1 8 mg / m 3.
  • perbromates when using bromates, perbromates, iodates or periodates, care must be taken to form corrosive and toxic combustion products.
  • permanganates is also problematic, although not excluded because manganates are usually very soluble in water, which can worsen the storage properties of formulations containing permanganates.
  • manganese has a very low MAK value of 0.5 mg / m.
  • the MAK value of the respective metal is greater than 1 mg / m 3, preferably greater than 2 mg / m 3, in particular
  • nitrates are advantageous since, owing to the composition of nitrogen and oxygen, nitrates break down into reaction products which are usually unproblematic and also have a strongly positive oxygen balance. As a result, the toxicity of nitrates is only dependent on the respective cation.
  • Oxides behave in the same way. Such metal oxides are preferably used whose cation is easily reducible, i.e. can be converted to a lower oxidation state.
  • tin dioxide SnÜ2
  • Fe2 O FeO
  • peroxide compounds are also advantageous, since their toxicity is primarily dependent on the cation.
  • Peroxide compounds can be divided into those with a heteropolar, covalent or complex bond.
  • covalent properties for example, peroxoborates, peroxo (di) sulfates, peroxo (di) phosphates and various usable organic peroxo compounds can be used.
  • Metal complexes with peroxo ligands the metal being predominantly transition metals, such as Titanium (Ti), chrome (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W) are used.
  • transition metals such as Titanium (Ti), chrome (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W) are used.
  • peroxide compounds may also be present in the oxidizing agent mixture which, as water of hydration, do not have H ⁇ O but H ⁇ O ⁇ (hydrogen peroxide), ie so-called peroxy hydrates.
  • hyperoxides also belong to the peroxo compounds in the broadest sense, since they contain the paramagnetic O ⁇ anion, which is a derivative of the very unstable len HO2 radicals can be included.
  • the alkali metals can form pure hyperoxides in the usual way.
  • CO2 can be assumed as a reaction product in addition to the respective metal oxide.
  • CO2 carbon monoxide
  • This equilibrium can be shifted to the right side, ie towards free oxygen, by increasing the temperature (above 800 ° C) and oxygen deficiency. Since very high temperatures and on the other hand a lack of oxygen are usually predominant when the ignition mixture is ignited, carbonates can also have an oxidizing effect due to this equilibrium.
  • reaction products which are normally unproblematic namely carbon monoxide or carbon dioxide, are formed, which are normally present anyway when the propellant powder is burned off.
  • oxalates are also advantageous, even under the circumstance that their SB is negative with respect to CO 2 .
  • oxalates are largely harmless from a toxicological point of view, ie that the toxicity is determined by the cation.
  • Na and Cs are of interest here, as an advantageous MAK for the corresponding hydroxides - the most likely reaction product because the oxides hydrolyze
  • composition is 2 mg / m.
  • Li and Rb can of course also be used, although no MAK value is currently specified for these metals.
  • Magnesium (Mg) and calcium (Ca) are of particular interest.
  • the MAK according to TRGS 900 is 5 mg / m 3 and according to DGF 3 1.5 mg / m. It may therefore be advantageous for the toxicological assessment of the oxidizing agent mixture to use calcium in such quantities that the value suggested by the DGF is not exceeded. However, due to the usually toxicological harmlessness of calcium, a lot is possible.
  • strontium also proves to be advantageous, since this element is generally classified as not very toxic and can therefore also be used in larger amounts in the oxidizing agent mixture according to the invention.
  • Beryllium due to its carcinogenic properties, especially when inhaled, can only be added in traces of the oxidizing agent mixture.
  • the 3 associated MAK value can be 0.02 mg / m.
  • MAK a MAK value of 6 mg / m magnesium oxide (MgO), calculated as fine dust, should not be exceeded.
  • Transition metals include those metals that are classified in groups 3 to 12 according to the periodic table of the elements.
  • Y yttrium
  • Ti titanium
  • Zr zircon
  • Nb tantalum
  • Mo molybdenum
  • W tungsten
  • Fe iron
  • the MAK value is 15 mg / m (based on
  • the respective amount should be tested beforehand using appropriate test methods due to the lack of MAK values.
  • the elements indium (In) and thallium (TI) should be 3 due to the low MAK values
  • Oxidizing agent mixture can only be added in small amounts to improve their properties.
  • the elements silicon (Si) and tin (Sn) and their compounds are particularly advantageous for use in the mixture of oxidants, but germanium (Ge) and lead (Pb) can also be used, albeit in small amounts .
  • the MAK value for silicon or SiO (as silica, amorphous) is 4 mg / m 3, based on fine dust, for tin, based on the
  • Oxidizing agent mixture can be added and, as a result, the correspondingly favorable properties of these compounds, some of which are already known, can be exploited without the risk of a health hazard.
  • N nitrogen
  • P phosphorus
  • N can be used in the form of nitrates, but also as an ammonium cation (NH).
  • NH ammonium cation
  • the usable amount of phosphorus or phosphorus compounds is due to
  • sulfur (S) from the group of chalcogens is particularly advantageous for use in the oxidizing agent mixture, since it is related to S
  • Tellurium (Te) the corresponding limit values are 0.1 mg / m in the total or
  • Fine dust so that their use or the use of the corresponding compounds can only be useful in exceptional cases to improve the further properties of the oxidizing agent mixture or the finished explosive mixture.
  • 1 mg / m 3 is, which includes Na, K, Cs, Mg, Ca, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, Al, Si, Sn, S, NH 4 + and Sr. (Due to the relatively high price, the elements Ta, Y, Nb are no longer considered for the following version, although there is a corresponding limit value for these elements. Their use in the oxidizing agent mixture should therefore only be used in exceptional cases.)
  • non-toxic oxygen term anions for example nitrates, oxides, peroxides, carbonates, sulfates or oxalates or the like.
  • anions such as chromates, dichromates, chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates, periodates and permanganates, can also be used for the oxidizing agent mixture if the idea of the invention is observed, these are not to be considered further below.
  • this oxidizing agent mixture or the explosives formulation are also of importance and these properties can be influenced more or less positively by using appropriate starting materials. These properties include the hydrate formation, the hygroscopicity, the solubility behavior of the various compounds and the processability or the like.
  • the individual components of the oxidizing agent mixture are little or not hygroscopic.
  • these include above all KNO and CsNO. so that these two connections are particularly suitable for use in primers.
  • NaNO 3 which show some hygroscopicity, as well as Al (NO 3 ) 3 , Ca (NO 3 ) 2 , Cu (NO 3 ) 2 , Fe (NO 3 ) 3 , Mg (NO 3 ) 2 , Zn (NO 3 ) 2 can be used.
  • the oxygen balance of the preferred, non-hygroscopic and no crystal water-binding compounds KN0 3 and CsNO is relatively high and is, for example, approximately 70% of that of strontium nitrate (Sr (N0) 2 ).
  • the absence of hydrates can be regarded as an advantage over Sr (NO 3 ) 2 , so that the ignition mixture or the primer can subsequently have the positive property of low sensitivity to moisture.
  • What is negative, however, is that the melting points of the hydroxides formed from these nitrates (as already mentioned, the primary oxides hydrolyze) are very low at 334 ° C. and 414 ° C., so that neither Cs nor K can make an increased contribution to the formation of so-called glowing particles. (In comparison, SrO has a melting point of 2460 ° C.) Such glowing particles that are thrown out of the igniter are for a quick
  • Ignition of the propellant charge is advantageous, so that subsequently such compounds are used with advantage that do not melt or even evaporate up to very high temperatures.
  • the Ba (NO) known from conventional primers i.e. the resulting BaO, a melting point of 1923 ° C.
  • the use of this compound is only possible in small quantities due to the toxic properties of barium or barium oxide.
  • KNO and CsN0 Another positive thing about KNO and CsN0 is that due to the density and the strongly positive oxygen balance, a comparatively large amount of active oxygen can be provided per defined volume.
  • the SB (Vol) values are 83.5 g / cm 3 and 75.5 g / cm 3, respectively.
  • the volume-related S Saauueerrsstteoffbilanz SB (Vol) with 52.2 g / cm 3 , 50.3 g / cm 3 , 105 g / cm 3 and 72.7 g / cm 3 is also advantageous .
  • the most interesting is Fe2 ⁇ and this oxide roughly reaches the value for the volume-related oxygen balance of Sr (NO 3 ) 2 .
  • oxides Extremely favorable when using oxides is their insensitivity to water, in particular their insolubility or non-hygroscopicity. As a result, easier processing of the primer and subsequently better storage can be achieved when using these oxides, so that the properties of the mixture can also be improved, in particular when Sr (NO 3 ) 2 is used as the oxidizing agent part.
  • the melting points of the oxides of the metal cation of a lower oxidation state formed from the oxides mentioned are in some cases significantly above 1000 ° C., so that these oxides can advantageously contribute to the formation of glowing particles.
  • oxygen is usually only released at temperatures above 1000 ° C.
  • Peroxides with a heteropolar bond form primarily the alkali and alkaline earth metals, as well as zinc. Especially the use of the is due to its properties (positive oxygen balance, not hygroscopic, sparingly soluble in water) possible in the oxidizing agent mixture according to the invention.
  • MgO 2 can also be used in spite of its partially more or less negative properties (low sensitivity to moisture) due to the otherwise positive properties (insolubility in water, positive oxygen balance).
  • Cs 2 O 2 and Ca O 2 can also be used in the oxidizing agent mixture.
  • Peroxides with a covalent bond primarily include peroxoborates, peroxo (di) sulfates, peroxo (di) phosphates and organic peroxo compounds. Due to the relatively low MAK value of phosphorus, peroxophosphates and peroxodiphosphates are not described further. However, their use is not excluded, in particular to achieve special properties of the oxidizing agent mixture.
  • potassium hydrogen peroxosulfate is particularly advantageous because it is a commercial product, which in turn can reduce production costs accordingly.
  • Other peroxosulfates can of course be produced by appropriate syntheses and thus used in the oxidizing agent mixture.
  • peroxodisulfates compounds with NH are commercially available. "1" , Na + or K + cations are available and can therefore be used particularly advantageously in the oxidizing agent mixture.
  • the ammonium peroxodisulfate has an essentially balanced oxygen balance due to the high proportion of hydrogen, while the corresponding sodium or potassium analogues show a positive oxygen balance (20.2% and 17.8%).
  • Another advantage of these compounds is that they are not hygroscopic, and that, with the exception of sodium and ammonium peroxydisulfate, the solubility in water is low and these compounds do not bind water of crystallization, which in turn has a positive effect on the storage conditions.
  • the sodium peroxoborate NaBO .x H 2 O
  • the sodium peroxoborate can be used advantageously because it exists in addition to the tetrahydrate, trihydrate and the monohydrate in a water-free form.
  • the oxygen balance is mostly negative due to the carbon content. This is due to the fact that the oxygen balance is calculated on CO 2 . As already mentioned, however, CO 2 is in equilibrium with CO via the Boudouard equilibrium, so that when calculating the oxygen balance on CO compounds with few C atoms can have a positive oxygen balance.
  • 2 CO-R can be distinguished.
  • these classes are octadecyl hydroperoxide (nC 18 H 37 -OOH), dicumyl peroxide (PhC (CH 3 ) 2 -OOC (CH 3 ) 2 Ph), peroxododecanoic acid (Ci ⁇ H 23 -CO 3 H), peroxobenzoic acid (Ph -CO 3 H), tert-
  • dibenzoyl peroxide for example, can be used in ignition mixtures as an organic peroxide, although this compound is not an oxidizing agent in the actual sense, since the oxygen balance is very negative.
  • dibenzoyl peroxide is available as a technical commercial product at an affordable price, which means that the manufacturing costs can be reduced accordingly.
  • peroxide compounds such as, for example, peroxy hydrates, such as, for example, Na CO 3 . 1.5 H 2 O 2 or (NH ⁇ ) 2 CO 3 .HO 2
  • hyperoxides such as potassium superoxide (K0 2 )
  • K0 2 potassium superoxide
  • complex peroxo compounds ie compounds of multivalent transition metals
  • compounds with Ti, Mo or W are predominantly used in the oxidizing agent mixture. However, this should not mean that if the corresponding limit values are observed, such transition metal complexes, which a corresponding - -
  • SrCO is thermally very stable and therefore only releases oxygen at higher temperatures, so that it can be used as a moderator. Glowing SrO particles can also help ignite the explosive formulation. It is also conceivable that SrCO is mixed with Sr (NO 3 ) 2 for the oxidizing agent mixture, which on the one hand can advantageously reduce the hygroscopicity of the entire oxidizing agent mixture - Sr (NO) 2 is hygroscopic - without being particularly dangerous due to the Clouds of smoke should be respected.
  • CaCO 3 can also be used due to its non-hygroscopic nature. It is also advantageous that it is practically insoluble in water and organic solvents, so that the processability for the finished explosives formulation can be correspondingly facilitated.
  • the resulting CaO in turn contributes to the formation of glowing particles which ignite the propellant powder due to its high melting point and CaCO is particularly miscible with Sr (NO) 2, which in turn has a more or less negative influence on the entire compound Can positively influence oxidizing agent mixture.
  • NO Sr
  • an oxidizing agent mixture containing sulfate in the explosive formulation.
  • these compounds are mostly hygroscopic and therefore easily form hydrates.
  • K2SO and SrSO ⁇ are not hygroscopic and can therefore be used particularly advantageously.
  • the oxygen balance of the sulfates should be set rather low, the oxygen being released from the SO 3 formed in the reaction only with relative difficulty.
  • sulfates can advantageously only be used as oxidizing agents in oxidizing agent mixtures, for example in conjunction with Sr (NO) 2 .
  • the advantage here is that they can act as moderators due to this slow release of oxygen.
  • the addition of SrSO ⁇ to Sr (NO) 2 - is particularly advantageous.
  • oxalates can also be advantageously added to the oxidizing agent mixture.
  • oxalates with Na, Sr or Sn.
  • Their nonhygienic copicity and their insolubility in water or alcohol are advantageous.
  • compositions of Sr (NO 3 ) 2 with SrC2 ⁇ ⁇ 4 are advantageous.
  • the toxic behavior of the explosive formulation not only counts for that of the oxidizing agent or the oxidizing agent mixture, but should also be considered in the entirety of the properties of this formulation. Since these explosive formulations usually also contain reducing agents, their toxicity, or the reaction products resulting therefrom, should be checked, in particular since they are mostly metals, and the amount to be used can thus be based on the limit value to be achieved in each case.
  • base metals i.e. that is, oxygen-affine metals as reducing agents.
  • oxygen-affine metals i.e. that is, oxygen-affine metals
  • Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn and Al are examples of base metals, i.e. that is, oxygen-affine metals.
  • Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn and Al are examples of base metals, i.e. that is, oxygen-affine metals as reducing agents.
  • Mg Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn and Al
  • B and Si due to their air stability and low toxicity.
  • this does not preclude the use of metals of higher toxicity if the relevant limit values are observed.
  • Mg -601 kJ / mol
  • Mo 745 kJ / mol
  • W 838 kJ / mol
  • Zn 349 kJ / mol
  • B 632 kJ / mol
  • Al also provide (-838 kJ / mol), Si (-859 kJ / mol) and C (-394 kJ / mol) usable energy gains.
  • the data in turn relate to the metal and are calculated for Mo on the oxidation to MoO, for W to WO ⁇ , for Si to SiO 2 and for C to CO 2 .
  • metals whose formation enthalpies are lower, such as iron, can also be used.
  • B can develop the highest energy in relation to the energy provided per unit volume.
  • intermetallic compounds can also be used.
  • silicides for example calcium silicides, in particular Ca 2 Si, CaSi or CaSi, to the explosive formulation as reducing agents.
  • metal hydrides are also possible, TiH 2 and ZrH2 in particular having proven to be advantageous owing to their resistance and their non-hygroscopic properties.
  • metal hydrides have an increased oxygen requirement compared to the metals due to the hydrogen content.
  • metal carbides in particular covalent carbides, as a reducing agent should also be mentioned.
  • carbides generally react inertly and are insoluble in water, organic solvents, acids or alkalis.
  • TiC, ZrC and WC should be mentioned, because these carbides are available in various qualities due to their use in the hard metal industry at reasonable prices.
  • carbides over metal powders are easier to handle, but again it should be noted that at higher temperatures, as e.g. when the ignition mixture according to the invention is to be expected, these carbide powders are quickly oxidized and the oxygen requirement of the entire explosive formulation is in turn increased by the additional carbon content.
  • the oxidizing agent mixture can comprise several individual oxidizing agents, in particular 2, 3, 4 or 5. Of course, this also applies to the reducing agents or mixtures used.
  • An inventive, in particular low-pollution primer cap can be between 18 wt% and 35 wt%, especially between 22 wt ⁇ 7r and 30 wt% of an explosive or a mixture of explosives included.
  • Possible explosives that could be used would be, for example, DDNP (diazodinitrophenol) or tetrazene.
  • DDNP diazodinitrophenol
  • tetrazene usual other explosives can be contained or at least partially replace the explosives mentioned.
  • An explosive formulation according to the invention can contain, for example, approximately 27% by weight of DDNP and 8% by weight of tetrazene.
  • the primer cap can contain at least one fuel, e.g. Ball powder, to an extent between 8 wt .-% and 20 wt .-%, in particular between 1 1.5 wt .-% and 18.7 wt .-%, have.
  • fuel e.g. Ball powder
  • the proportion of the oxidizing agent mixture in the overall formulation can be between 30% by weight and 70% by weight, in particular between 43.5% by weight and 57.8% by weight.
  • the oxidizing agent mixture can be produced from the aforementioned oxidizing agents in any mixing ratio.
  • the primer according to the invention or the secondary products made therewith can contain at least one reducing agent, e.g. Titanium powder, between 1% and 20% by weight, in particular 2.9% and 15.7% by weight, e.g. Contain 5.8% by weight.
  • at least one reducing agent e.g. Titanium powder
  • friction agents e.g. Glass powder
  • friction agents in the range between 0.1% ⁇ 7r and 7% by weight, in particular between 1.3% and 5.2% by weight, e.g. 3.9% by weight may be included.
  • a possible oxidizing agent mixture can, for example, 45.7% by weight of Sr (NO) 2 as the main oxidizing agent and in small amounts, for example 5% by weight, of at least one further oxidizing agent selected from the group consisting of SrO 2 , SrCO, SrSO ⁇ or SrC 2 O. ⁇ included.
  • the last-mentioned four oxidizing agents can in total be at least approximately 4% by weight or each of these oxidizing agents can be present to the extent of at least approximately 5% by weight in addition to the main oxidizing agent.
  • oxidizing agents at least partially substitute the main oxidizing agent Sr (NO) 2 , so that the properties, such as shelf life, hygroscopicity, toxicity, processability etc., can be adapted to the desired requirements within wide limits.
  • the oxidizing agent mixture it is of course also possible for the oxidizing agent mixture to contain further oxidizing agents in addition to the five oxidizing agents mentioned, again an extent of up to 5% by weight being possible.
  • Another possible oxidizing agent mixture consists, for example, of 50% by weight calcium or potassium peroxodisulfate and 50% by weight of Sr NO, this oxidizing agent mixture in turn making up a total proportion of the ignition mixture of approximately 45% to 55% by weight, e.g. 50% by weight.
  • the oxidizing agent mixture which may be present in the entire explosive formulation to an extent between 30% by weight and 60% by weight, for example 49% by weight, consists of Sr (NO) 2, KNO and / or CsNO 3 , where the latter nitrates can in turn be present either as additional oxidizing agents or as oxidizing agents substituting for strontium nitrate.
  • the quantitative proportion can be in the range between 3% by weight and 10% by weight, in particular 4.5% by weight and 6.7% by weight, for example 5.3% by weight.
  • various oxides such as MoO, WO, SnO 2
  • various peroxide compounds for example MgO 2 , Sr0 2 , ZnO 2 , Na 2 S 2 O, K 2 S 2 O or dibenzoyl peroxide to the extent between 2.5% by weight and 8.3% by weight, in particular 3.1% by weight and 5.6% by weight, for example 3.4% by weight, are present and these compounds can of course occur individually or in mixtures or these oxidizing agents can at least partially replace the Sr (NO) 2 .
  • mixtures are also conceivable which contain about 50% by weight of Sr (N0 3 ) and up to 7% by weight of CaCO 3 .
  • the oxidizing agent mixture contains no strontium nitrate and that at least two, preferably several of the various oxidizing agents mentioned are involved in the explosive formulation in a total amount of approximately 55% by weight.
  • the proportion of the respective oxidizing agent in the total oxidizing agent mixture can range between 0.5% by weight and 9
  • % By weight, especially between 2.3% and 7.7% by weight, e.g. 5, 1 wt. are, of course, also possible in individual cases proportions of the oxidizing agent mixture which identify one of the oxidizing agents mentioned as the main constituent of the mixture, so that this oxidizing agent is involved in the oxidizing agent mixture, for example, to an extent of up to 99% by weight.
  • the flame temperature i.e. the temperature of the flame during combustion, the pressure / time behavior, the energy content, the gas volume
  • the sensitivity or insensitivity can be set.
  • the flame temperature and / or the pressure / time properties can be controlled by secondary oxidizing agents, for example copper oxide, zirconium oxide, zinc oxide etc., with a maximum of up to 25% by weight in addition to Sr (NO 3 ) 2 .
  • the hygroscopicity of the oxidizing agents also plays an important role and, by suitable choice of the oxidizing agent mixture, those oxidizing agents which do not meet this requirement can also be used.
  • Sr (NO) 2 can be at least partially replaced by further oxidizing agents, so that the overall hygroscopicity of the explosive formulation can be reduced.
  • Sr (NO) 2 which can be used in crystal water-free form, can form Sr (NO) 2 .4 H 2 O during processing at too low temperatures or during storage under contact with water, eg air humidity.
  • the reducing agents that can be used of which Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, Al, Si, calcium silicide, TiH, ZrH 2 , TiC, ZrC and advantageously WC can be used, the corresponding quantitative proportion of the formulation has already been mentioned, so that no further discussion is necessary. At this point, however, it should be expressly mentioned again that a mixture of several of these agents is also possible for the reducing agents, again taking care of the toxic properties. The proportion of the individual reducing agents in the mixture can be up to approximately 95% by weight.
  • the energy content of the explosive formulation can be at least partially defined, e.g. be increased.
  • the energy content when using strontium nitrate as the oxidizing agent and Ti as the reducing agent is approx. 2.94 kJ / g.
  • By adding e.g. Magnesium or other metal powders can increase this energy content.
  • the energy content can also be at least partially defined by the composition of the oxidizing agent mixture. Furthermore, the energy content can range between 2 kJ / kg and 6 kJ / kg.
  • the gas volume can also be increased by adding components which advantageously form many gaseous reaction products.
  • the oxides to be melted can react and the gas volume can be reduced.
  • the sensitivity / insensitivity behavior can at least partially be changed in a targeted manner by a suitable choice of the individual oxidizing and / or reducing agents and / or the explosive and / or the further explosive.
  • the primer charge should not be too sensitive, but on the other hand it must have a certain sensitivity.
  • This sensitivity / insensitivity behavior can be controlled in addition to the purely mechanical components by changes in the composition, in particular by choosing suitable friction agents, but also by choosing the oxidizing agent mixture.
  • a primer mixture in a primer with a diameter of 4.5 mm, a firing pin radius of 1 mm, a falling weight of 55 g and at a temperature of 20 ° C the sensitivity between 1 1 cm and 24 cm and insensitivity between 6 cm and 13 cm can be set.
  • ethylenediamine dinitrate can be used as the primary, secondary or tertiary explosive in the explosive formulation WO 00/66517-27 - PCT / ATOO / 00109
  • the hygroscopicity can in turn be controlled by appropriate choice of the oxidizing agent mixture or the reducing agent.
  • hexanitrodiphenylamine, mannitol hexanitrate, octogen, picric acid or the like can be used as the explosive.
  • additives such as stabilizers, thickeners, combustion moderators, polymer binders, hardeners or the like can also be used and the corresponding components can be found in the prior art.
  • the ignition mixtures according to the invention or the products produced therefrom can be used, for example, in ammunition, e.g. in 9mm cartridges. Of course, these mixtures can also be used for various other purposes, e.g. in airbag systems. In the event that these mixtures are used in cartridges or the like, the ammunition produced with them can be tailored to the properties of the corresponding weapon. So it is e.g. possible by the composition of the ignition mixture to adapt the burning rate to the amount of powder. A change in time / pressure behavior is of course also possible due to the selected composition.
  • these oxidizing agent mixtures or the primers according to the invention are used in cartridges, e.g. dimension 9 mm x 19, can be set so that, in addition to reducing pollutants, they are also completely trouble-free, even at extreme temperatures and after exposure to moisture, with the hygroscopicity of the individual components again coming into play, and after prolonged storage, let shoot, the shooter and functional safety and accuracy can be improved or guaranteed.
  • a lower ignition safety limit does not fall below 76 mm and an upper ignition safety limit is approx. 305 mm.
  • the test is carried out by the so-called run-down test with statistical security calculation. Testing is carried out according to the so-called drop hammer method, in which the sleeve with inserted firing cap is received in a barrel holding unit and the firing cap is loaded with a 55 g ball using a firing pin with an acute radius of 1 mm.
  • compositions according to the invention it is possible to achieve a predetermined gas pressure with only slight deviations over a wide temperature range, e.g. when using a certain type of ammunition and powder charge at 21 ° C an average gas pressure of at most 280 MPa.
  • the gas pressure can be set so that it does not exceed 265 MPa. It is also possible, by appropriate choice of the formulation, that the deviation of the mean gas pressure at 52 ° C or -30 ° C is at most 65 MPa.
  • the hit accuracy can be set to 2.5 cm at 50 m shooting distance.
  • the ammunition according to the invention can be set to any type of weapon, for example pistols of the types P5, P6, P7, P10 and the H&K weapon system, MP5, in such a way that proper functioning can be guaranteed.
  • the deviations from gas pressure and floor speed can be minimal.
  • the use of the explosive formulation according to the invention enables the 90 ° C. weight loss test and the Bergmann-Jung test and Hol- land test can be passed.
  • the dust can be collected using a diaphragm pump, which continuously sucks air through an open filter.
  • the membrane filter can consist of type SM 1 1301 with a pore size of 8 ⁇ m and can
  • Two URAS infrared gas analyzers connected in series can be used to measure the CO content.
  • the analysis of the entire dust can be carried out by means of X-ray fluorescence analysis.
  • Individual connection forms of various heavy metals can be identified by means of X-ray diffractometry and IR spectroscopy.
  • the individual components can possibly be pasted with water or with various organic solvents.
  • the corresponding mixture can be prepared in a moist state and spread in a perforated plate of the required size.
  • the mixture can usually be pushed into a tablet form from the perforated plate into the respective capsules.
  • the acetone solution has a temperature of below 20 ° C before adding water.
  • the water added advantageously has a temperature of below 3 ° C., for example 1 ° C. to 3 ° C., and the water can be added within 10 s to 30 s, in particular 20 s. It is also advantageous. when the recrystallized DDNP is washed with ethanol, so that the WO 00/66517-30 - PCT / ATOO / 00109
  • a certain crystal form of the DDNP can be achieved, e.g. thin plates with a thickness of less than 5 ⁇ m, e.g. 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, an edge length of 30 to 100 ⁇ m with a rectangular habit, whereby the angle can vary between 85 ° and 95 °.
  • the length to width ratio can range from 1: 2 to 1: 4.
  • ethanol is used because it can be achieved that, compared to water, moisture-sensitive components, such as e.g. Strontium nitrate, can be processed more easily.
  • moisture-sensitive components such as e.g. Strontium nitrate
  • other organic pasting agents can be used instead of ethanol, it being crucial that the advantage due to the lower boiling point and the improved drying compared to water is achieved.
  • the processing temperatures can be in the range above 30 ° C and advantageously not below 30 ° C, in order to expel the adhering crystal water from the strontium nitrate or the water absorption of strontium nitrate at the same time as the processing to prevent. At this temperature it is advantageous that the strontium nitrate still has a processable hardness. Below 30 ° C, the strontium nitrate absorbs water to form the tetrahydrate. This allows water to be removed from the mixture so that it can dry out and possibly become hard. It is advantageous to use strontium nitrate with little or no water, e.g. up to a maximum of 0.1%.
  • the oxidizing agent mixture can be composed of potassium and / or sodium peroxodisulfate and at least one additional oxidizing agent, selected from a group comprising tin oxalate, tungsten trioxide, magnesium peroxide and calcium carbonate.
  • the proportion of potassium and / or sodium peroxodisulfate in the total mixture can be between 45% and 50% by weight.
  • the proportion of the additional oxidizing agent in the oxidizing agent mixture can be between 5% by weight and 50% by weight.
  • at least one oxidizing agent can be selected from a group comprising sodium perchlorate, potassium perchlorate, ammonium perchlorate, copper perchlorate, sodium chlorate, potassium chlorate, ammonium chlorate, barium chromate, lead chromate and mercury chromate.
  • At least one reducing agent can be selected from a group containing hydrides and / or carbides.
  • tungsten and / or tungsten compounds in the ignition mixtures according to the invention was also recognized as advantageous, not least because most of these compounds, like the element itself, are largely non-hygroscopic.
  • metallic tungsten and / or tungsten carbide, for example in powder form, can be used both as a reducing agent and as a friction agent.
  • tungsten trioxide as an oxidizing agent or part of the oxidizing agent mixture according to the invention has proven to be advantageous.
  • W and WO3 the following reactions are known to occur at approx. 1000 ° C and under inert gas:
  • this reaction also occurs under the conditions when the ignition mixture according to the invention is ignited, at least to a comparable extent, in particular also when elementary W is at least partially caused by metals which are still significantly more oxygen-affinitive, such as e.g. Ti, Zr or the like is replaced.
  • Possible reactions include:
  • reaction to WO2 can also be used directly as an energy source for the primer.
  • WC When using WC, its extremely high hardness is particularly advantageous, so that it can act as a friction agent and thus the sensitivity can be increased.
  • WC In contrast to glass, WC is much harder and also has the advantage that it oxidizes from approx. 600 ° C (WC + 3/2 02 -> WO2 + CO). On the one hand, it contributes to energy turnover. On the other hand, no hard particles can get into the barrel after the oxidation, so that a shortening of the life of the weapon, as is the case when using glass, can be excluded.
  • WO2 is also particularly advantageous because it has a high density (10.8 g / cm 3 ) and is stable up to relatively high temperatures. At temperatures above approx. 1500 ° C, WO2 even disproportionates to W and WO2.72. W itself has an extremely high density (19.3 g / cm 3 ) and the highest melting point of all metals (3400 ° C). Due to the high oxygen content of WO2.72, this in turn can act as an oxidizing agent, whereby WO2 is formed again.
  • the main advantage of using tungsten and / or tungsten compounds is the formation of hot particles that have a very high density and a very high melting point. As a result, the ignition of the propellant charge powder is markedly improved compared to igniting charges without the addition of tungsten and / or tungsten compounds.
  • tungsten and / or tungsten compounds can be stated that the most important representatives (metal, oxides, carbides) are not hygroscopic. This simplifies storage and processing and is more economical.
  • WO3, W and WC are also an intermediate product in the production of hard metals in different grain sizes. This means that these fabrics can be purchased directly at relatively low prices.
  • compositions are given, with which the above advantages can be achieved.
  • DDNPs in the range between 5% by weight and 50% by weight, in particular between 15% by weight and 40% by weight
  • tetrazene in the range between 1% by weight and 15% by weight, in particular between 1 , 5% by weight and 10% by weight
  • spherical powder to the extent between 2% by weight and 20% by weight, in particular between 3% by weight and 15% by weight
  • cesium nitrate and / or potassium nitrate to the extent between 5% by weight and 70% by weight, in particular between 10% by weight and 40% by weight
  • titanium to the extent between 1% by weight and 20% by weight, in particular between 1% by weight and 14% by weight
  • tungsten in the range between 1% by weight and 40% by weight, in particular in the range from 1% by weight and 30% by weight
  • tungsten carbide in the range between 2% by weight and 25% by weight, in particular between 3% by weight and 24% by weight
  • calcium silicide in an amount between 1%
  • Tungsten carbide 5 - 15 further oxidizing agents 1 - 25
  • Example 7 Share in mass% DDNP 20-30 tetrazene 3-6 ball powder 5-10 potassium nitrate 15-30 cesium nitrate 15-30 titanium 2-10 calcium silicide 5-15
  • Example 10 Share in mass% DDNP 20-30 tetrazen 3-6
  • Example 12 Share in% by weight of DDNP 20-30

Abstract

The invention relates to an ignition mixture consisting of at least one impact-sensitive, non-metallic explosive, optionally at least one further impact-sensitive, non-metallic explosive, optionally at least one combustible and an oxidant mixture. The maximum content of the individual oxidants within the total mixture consisting of the explosive/s and optionally the combustible/s is determined by a predetermined maximum limiting concentration of the reaction product/s of the oxidants after the redox reaction and in an area surrounding the total mixture.

Description

AnzündmischungKindling mixture
Die Erfindung betrifft eine Anzündmischung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2, eine Explosivstofformulierung gemäß Anspruch 42 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anzündmischung gemäß Anspruch 43.The invention relates to an ignition mixture according to the preamble of claims 1 and 2, an explosive formulation according to claim 42 and a method for producing an ignition mixture according to claim 43.
Anzündmischungen werden üblicherweise zur Iniziierung der Explosion bzw. Detonation von Explosivstoffen, beispielsweise in Munition oder aber auch in diversen pyro- technischen Gegenständen eingesetzt. Derartige Zündladungen beinhalten als einen der Hauptbestandteile ein Oxidationsmittel bzw. einen Sauerstoff abgebenden Stoff, um damit eine entsprechende Redoxreaktion zu ermöglichen. Derartige Oxidationsmittel sollten einfach ein reiner Form verfügbar sein, einen entsprechenden Teilchendurchmesser aufweisen und darüber hinaus kostengünstig herstellbar sein. Zudem sollten diese Oxidationsmittel im Falle der Durchfeuchtung neutral reagieren bzw. nicht hy- groskopische Eigenschaften aufweisen. Die Abgabe des enthaltenen Sauerstoffes sollte bei erhöhter Temperatur mit ausreichender Geschwindigkeit erfolgen und sollten diese Oxidationsmittel über einen gewissen Temperaturbereich thermisch stabil sein. Den meisten Oxidationsmitteln, welche über diese Eigenschaften zumindest zum Teil verfügen, haftet der Nachteil an, daß zum Ladungsausgleich Schwermetallkationen vor- handen sind, wie beispielsweise Blei, Quecksilber oder dgl., wodurch wegen der erforderlichen Konzentrationsverhältnisse nach erfolgter Abfeuerung die Umgebungsluft und in der Folge auch der Verwender derartige Explosivstoffgemische mit gesundheits- gefährdenden Reaktionsprodukten, wie beispielsweise Gasen, Stäuben oder dgl. belastet wird.Ignition mixtures are usually used to initiate the explosion or detonation of explosives, for example in ammunition or in various pyro-technical objects. Ignition charges of this type contain, as one of the main constituents, an oxidizing agent or an oxygen-releasing substance in order to enable a corresponding redox reaction. Such oxidizing agents should simply be available in a pure form, have a corresponding particle diameter and, in addition, be inexpensive to produce. In addition, these oxidizing agents should react neutrally in the event of moisture penetration or have non-hygroscopic properties. The oxygen contained should be released at an elevated temperature at a sufficient rate and these oxidizing agents should be thermally stable over a certain temperature range. Most oxidizing agents, which have at least some of these properties, have the disadvantage that heavy metal cations are present for charge equalization, such as lead, mercury or the like, which, because of the required concentration ratios, after firing, the ambient air and subsequently the user is also exposed to such explosive mixtures with health-endangering reaction products, such as gases, dusts or the like.
Die Verwendung derartiger gesundheitsgefährdender Oxidationsmittel ist beispielsweise aus der US 3,423,259 A bekannt, aus der eine Mischung enthaltend unter anderem Bariumnitrat und Bleioxid für einen Initialsprengstoff bekannt ist. Die in dieser USA angeführten Zusammensetzungen für Initialsprengstoffe enthalten dabei eine so hohe Konzentration an diesen Oxidationsmittel, daß eine Gesundheitsgefährdung nicht ausgeschlossen werden kann, insbesondere, wenn diese Materialien über einen längeren Zeitraum verwendet werden.The use of such health-endangering oxidizing agents is known, for example, from US Pat. No. 3,423,259 A, from which a mixture containing, inter alia, barium nitrate and lead oxide for an initial explosive is known. The compositions for initial explosives listed in this USA contain such a high concentration of this oxidizing agent that a health hazard cannot be ruled out, especially if these materials are used over a long period of time.
Aus der EP 0 440 873 B l ist eine Initialzünderzusammensetzung bekannt, welche im wesentlichen aus Diazodinitrophenol, Strontiumnitrat und Tetrazen besteht. NebenAn initiator composition is known from EP 0 440 873 B1, which essentially consists of diazodinitrophenol, strontium nitrate and tetrazene. Next
Diazodinitrophenol kann der stoßempfindliche Sprengstoff auch Caliumdinitrobenzofu- roxan umfassen. Für das Oxidationsmittel Strontiumnitrat ist bislang keinerlei Gesund- heitsgefährdung für das Matellkation Strontium bekannt. Nachteilig ist dabei jedoch, daß Strontiumnitrat hygroskopisch ist und so die Lagerung dieser Initialzündstoffe über einen längeren Zeitraum ohne besondere Vorkehrungen problematisch ist. Neben der Bildung des Tetrahydrates ist auch die gute Löslichkeit in Wasser von ca. 41 % nachteilig, da die Gefahr eines Zerfließens bei extremen Lagerbedingungen auftreten kann.Diazodinitrophenol, the shock-sensitive explosive can also include potassium dinitrobenzofuroxane. For the oxidizing agent strontium nitrate, no healthy known for the matellation strontium. However, it is disadvantageous that strontium nitrate is hygroscopic and the storage of these initial igniters over a long period of time is problematic without special precautions. In addition to the formation of the tetrahydrate, the good solubility in water of approx. 41% is also disadvantageous, since the risk of melting can occur under extreme storage conditions.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anzündmischung für Explosivstoffe, pyrotech- nische Gegenstände oder dgl. zu schaffen, in der neben unbedenklich erscheinenden Oxidationsmitteln auch Oxidationsmittel eingesetzt werden können, die über die einführend festgehaltenen Eigenschaften verfügen und in einer Konzentration vorliegen, die eine gesundheitliche Beeinträchtigung des Verwenders dieser Zündladung vermeiden soll.The object of the invention is now to provide an ignition mixture for explosives, pyrotechnic articles or the like in which, in addition to harmless-appearing oxidizing agents, oxidizing agents can also be used which have the introductory properties and are present in a concentration which is healthy Avoid interference with the user of this primer charge.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß nunmehr die Zusammensetzung der Zündladung nicht alleinig auf die sichere Detonation des Explosivstoffes ausgerichtet ist, sondern vielmehr sich der Anteil der Oxidationsmittel in einem allfälligen Gemisch nach der Konzentration der entstehenden Reaktionsprodukte richtet. Auf diese Weise ist es möglich, selbst solche Oxidationsmittel einzusetzen, welche aus derzeitiger Sicht bedenklich erscheinen. Es kann damit auch eine sichere Detonation des Explosivstoffes ermöglicht werden, da eine Durchfeuchtung der gesamten Sprengladung hintangehalten werden kann und können derart definierte Mischungen auch unter extremen Lagerbedingungen ihre Eigenschaften beibehalten.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. It is advantageous that the composition of the primer charge is now not solely aimed at the safe detonation of the explosive, but rather the proportion of the oxidizing agents in any mixture depends on the concentration of the reaction products formed. In this way it is possible to use even those oxidizing agents that currently appear to be of concern. A safe detonation of the explosive can thus also be made possible, since the entire explosive charge can be prevented from being moistened, and mixtures defined in this way can retain their properties even under extreme storage conditions.
Es ist weiters die Aufgabe der Erfindung, eine Anzündmischung zu schaffen, bei deren Verwendung unter normalen Bedingungen eine Gesundheitsgefährdung aufgrund der Zusammensetzung der Anzündmischung nicht zu erwarten ist.It is a further object of the invention to provide an ignition mixture which, when used under normal conditions, is not expected to pose a health risk due to the composition of the ignition mixture.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 2 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß durch den Einsatz von Wolframverbindungen ein bis zu hohen Temperaturen thermisch stabiles Oxidationsmittel zur Verfügung gestellt werden kann, welches zudem eine hohe Dichte aufweist. Darüber hinaus sind derartige Verbindungen nicht hygroskopisch, wodurch sich neben der Lagerung auch die Ver- arbeitung vereinfachen läßt. Weiters läßt sich die Anzündbarkeit des Treibladungspulvers verbessern. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den Ansprüchen 3 bis 41 beschrieben und können deren Vorteile der Beschreibung entnommen werden.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 2. It is advantageous that the use of tungsten compounds can provide an oxidizing agent which is thermally stable up to high temperatures and which also has a high density. In addition, such connections are not hygroscopic, which, in addition to storage, can also simplify processing. Furthermore, the ignitability of the propellant powder can be improved. Further advantageous design variants are described in claims 3 to 41 and their advantages can be found in the description.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch eine Explosivstofformulierung ge- maß Anspruch 42 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß nunmehr durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Anzündmischung für diese Explosivstofformulierung deren Eigenschaften entsprechend den gewünschten Verhältnissen eingestellt werden können, beispielsweise das Zeit/Druckverhalten, die Lagerbeständigkeit, die Hygroskopizität der Formulierung, der Energieinhalt der Formulierung, das Gasvolumen sowie das Empfindlichkeits/Unempfindlichkeitsverhalten. Es kann somit diese Explosivstofformulierung so zusammengesetzt sein, daß sie in Geschoßen bzw. Munition Verwendung finden kann, andererseits sind aber auch zivile Einsatzmöglichkeiten, wie z.B. in Airbag-Systemen, denkbar.However, the object of the invention is also achieved by an explosive formulation according to claim 42. It is advantageous that by using the ignition mixture according to the invention for this explosive formulation, its properties can be adjusted according to the desired conditions, for example the time / pressure behavior, the shelf life, the hygroscopicity of the formulation, the energy content of the formulation, the gas volume and the sensitivity / Insensitivity behavior. This explosive formulation can thus be composed in such a way that it can be used in projectiles or ammunition, but on the other hand there are also civil applications, such as in airbag systems, conceivable.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters durch das Verfahren gemäß den Merkmalen im Kennzeichenteil des Anspruches 43 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln zum Anteigen der Masse für die Explosivstofformulierung bzw. für die Anzündmischung einerseits auch hygroskopische Edukte verwendet werden können, da sie aus dem organischen Lösungsmittel kein Kristallwas- ser aufnehmen. Zudem kann dadurch auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gesteigert werden, da vorzugsweise solche Lösungsmittel verwendet werden, die einen im Vergleich zu Wasser niedrigeren Siedepunkt aufweisen, wodurch die Trocknung erleichtert und die Trocknungszeit verkürzt werden kann.The object of the invention is further achieved by the method according to the features in the characterizing part of claim 43. It is advantageous that the use of organic solvents to paste the mass for the explosive formulation or for the ignition mixture also enables hygroscopic educts to be used on the one hand, since they do not absorb any water of crystallization from the organic solvent. In addition, this can also increase the economics of the process, since those solvents are preferably used which have a lower boiling point compared to water, which makes drying easier and the drying time can be shortened.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den Ansprüchen 44 bis 48 beschrieben und können deren Vorteile der Beschreibung entnommen werden.Further advantageous design variants are described in claims 44 to 48 and their advantages can be found in the description.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following description.
Einführend sei festgehalten, daß Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen können.As an introduction, it should be noted that individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments described can represent independent, inventive or inventive solutions.
Sprengmittel, dazu gehören u.a. Initialsprengstoffe, Treib- und Schießstoffe, Zündstoffe, pyrotechnische Sätze oder dgl., können für die verschiedensten Zwecke, beispielsweise für militärische Zwecke und für die Jagd, für Munitionen eingesetzt wer- - -Explosives, including initial explosives, fuels and guns, primers, pyrotechnic charges or the like, can be used for a wide variety of purposes, for example for military purposes and for hunting, for ammunition - -
den. Daneben werden derartige Sprengstoffe aber z.B. auch in Airbag-Systemen verwendet. Für den jeweiligen Verwendungszweck ist ausschlaggebend, ob der Explosivstoff mehr schiebend wirkt (als Schießstoff bzw. Treibladungspulver) oder mehr zertrümmernd.the. In addition, such explosives are e.g. also used in airbag systems. For the respective intended use, it is decisive whether the explosive has a more pushing effect (as a gun or propellant powder) or more smashing.
Als Sprengmittel werden im allgemeinen die verschiedensten Explosivstoffe bzw. deren Gemische verwendet, z.B. durch Nitrierung erhältliche Salpetersäureester (Gly- zerintrinitrat, Mannitolhexanitrat), Nitro-Verbindungen (TNT), Nitramine (Hexogen), Nitrosamine, Ammoniumnitrat oder dgl. Auch explosionsfähige Gemenge verschieden- ster Substanzen kommen zum Einsatz, z.B. Schwarzpulver, Chlorat-Spengstoffe, Ammonsalpeter-Sprengstoffe oder dgl.A wide variety of explosives or mixtures thereof are generally used as disintegrants, e.g. nitric acid esters obtainable by nitration (glycerin trinitrate, mannitol hexanitrate), nitro compounds (TNT), nitramines (hexogen), nitrosamines, ammonium nitrate or the like. Also explosive mixtures of different substances are used, e.g. Black powder, chlorate explosives, ammonium nitrate explosives or the like
Die Anforderungen an Sprengmittel für gewerbliche und militärische Zwecke sind teilweise so unterschiedlich, daß zum Teil zivile Sprengmittel militärisch nicht verwendet werden. Die Sensibilität gewerblich verwendeter Sprengmittel darf aus Sicherheitsgründen nicht zu hoch sein. Unempfindlichkeit gegen Stoß, Reibung und Wärme sowie Lagerbeständigkeit erreicht man durch Phlegmatisierung, Änderung der Mischungsverhältnisse, spezifische Formgebung, gegebenenfalls auch durch den Zusatz von Moderatoren oder dgl.The requirements for explosives for commercial and military purposes are sometimes so different that civil explosives are sometimes not used militarily. For safety reasons, the sensitivity of commercial explosives must not be too high. Insensitivity to impact, friction and heat as well as shelf life can be achieved by desensitizing, changing the mixing ratio, specific shape, if necessary also by adding moderators or the like.
Vielen dieser unterschiedlichen Sprengmitteln ist die Verwendung von Oxidationsmit- teln gemeinsam, um dadurch eine Reaktion dieser Sprengmittel überhaupt erst zu ermöglichen. Üblicherweise weisen die verwendeten Sprengmittel eine mehr oder weniger stark negative Sauerstoffbilanz (SB) auf. Die Sauerstoffbilanz wird in der Litera- tur üblicherweise verwendet, und gibt eine Aussage darüber, wieviel Sauerstoff bei einer Reaktion frei (Oxidationsmittel) oder verbraucht (Reduktionsmittel) wird. Die Angabe erfolgt meistens in Gewichtsprozent.Many of these different disintegrants have in common the use of oxidizing agents in order to enable these disintegrants to react in the first place. The explosives used usually have a more or less negative oxygen balance (SB). The oxygen balance is usually used in the literature and gives information about how much oxygen is released (oxidizing agent) or consumed (reducing agent) in a reaction. The information is usually given in percent by weight.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß neben der SB, bezogen auf die Masse des einge- setzten Oxidationsmittels, auch die Dichte dieses Oxidationsmittels von Bedeutung ist. Je höher die Dichte des Oxidationsmittels bei gleicher SB ist, desto mehr aktiver Sauerstoff kann in einem gegebenen Volumen entstehen. Um diese Tatsache berücksichtigen zu können, wird eine volumenspezifische Sauerstoffbilanz (SBVol) angegeben, die durch Multipikation der SB mit der Dichte errechnet wird.It should be noted at this point that in addition to the SB, based on the mass of the oxidizing agent used, the density of this oxidizing agent is also important. The higher the density of the oxidizing agent for the same SB, the more active oxygen can be generated in a given volume. In order to be able to take this fact into account, a volume-specific oxygen balance (SBVol) is specified, which is calculated by multiplying the SB by the density.
Unter der Dichte ist dabei immer die (theoretische) Dichte des Stoffes gemeint und nicht die Schüttdichte. WO 00/66517 - 5 - PCT/ATOO/00109Density always means the (theoretical) density of the substance and not the bulk density. WO 00/66517 - 5 - PCT / ATOO / 00109
Um nun dieses Sauerstoffdefizit auszugleichen, werden besagte Sprengmittel üblicherweise in Verbindung mit Oxidationsmittel verwendet. Derartige Oxidationsmittel weisen in der Regel eine mehr oder weniger ionische Struktur auf, d.h. sie bestehen im wesentlichen aus Anionen und Kationen.In order to compensate for this oxygen deficit, said disintegrants are usually used in conjunction with oxidizing agents. Such oxidizing agents usually have a more or less ionic structure, i.e. they consist essentially of anions and cations.
Die bislang vorzugsweise verwendeten Oxidationsmittel haftet aber, wie eingangs bereits erwähnt, der Nachteil an, daß den zum Ladungsausgleich verwendeten Kationen ein mehr oder weniger großes toxisches Potential innewohnt. Die Problematik, die sich dadurch ergibt, ist, daß durch das mittlerweile gesteigerte Umweltbewußtsein eine Verwendung diese Oxidationsmittel nur mehr in Randbereichen eingesetzt werden dürfen bzw. können. So ist es beispielsweise bei der Verwendung von derartig ausgerüsteten Sprengmitteln in Patronen auf Schießständen problematisch, eine Gesundheitsgefährdung auszuschließen, insbesondere bei ungenügender Luftumwälzung bzw. Luftaustausch. Dadurch kann in geschlossenen Räumen eine Anreicherung der Luft mit diesen toxischen Substanzen entstehen, die beispielsweise in Form von Rauchen,However, as already mentioned at the beginning, the oxidizing agents which have preferably been used have the disadvantage that the cations used for charge balancing have a more or less great toxic potential. The problem that arises from this is that the increased environmental awareness means that these oxidizing agents can or can only be used in peripheral areas. For example, when using explosives equipped in this way in cartridges on shooting ranges, it is problematic to rule out a health hazard, especially in the case of insufficient air circulation or air exchange. This can result in the air being enriched with these toxic substances in closed rooms, for example in the form of smoking,
Schwaden, Festpartikeln oder dgl. vorliegen können. Durch das Einatmen bzw. auch durch Hautresorption kann es unter Umständen aufgrund cancerogener Wirkungen zu Zellmutationen mit ihren bekannten Folgen kommen.Swaths, solid particles or the like can be present. Inhalation or skin absorption may lead to cell mutations with their known consequences due to carcinogenic effects.
Gerade hier setzt die Erfindung an. Es sollen im folgenden Oxidationsmittelmischun- gen definiert werden, die eine derartige Schadstoffüberkonzentration verhindern und dabei gleichzeitig im wesentlichen zumindest jene Eigenschaften aufweisen, welche den althergebrachten Oxidationsmitteln eigen sind.This is precisely where the invention comes into play. In the following, oxidizing agent mixtures are to be defined which prevent such an excessive concentration of pollutants and at the same time essentially have at least those properties which are common to the traditional oxidizing agents.
Zur Beurteilung der Toxiziät der Oxidationsmittel können die folgenden Werte verwendet werden.The following values can be used to assess the toxicity of the oxidizing agents.
1. Der MAK Wert (Maximale Arbeitsplatzkonzentration) bezieht sich, wenn nicht anders angegeben, auf die TRGS 900. Daneben kann sich der MAK Wert auch auf die TRGS 402, 403, 905 beziehen.1. The MAK value (maximum workplace concentration) refers to the TRGS 900 unless otherwise stated. In addition, the MAK value can also refer to the TRGS 402, 403, 905.
2. Sind für einzelne Oxidationsmittel bzw. die an deren Zusammensetzung beteiligten Elemente keine MAK Werte angeführt, können entsprechende Grenzwerte der OSHA-Liste entnommen werden (Occupational Safety & Health, U.S. Department of Labor).2. If no MAK values are given for individual oxidizing agents or the elements involved in their composition, corresponding limit values can be found in the OSHA list (Occupational Safety & Health, U.S. Department of Labor).
3. Daneben besteht noch die Möglichkeit, als Grenzkonzentration die tech- - -3. There is also the option of using the technical - -
nische Richtkonzentration bzw. den biologischen Arbeitsplatztoleranzwert (TRGS 903) heranzuziehen.reference concentration or the biological workplace tolerance value (TRGS 903).
Die Einstufung der Toxizität kann anhand der Giftliste (Roth, Daunderer, Giftliste, 6. Auflage 1990, 78. Ergänzungslieferung, Stand 15.1 1. 1998) vorgenommen werden. In Einzelfällen kann zusätzlich die MAK Einstufung der DFG-Kommission (Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe in der Deutschen Forschungsgemeinschaft) herangezogen werden. Der MAK Wert bezieht sich, wenn nicht anders angeführt, auf das Metallkation.The toxicity can be classified using the poison list (Roth, Daunderer, Poison List, 6th edition 1990, 78th supplementary delivery, status 15.1 1. 1998). In individual cases, the MAK classification of the DFG commission (Senate commission for testing harmful substances in the German Research Foundation) can also be used. Unless stated otherwise, the MAK value refers to the metal cation.
Neben der Toxizität kann selbstverständlich für die wirtschaftliche Bedeutung der An- zündsätze der Preis der Oxidationsmittel eine Rolle spielen und sind zudem auch die Eigenschaften dieser Oxidationsmittel, wie z.B. Stabilität, Verhalten gegen Wasser etc., ein Auswahlkriterium.In addition to the toxicity, the price of the oxidizing agents can of course play a role in the economic importance of the ignition charges and the properties of these oxidizing agents, such as Stability, behavior against water etc., a selection criterion.
Wie bereits erwähnt, weisen die üblicherweise verwendeten Oxidationsmittel ionischen Charakter auf, d.h. sie bestehen aus Anionen und Kationen.As already mentioned, the oxidizing agents commonly used have an ionic character, i.e. they consist of anions and cations.
Als Anionen können dabei z.B. Chromate, Dichromate, Chlorate, Perchlorate, Bro- mate, Perbromate, Iodate, Periodate, Permanganate, Nitrate, Oxide, Peroxidverbindungen, Carbonate, Sulfate und Oxalate in Betracht gezogen werden. Selbstverständlich können aber auch andere, hier nicht erwähnte Anionen gegebenenfalls verwendet werden.As anions, e.g. Chromates, dichromates, chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates, periodates, permanganates, nitrates, oxides, peroxide compounds, carbonates, sulfates and oxalates can be considered. Of course, other anions not mentioned here can also be used if necessary.
Aufgrund der Cancerogenität von Chromverbindungen - der TRK Wert liegt bei 0,05Due to the carcinogenicity of chromium compounds - the TRK value is 0.05
3 mmgg//mm ffüürr ddeenn FFeeiinnssttaauubb -- ssoolllltteenn CChhrroommaattee uunndd DDiicchhromate der Oxidationsmittel- mischung nur in geringsten Mengen zugefügt werden.3 mmgg // mm for the small amounts of chro- roomate tea and di-chromate are only added to the oxidizing agent mixture in very small amounts.
Bei Verwendung von Chloraten und Perchloraten ist auf deren korrosive und mög- licherweise toxischen Reaktionsprodukte zu achten. Zudem können beim Verbrennen von organischen Verbindungen in Anwesenheit von Chlor in einem Temperaturfenster zwischen 300° C und 600° C die sehr giftigen Dioxine entstehen. So besitzt z.B.When using chlorates and perchlorates, attention must be paid to their corrosive and possibly toxic reaction products. In addition, when organic compounds are burned in the presence of chlorine in a temperature window between 300 ° C and 600 ° C, the very toxic dioxins can arise. For example,
2,3,7,8-Tetrachlordibenzopdioxin eine TRK-Wert von 5* 1 8 mg/m 3.2,3,7,8-tetrachlorodibenzopdioxin has a TRK value of 5 * 1 8 mg / m 3.
Ebenso ist beim Einsatz von Bromaten, Perbromaten, Iodaten oder Periodaten auf die Bildung von korrosiven und giftigen Verbrennungsprodukten zu achten. Auch die Verwendung von Permanganaten ist problematisch, obwohl nicht ausgeschlossen, da Per- manganate meist sehr gut wasserlöslich sind, wodurch sich die Lagereigenschaften von Formulierungen, die Permanganate enthalten, verschlechtern können. Zudem weist Mangan den sehr niedrigen MAK Wert von 0,5 mg/m auf.Likewise, when using bromates, perbromates, iodates or periodates, care must be taken to form corrosive and toxic combustion products. The use of permanganates is also problematic, although not excluded because manganates are usually very soluble in water, which can worsen the storage properties of formulations containing permanganates. In addition, manganese has a very low MAK value of 0.5 mg / m.
Generell sei an dieser Stelle bemerkt, daß es günstig ist, wenn der MAK Wert des je- weiligen Metalls größer als 1 mg/m 3 , vorzugsweise größer als 2 mg/m 3 , insbesondereIn general, it should be noted at this point that it is favorable if the MAK value of the respective metal is greater than 1 mg / m 3, preferably greater than 2 mg / m 3, in particular
3 größer als 4 mg/m ist.3 is greater than 4 mg / m.
Vorteilhaft ist die Verwendung von Nitraten, da aufgrund der Zusammensetzung aus Stickstoff und Sauerstoff Nitrate in üblicherweise unproblematische Reaktionsprodukte zerfallen und zudem eine stark positive Sauerstoffbilanz aufweisen. In der Folge ist die Toxizität von Nitraten also nur vom jeweiligen Kation abhängig.The use of nitrates is advantageous since, owing to the composition of nitrogen and oxygen, nitrates break down into reaction products which are usually unproblematic and also have a strongly positive oxygen balance. As a result, the toxicity of nitrates is only dependent on the respective cation.
Ebenso verhalten sich Oxide. Vorzugsweise kommen solche Metalloxide zur Anwen- düng, deren Kation leicht reduzierbar ist, d.h. in eine niedrigere Oxidationsstufe überführt werden kann. Beispielsweise kann Zinndioxid (SnÜ2 ) in SnO oder aber Fe2 O in FeO unter Sauerstoffabgabe, der in der Folge für die Reaktion im Anzündgemisch zur Verfügung steht, überführt werden.Oxides behave in the same way. Such metal oxides are preferably used whose cation is easily reducible, i.e. can be converted to a lower oxidation state. For example, tin dioxide (SnÜ2) can be converted into SnO or Fe2 O into FeO with the release of oxygen, which is subsequently available for the reaction in the ignition mixture.
Ebenso vorteilhaft ist die Verwendung von Peroxidverbindungen, da deren Toxizität wiederum vorwiegend vom Kation abhängig ist.The use of peroxide compounds is also advantageous, since their toxicity is primarily dependent on the cation.
Peroxidverbindungen lassen sich dabei in solche mit heteropolarer, kovalenter oder komplexer Bindung unterteilen. Mit kovalenten Eigenschaften können beispielsweise Peroxoborate, Peroxo(di)sulfate, Peroxo(di)phosphate sowie diverse verwendbare organische Peroxoverbindungen verwendet werden.Peroxide compounds can be divided into those with a heteropolar, covalent or complex bond. With covalent properties, for example, peroxoborates, peroxo (di) sulfates, peroxo (di) phosphates and various usable organic peroxo compounds can be used.
Komplexe Bindungen weisen z.B. Metallkomplexe mit Peroxoliganden auf, wobei als Metall überwiegend Übergangsmetalle, wie z.B. Titan (Ti), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Wolfram (W) zum Einsatz kommen.Complex bonds have e.g. Metal complexes with peroxo ligands, the metal being predominantly transition metals, such as Titanium (Ti), chrome (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W) are used.
Daneben können im weiteren Sinn auch Peroxidverbindungen in der Oxidationsmittel- mischung vorhanden sein, die als Hydratwasser nicht H^O sondern H^O^ (Wasserstoffperoxid) aufweisen, also sogenannte Peroxihydrate.In addition, in a broader sense, peroxide compounds may also be present in the oxidizing agent mixture which, as water of hydration, do not have H ^ O but H ^ O ^ (hydrogen peroxide), ie so-called peroxy hydrates.
Aber auch die sogenannten Hyperoxide zählen im weitesten Sinn zu den Peroxoverbindungen, da sie das paramagnetische O^ -Anion, welches als Derivat des sehr instabi- len HO2 Radikals aufgefaßt werden kann, enthalten. Wie bekannt, können in üblicher Weise nur die Alkalimetalle reine Hyperoxide bilden.But the so-called hyperoxides also belong to the peroxo compounds in the broadest sense, since they contain the paramagnetic O ^ anion, which is a derivative of the very unstable len HO2 radicals can be included. As is known, only the alkali metals can form pure hyperoxides in the usual way.
Neben diesen Gruppen von Verbindungen können aber auch solche Oxidationsmittel verwendet werden, deren Sauerstoffbilanz zumindest beinahe ausgeglichen ist.In addition to these groups of compounds, it is also possible to use oxidizing agents whose oxygen balance is at least almost balanced.
So können, wie bereits erwähnt, z.B. auch Cabonate als Oxidationsmittel wirken, wobei in bezug auf die ausgeglichene Sauerstoffbilanz CO2 neben dem jeweiligen Metalloxid als Reaktionsprodukt anzunehmen ist. Interessant an den Carbonaten ist, daß das entstehende CO2 bekanntlich mit Kohlenmonoxid (CO) im Gleichgewicht vorliegt welches unter dem Namen Boudouard-Gleichgewicht bekannt ist (CO2 <=> CO + 0,5 O2). Dieses Gleichgewicht kann durch Temperaturerhöhung (über 800° C) und Sauerstoffunterschuß auf die rechte Seite, also in Richtung freier Sauerstoff, verschoben werden. Da beim Zünden des Anzündgemisches üblicherweise einerseits sehr hohe Temperaturen und andererseits auch ein Mangel an Sauerstoff vorherrschend sind, können also auch Carbonate infolge dieses Gleichgewichts oxidierend wirken.As already mentioned, e.g. Cabonates also act as an oxidizing agent, with regard to the balanced oxygen balance, CO2 can be assumed as a reaction product in addition to the respective metal oxide. What is interesting about the carbonates is that the resulting CO2 is known to be in equilibrium with carbon monoxide (CO), which is known as the Boudouard equilibrium (CO2 <=> CO + 0.5 O2). This equilibrium can be shifted to the right side, ie towards free oxygen, by increasing the temperature (above 800 ° C) and oxygen deficiency. Since very high temperatures and on the other hand a lack of oxygen are usually predominant when the ignition mixture is ignited, carbonates can also have an oxidizing effect due to this equilibrium.
Daneben ist bei der Verwendung von Carbonaten vorteilhaft, daß toxikologisch gesehen normalerweise unproblematische Reaktionsprodukte, nämlich Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid entstehen, welche ohnedies beim Abbrand des Treibladungspulvers normalerweise vorliegen.In addition, the use of carbonates has the advantage that, from a toxicological point of view, reaction products which are normally unproblematic, namely carbon monoxide or carbon dioxide, are formed, which are normally present anyway when the propellant powder is burned off.
Recht ähnlich ist die Situation bei Sulfaten, wobei allerdings zu beachten ist, daß für das beim Zerfall der Metallsulfate neben den Metalloxiden entstehende Schwefeltri- oxid (SOo) kein zum Boudouard-Gleichgewicht analoges Gleichgewicht mit SO2 existiert. Vorteilhaft ist jedoch, daß bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise über 1200 °C SO3 in SO2 und 02 nach der Gleichung SO3 --> S02 + 0,5 02 zerfällt, so- daß wiederum freier Sauerstoff für die Reaktion des Treibsatzes zur Verfügung steht. Zudem ist vorteilhaft, daß diverse Metalle, wie beispielsweise Platin, diesen Zerfall beschleunigen und die Temperatur des Zerfalls erniedrigen können. Für Platin kann ein derartiger Zerfall schon ab 430° C erreicht werden. Aufgrund der reduzierenden Bedingungen (negative Sauerstoffbilanz) beim Zünden des Treibladungssatzes kann also SO als Oxidationsmittel fungieren. Die Toxizität sowie die Korrosivität der entstehenden Abgase, also SO, bzw. S02, sind jedoch bei der für die Oxidationsmittel- mischung zu veranschlagenden Menge an Sulfaten zu beachten. Für SchwefeltrioxidThe situation is quite similar for sulfates, although it should be noted that there is no equilibrium with SO2 for the sulfur trioxide (SOo) formed in addition to the metal oxides when the metal sulfates decompose. However, it is advantageous that at elevated temperatures, for example above 1200 ° C., SO3 breaks down into SO 2 and 0 2 according to the equation SO 3 -> S0 2 + 0.5 0 2 , so that again free oxygen for the reaction of the propellant is available. It is also advantageous that various metals, such as platinum, can accelerate this decay and lower the temperature of the decay. For platinum, such decay can be achieved from 430 ° C. Due to the reducing conditions (negative oxygen balance) when the propellant charge is ignited, SO can act as an oxidizing agent. However, the toxicity and the corrosiveness of the resulting exhaust gases, that is, SO or S0 2 , must be taken into account in the amount of sulfates to be estimated for the oxidant mixture. For sulfur trioxide
3 wird beispielsweise ein Grenzwert von 1 mg/m angegeben (Kühn, Birett, Merkblätter gefährlicher Arbeitsstoffe 63. Erg. Lfg. 2/93). - -3, for example, a limit value of 1 mg / m is given (Kühn, Birett, leaflets on hazardous substances 63. Erg. Lfg. 2/93). - -
Schließlich ist aber auch die Verwendung von Oxalaten vorteilhaft, selbst unter dem Umstand, daß deren SB bezogen auf CO2 negativ ist. Berücksichtigt man jedoch genanntes Boudouard-Gleichgewicht, erhält man wiederum eine positive Sauerstoffbilanz, ähnlich dem Carbonat Anion. Besonders vorteilhaft ist, daß Oxalate aus toxi- kologischer Sicht überwiegend unbedenklich sind, d.h. daß die Toxizität durch das Kation bestimmt wird.Finally, the use of oxalates is also advantageous, even under the circumstance that their SB is negative with respect to CO 2 . However, if you take into account the Boudouard equilibrium mentioned, you again get a positive oxygen balance, similar to the carbonate anion. It is particularly advantageous that oxalates are largely harmless from a toxicological point of view, ie that the toxicity is determined by the cation.
Als mögliche Kationen kommen folgende Metalle in Frage.The following metals are possible cations.
1. Alkalimetalle1. Alkali metals
Dazu zählen Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb) und Cäsium (Cs). Interessant sind dabei Na und Cs, da für die entsprechenden Hydroxide - wahrscheinlichstes Reaktionsprodukt, da die Oxide hydrolysieren - ein vorteilhafter MAKThese include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb) and cesium (Cs). Na and Cs are of interest here, as an advantageous MAK for the corresponding hydroxides - the most likely reaction product because the oxides hydrolyze
Wert existiert, der hinsichtlich der toxikologischen Eigenschaften der Oxidationsmittel-Value exists that relates to the toxicological properties of the
3 Zusammensetzung bei 2 mg/m liegt.3 composition is 2 mg / m.
Für Kalium ist derzeit zwar kein MAK Wert vorhanden, allerdings wird eine zu NaOH analoge Einstufung empfohlen.There is currently no MAK value for potassium, but a classification similar to NaOH is recommended.
Ebenso können natürlich Li und Rb verwendet werden, obwohl für diese Metalle derzeit kein MAK Wert festgelegt ist.Li and Rb can of course also be used, although no MAK value is currently specified for these metals.
2. Erdalkalimetalle2. Alkaline earth metals
Von besonderem Interesse sind dabei Magnesium (Mg) und Calcium (Ca). Bei Ca ist jedoch zu beachten, daß der MAK gemäß TRGS 900 bei 5 mg/m3 und gemäß DGF bei 3 1,5 mg/m liegt. Es kann daher für die toxikologische Bewertung für die Oxidations- mittelmischung vorteilhaft sein, Calcium in solchen Mengen einzusetzen, daß der von der DGF vorgeschlagene Wert nicht überschritten wird. Allerdings ist aufgrund der üblicherweise toxikologischen Unbedenklichkeit von Calcium auch eine Menge mög-Magnesium (Mg) and calcium (Ca) are of particular interest. With Ca, however, it should be noted that the MAK according to TRGS 900 is 5 mg / m 3 and according to DGF 3 1.5 mg / m. It may therefore be advantageous for the toxicological assessment of the oxidizing agent mixture to use calcium in such quantities that the value suggested by the DGF is not exceeded. However, due to the usually toxicological harmlessness of calcium, a lot is possible.
3 lieh, die zu nicht mehr als 5 mg/m in den Reaktionsprodukten führt.3 loaned, which leads to no more than 5 mg / m in the reaction products.
Als vorteilhaft erweist sich auch die Verwendung von Strontium (Sr), da dieses Element im allgemeinen als wenig toxisch eingestuft wird, und somit auch in größeren Mengen in der erfindungsgemäßen Oxidationsmittelmischung eingesetzt werden kann.The use of strontium (Sr) also proves to be advantageous, since this element is generally classified as not very toxic and can therefore also be used in larger amounts in the oxidizing agent mixture according to the invention.
Beryllium kann hingegen aufgrund seiner cancerogenen Eigenschaften, insbesondere beim Einatmen, nur in Spuren der Oxidationsmittelmischung beigesetzt werden. Der 3 zugehörige MAK Wert kann bei 0,02 mg/m liegen.Beryllium, on the other hand, due to its carcinogenic properties, especially when inhaled, can only be added in traces of the oxidizing agent mixture. The 3 associated MAK value can be 0.02 mg / m.
Für Magnesium sollte ein MAK Wert von 6 mg/m Magnesiumoxid (MgO), berechnet als Feinstaub, nicht überschritten werden.For MAK, a MAK value of 6 mg / m magnesium oxide (MgO), calculated as fine dust, should not be exceeded.
3 Aufgrund der Giftigkeit sollte für Bariumsalze ein MAK Wert von 0,5 mg/m , ebenfalls bezogen auf Feinstaub, nicht überschritten werden.3 Due to the toxicity, a MAK value of 0.5 mg / m, also based on fine dust, should not be exceeded for barium salts.
3. Ubergangsmetalle Dazu zählen jene Metalle, die in die Gruppen 3 bis 12 lt. Periodensystem der Elemente eingeordnet werden.3. Transition metals These include those metals that are classified in groups 3 to 12 according to the periodic table of the elements.
Besonders vorteilhaft in bezug auf die MAK Werte können Verbindungen mit Yttrium (Y), Titan (Ti), Zirkon (Zr), Niob (Nb), Tantal (Ta), Molybdän (Mo), Wolfram (W) und Eisen (Fe) in schadstoffarmen Zündsätzen verwendet werden. Bei Ti und Ta sind allerdings auch die niedrigeren DFG-Werte möglich.Compounds with yttrium (Y), titanium (Ti), zircon (Zr), niobium (Nb), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), tungsten (W) and iron (Fe) can be particularly advantageous with regard to the MAK values. can be used in low-emission primers. However, the lower DFG values are also possible for Ti and Ta.
Obwohl sämtliche MAK Werte der einschlägigen Literatur entnommen werden können, soll folgende Tabelle für diese Elemente dem Fachmann eine Hilfestellung geben.Although all MAK values can be found in the relevant literature, the following table is intended to assist the person skilled in the art with these elements.
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
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Wie bereits erwähnt, spielt aber nicht nur die Toxizität bei der Wahl der Oxidationsmittelmischung eine Rolle, sondern auch die preisliche Situation. Nach diesen Überlegungen ist es daher besonders vorteilhaft, Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Mo und W in entsprechenden Mengen einzusetzen. Insbesondere gilt dies auch für Verbindungen der Elemente Fe und Zn.As already mentioned, not only the toxicity plays a role in the choice of the oxidizing agent mixture, but also the price situation. According to these considerations, it is therefore particularly advantageous to use compounds of the elements Ti, Zr, Mo and W in appropriate amounts. In particular, this also applies to connections of the elements Fe and Zn.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß selbstverständlich die mit dem erfindungsgemäßen Oxidationsmittelgemisch hergestellten, sogenannten "Anzündhütchen" auch Reduktionsmittel in Form diverser Metalle enthalten können. Für diese Reduktionsmittel sind die entsprechenden Grenzwerte selbstverständlich ebenso beachtlich.It should be noted at this point that of course those with the invention Oxidizing agent mixture produced, so-called "primers" can also contain reducing agents in the form of various metals. The corresponding limit values for these reducing agents are of course equally remarkable.
4. Erdmetalle4. Earth metals
Aus dieser Gruppe ist es besonders vorteilhaft, die Elemente Bor (B ) und AluminiumFrom this group it is particularly advantageous to use the elements boron (B) and aluminum
(AI) bzw. deren Verbindungen aufgrund der günstigen Grenzwerte in Anzündsätzen zu(AI) or their connections due to the favorable limit values in ignition kits
3 verwenden. Für B beträgt, bezogen auf B2O-3, der MAK Wert 15 mg/m (bezogen auf3 use. For B, based on B 2 O-3, the MAK value is 15 mg / m (based on
Gesamtstaub) und für AI 6 mg/m (bezogen auf Feinstaub). Bei AI ist jedoch wieder-Total dust) and for AI 6 mg / m (based on fine dust). With AI, however,
3 um eine Verringerung dieses Grenzwertes gemäß DFG auf 1 ,5 mg/m möglich.3 possible to reduce this limit according to the DFG to 1.5 mg / m.
Für Gallium (Ga) sollte die jeweilige Menge aufgrund fehlender MAK Werte vorher durch entsprechende Testverfahren ausgetestet werden.For gallium (Ga), the respective amount should be tested beforehand using appropriate test methods due to the lack of MAK values.
Die Elemente Indium (In) und Thallium (TI) sollten wegen der niedrigen MAK Werte 3The elements indium (In) and thallium (TI) should be 3 due to the low MAK values
0,1 mg/m (bezogen auf Gesamtstaub) bzw. 0,1 mg/m (bezogen auf Feinstaub) der0.1 mg / m (based on total dust) or 0.1 mg / m (based on fine dust) of
Oxidationsmittelmischung nur in geringen Mengen zur Verbesserung von deren Eigenschaften zugesetzt werden.Oxidizing agent mixture can only be added in small amounts to improve their properties.
5. Kohlenstoff ruppe5. Carbon group
Aufgrund der geringen Toxizität sind vor allem die Elemente Silizium (Si) und Zinn (Sn) bzw. deren Verbindungen besonders vorteilhaft für den Einsatz im Oxidationsmittelgemisch, jedoch können auch Germanium (Ge) und Blei (Pb), wenngleich in geringen Mengen, verwendet werden. Der MAK Wert für Silizium bzw. SiO (als Kiesel- säure, amorph) ist mit 4 mg/m 3 , bezogen auf Feinstaub, für Zinn, bezogen auf den Ge-Due to the low toxicity, the elements silicon (Si) and tin (Sn) and their compounds are particularly advantageous for use in the mixture of oxidants, but germanium (Ge) and lead (Pb) can also be used, albeit in small amounts . The MAK value for silicon or SiO (as silica, amorphous) is 4 mg / m 3, based on fine dust, for tin, based on the
3 samtstaub mit 2 mg/m anzusetzen. Für Germanium ist derzeit kein MAK Wert festgelegt. Für Blei liegt der Grenzwert aufgrund der fruchtschädigenden Eigenschaften3 velvet dust with 2 mg / m. No MAK value is currently set for germanium. The limit for lead is due to its fruit-damaging properties
3 von Bleiverbindungen bei 0,1 mg/m im Gesamtstaub. Hierbei zeigt sich wiederum die vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Oxidationsmittelmischung, da nunmehr bei Beachtung der entsprechenden Grenzwerte auch Bleiverbindungen der3 of lead compounds at 0.1 mg / m in total dust. This again shows the advantageous use of the oxidizing agent mixture according to the invention, since now, if the corresponding limit values are observed, lead compounds of the
Oxidationsmittelmischung zugesetzt werden können und in der Folge die entsprechend günstigen Eigenschaften dieser Verbindungen, welche zum Teil bereits bekannt sind, ausgenutzt werden können, ohne daß die Gefahr einer Gesundheitsgefährdung besteht.Oxidizing agent mixture can be added and, as a result, the correspondingly favorable properties of these compounds, some of which are already known, can be exploited without the risk of a health hazard.
Da Kohlenstoff üblicherweise immer in der Sprengstofformulierung vorhanden ist, erübrigt sich an dieser Stelle eine weitere Betrachtung. Neben diesen überwiegend metallischen Elementen müssen aber auch noch die Elemente der Pnictogene sowie Chalcogene für die Beurteilung der Gesamttoxizität der jeweiligen Formulierung in Betracht gezogen werden.Since carbon is usually always present in the explosives formulation, no further consideration is necessary at this point. In addition to these predominantly metallic elements, the elements of the pnictogens and chalcogens must also be taken into account when assessing the overall toxicity of the respective formulation.
Da Arsen (As), Antimon (Sb) und Bismuth (Bi) normalerweise ein sehr hohes toxikologisches Gefahrenpotential in sich bergen kommen aus der Gruppe der Pnictogene nur Stickstoff (N) und Phosphor (P) in Betracht. N kann in Form von Nitraten, aber auch als Ammoniumkation (NH ) verwendet werden. Als Reaktionsprodukt (e) können je nach den herrschenden Bedingungen bei der Verbrennung molekularer Stick- Stoff, welcher aufgrund der besonders stabilen Dreifachbindung weitestgehend ungiftig ist, sowie Stickoxide entstehen. Selbst im letzteren Fall können die MAK WerteSince arsenic (As), antimony (Sb) and bismuth (Bi) normally have a very high toxicological hazard potential, only nitrogen (N) and phosphorus (P) come into consideration from the group of pnictogens. N can be used in the form of nitrates, but also as an ammonium cation (NH). Depending on the prevailing conditions during the combustion, molecular nitrogen, which is largely non-toxic due to the particularly stable triple bond, and nitrogen oxides can be formed as reaction product (s). Even in the latter case, the MAK values can
3 besonders gü innstig angesetzt werden, beispielsweise für N0 mit 9 mg/m und für NO mit 30 mg/m .3"3 can be applied particularly carefully, for example for N0 with 9 mg / m and for NO with 30 mg / m .3 "
Die verwendbare Menge von Phosphor bzw. Phosphor-Verbindungen ist aufgrund ei-The usable amount of phosphorus or phosphorus compounds is due to
3 3 nes MAK Wertes von 1 mg/m für P2θ<r im Gesamtstaub bzw. 0, 1 mg/m für gelben oder weißen P im Gesamtstaub relativ niedrig.3 3 nes MAK value of 1 mg / m for P2θ < r in the total dust or 0.1 mg / m for yellow or white P in the total dust relatively low.
Aus der Gruppe der Chalcogene ist schließlich neben Sauerstoff nur Schwefel (S) für die Anwendung im Oxidationsmittelgemisch besonders vorteilhaft, da für S, bezogenFinally, in addition to oxygen, only sulfur (S) from the group of chalcogens is particularly advantageous for use in the oxidizing agent mixture, since it is related to S
3 auf SO , 5 mg/m im Abgas enthalten sein können. Für die Elemente Selen (Se) und 33 on SO, 5 mg / m can be contained in the exhaust gas. For the elements selenium (Se) and 3
Tellur (Te) liegen die entsprechenden Grenzwerte bei 0, 1 mg/m im Gesamt- bzw.Tellurium (Te) the corresponding limit values are 0.1 mg / m in the total or
Feinstaub, sodaß deren Verwendung bzw. die Verwendung der entsprechenden Verbindungen nur in Ausnahmefällen zur Verbesserung der weiteren Eigenschaften des Oxi- dationsmittelgemisches bzw. der fertigen Sprengstoffmischung zielführend sein kann.Fine dust, so that their use or the use of the corresponding compounds can only be useful in exceptional cases to improve the further properties of the oxidizing agent mixture or the finished explosive mixture.
Aus diesen Überlegungen heraus hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn für die erfindungsgemäße OxidationsmittelmischungBased on these considerations, it has proven to be particularly advantageous if for the oxidizing agent mixture according to the invention
1. Elemente verwendet werden, deren MAK Wert vorzugsweise höher als1. Elements are used whose MAK value is preferably higher than
1 mg/m3 ist, wozu Na, K, Cs, Mg, Ca, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, AI, Si, Sn, S, NH4 + sowie Sr zählen. (Für die folgende Ausführung werden die Elemente Ta, Y, Nb aufgrund des relativ hohen Preises nicht weiter berücksichtigt, obwohl für diese Elemente ein entsprechender Grenzwert existiert. Deren Einsatz im Oxidationsmittelgemisch soll daher nur in Ausnahmefällen erfolgen.)1 mg / m 3 is, which includes Na, K, Cs, Mg, Ca, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, Al, Si, Sn, S, NH 4 + and Sr. (Due to the relatively high price, the elements Ta, Y, Nb are no longer considered for the following version, although there is a corresponding limit value for these elements. Their use in the oxidizing agent mixture should therefore only be used in exceptional cases.)
2. Es ist weiters besonders vorteilhaft, sogenannte nichttoxische sauerstoffhäl- tige Anionen, z.B. Nitrate, Oxide, Peroxide, Carbonate, Sulfate bzw. Oxalate oder dgl. zu verwenden. Obwohl selbstverständlich auch die problematischeren Anionen, wie z.B. Chromate, Dichromate, Chlorate, Perchlorate, Bromate, Perbromate, Iodate, Perio- date sowie Permanganate für die Oxidationsmittelmischung bei Beachtung des Erfin- dungsgedankens verwendbar sind, sollen diese im folgenden nicht weiter beachtet werden.2. It is also particularly advantageous to use so-called non-toxic oxygen term anions, for example nitrates, oxides, peroxides, carbonates, sulfates or oxalates or the like. Although, of course, the more problematic anions, such as chromates, dichromates, chlorates, perchlorates, bromates, perbromates, iodates, periodates and permanganates, can also be used for the oxidizing agent mixture if the idea of the invention is observed, these are not to be considered further below.
Wie bereits erwähnt, sind neben der toxikologischen Betrachtungsweise die weiteren Eigenschaften dieser Oxidationsmittelmischung bzw. der Sprengstofformulierung ebenso von Bedeutung und können diese Eigenschaften durch die Verwendung entsprechender Edukte mehr oder weniger positiv beeinflußt werden. Zu diesen Eigenschaften zählt u.a. die Hydratbildung, die Hygroskopizität, das Löslichkeitsverhalten der diversen Verbindungen sowie die Verarbeitbarkeit oder dgl.As already mentioned, in addition to the toxicological point of view, the further properties of this oxidizing agent mixture or the explosives formulation are also of importance and these properties can be influenced more or less positively by using appropriate starting materials. These properties include the hydrate formation, the hygroscopicity, the solubility behavior of the various compounds and the processability or the like.
Für die Lagerbedinungen ist von Vorteil, wenn die einzelnen Komponenten der Oxidationsmittelmischung wenig bzw. nicht hygroskopisch sind. Dazu zählen von den vorab beschriebenen, wenig toxischen Elemente bzw. Verbindungen vor allem KNO und CsNO . sodaß sich diese beiden Verbindungen insbesondere für den Einsatz in Zündsätzen eignen.For storage conditions it is advantageous if the individual components of the oxidizing agent mixture are little or not hygroscopic. Among the less toxic elements or compounds described above, these include above all KNO and CsNO. so that these two connections are particularly suitable for use in primers.
Daneben können aber auch noch
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und NaNO3 , die eine gewisse Hygroskopizität zeigen, sowie Al(NO3)3 , Ca(NO3)2 , Cu(NO3)2 , Fe(NO3)3 , Mg(NO3)2 , Zn(NO3)2 verwendet werden.
In addition, you can also
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and NaNO 3 , which show some hygroscopicity, as well as Al (NO 3 ) 3 , Ca (NO 3 ) 2 , Cu (NO 3 ) 2 , Fe (NO 3 ) 3 , Mg (NO 3 ) 2 , Zn (NO 3 ) 2 can be used.
Es sei an dieser Stelle nochmals erwähnt, daß selbstverständlich auch andere Verbindungen mit dem bevorzugt verwendeten Anionen bekannt sind, wie beispielsweise Pb(NO )2 , deren Verwendbarkeit für die erfindungsgemäße Oxidationsmittelmischung aber aufgrund der Toxizität des Metallkations nur in eingeschränkter Form möglich ist. Dies soll jedoch nicht heißen, daß derartige Verbindungen vom Einsatz im Oxidationsmittelgemisch ausgeschlossen sind.At this point it should be mentioned again that of course other compounds with the preferred anions are also known, such as Pb (NO) 2 , but their use for the oxidizing agent mixture according to the invention is only possible to a limited extent due to the toxicity of the metal cation. However, this does not mean that such compounds are excluded from use in the oxidizing agent mixture.
Die Sauerstoffbilanz der bevorzugt verwendeten, nicht hygroskopischen und kein Kristallwasser bindenden Verbindungen KN03 und CsNO ist relativ hoch und beträgt z.B. annähernd 70 % von der des Strontiumnitrates (Sr(N0 )2 ). Als Vorteil ge- genüber dem Sr(NO3)2 kann das Fehlen von Hydraten erachtet werden, sodaß in der Folge die Anzündmischung bzw. der Zündsatz die positive Eigenschaft der geringen Feuchtigkeitsempfindlichkeit aufweisen kann. Negativ ist jedoch, daß die Schmelz- punkte der aus diesen Nitraten gebildeten Hydroxide (wie bereits erwähnt, hydrolysie- ren die primär gebildeten Oxide) mit 334° C bzw. 414° C sehr niedrig sind, sodaß weder Cs noch K zur Bildung sogenannter glühender Partikel verstärkt beitragen können. (Im Vergleich dazu weist SrO einen Schmelzpunkt von 2460° C auf.) Derartige glühende Partikel, die aus dem Zündsatz geschleudert werden, sind für eine rascheThe oxygen balance of the preferred, non-hygroscopic and no crystal water-binding compounds KN0 3 and CsNO is relatively high and is, for example, approximately 70% of that of strontium nitrate (Sr (N0) 2 ). The absence of hydrates can be regarded as an advantage over Sr (NO 3 ) 2 , so that the ignition mixture or the primer can subsequently have the positive property of low sensitivity to moisture. What is negative, however, is that the melting points of the hydroxides formed from these nitrates (as already mentioned, the primary oxides hydrolyze) are very low at 334 ° C. and 414 ° C., so that neither Cs nor K can make an increased contribution to the formation of so-called glowing particles. (In comparison, SrO has a melting point of 2460 ° C.) Such glowing particles that are thrown out of the igniter are for a quick
Anzündung des Treibladungspulvers vorteilhaft, sodaß in der Folge solche Verbindungen mit Vorteil eingesetzt werden, die bis zu sehr hohen Temperaturen weder schmelzen oder gar verdampfen. Beispielsweise besitzt das aus konventionellen Zündsätzen bekannte Ba(NO ) , d.h. das daraus entstehende BaO, einen Schmelzpunkt von 1923° C. Der Einsatz dieser Verbindung ist jedoch aufgrund der toxischen Eigenschaften des Bariums bzw. Bariumoxides nur in geringen Mengen möglich.Ignition of the propellant charge is advantageous, so that subsequently such compounds are used with advantage that do not melt or even evaporate up to very high temperatures. For example, the Ba (NO) known from conventional primers, i.e. the resulting BaO, a melting point of 1923 ° C. However, the use of this compound is only possible in small quantities due to the toxic properties of barium or barium oxide.
Bei CsNO sollte zudem der normalerweise hohe Preise Beachtung finden, der primär auf die wirtschaftliche Bedeutung der erfindungsgemäßen Oxidationsmittelmischung bzw. der daraus hergestellten Forumlierungen Auswirkungen hat, sodaß CsNO3 in vorteilhafter Weise nur dann eingesetzt wird, wenn dem Zündsatz bestimmte Eigenschaften, wie eben die angesprochene Nichthygroskopizität verliehen werden sollen. In bezug auf die Reaktionsprodukte, die aus den Nitraten bzw. sämtlichen anderen hier genannten Verbindungen entstehen, sei auf die einschlägige Literatur verwiesen, sodaß sich eine Diskussion dieser Reaktionsgleichungen erübrigt.In the case of CsNO, attention should also be paid to the normally high prices, which primarily affect the economic importance of the oxidizing agent mixture according to the invention or the formulations produced therefrom, so that CsNO 3 is advantageously used only when the primer has certain properties, such as the one mentioned Non-hygroscopic should be conferred. With regard to the reaction products which result from the nitrates or all other compounds mentioned here, reference is made to the relevant literature, so that a discussion of these reaction equations is unnecessary.
Ebenfalls positiv an KNO und CsN0 ist zu vermerken, daß aufgrund der Dichte sowie der stark positiven Sauerstoffbilanz pro definiertem Volumen vergleichsweise viel aktiver Sauerstoff zur Verfügung gestellt werden kann. Die SB (Vol)-Werte liegen bei 83,5 g/cm3 bzw. 75,5 g/cm3.Another positive thing about KNO and CsN0 is that due to the density and the strongly positive oxygen balance, a comparatively large amount of active oxygen can be provided per defined volume. The SB (Vol) values are 83.5 g / cm 3 and 75.5 g / cm 3, respectively.
Für Metalloxide erweist es sich als vorteilhaft, wenn sie leicht von einer hohen Oxida- tionsstufe auf eine niedrigere übergehen, d.h. daß die in der Literatur zu findenden Standardpotentiale für die Elektronenaufnahme nicht zu stark negativ sind. Unter diesen Gesichtspunkten ist die Verwendung von MoO , WO , Fe2O3 sowie Snθ2 im Oxidationsmittelgemisch vorteilhaft. Diese vier Elemente bzw. die entsprechenden genannten Oxide weisen eine positive Sauerstoffbilanz auf, insbesondere 1 1 ,1 , 6,9 %, 20 % bzw. 10,6 % (in genannter Reihenfolge).For metal oxides, it proves to be advantageous if they easily change from a high oxidation state to a lower one, ie that the standard potentials for electron uptake found in the literature are not too negative. From these points of view, the use of MoO, WO, Fe 2 O 3 and SnO 2 in the oxidizing agent mixture is advantageous. These four elements or the corresponding oxides mentioned have a positive oxygen balance, in particular 1 1, 1, 6.9%, 20% and 10.6% (in the order mentioned).
Aufgrund der relativ hohen Dichten dieser Oxide ist aber auch die volumsbezogene S Saauueerrsstteoffbilanz SB (Vol) mit 52,2 g/cm3, 50,3 g/cm3, 105 g/cm3 und 72,7 g/cm3 von Vorteil. Insbesondere ist von den genannten vier Oxiden das Fe2θ am interessantesten und erreicht dieses Oxid in etwa den Wert für die volumsbezogene Sauerstoffbilanz von Sr(NO3)2.Due to the relatively high densities of these oxides, the volume-related S Saauueerrsstteoffbilanz SB (Vol) with 52.2 g / cm 3 , 50.3 g / cm 3 , 105 g / cm 3 and 72.7 g / cm 3 is also advantageous . In particular, of the four oxides mentioned, the most interesting is Fe2θ and this oxide roughly reaches the value for the volume-related oxygen balance of Sr (NO 3 ) 2 .
Äußerst günstig bei Verwendung von Oxiden ist deren Unempfindlichkeit gegenüber Wasser, insbesondere deren Unlöslichkeit bzw. Nichthygroskopizität. Dadurch kann bei Verwendung dieser Oxide eine einfachere Verarbeitung des Zündsatzes sowie anschließend eine bessere Lagerung erreicht werden, sodaß insbesondere auch bei Verwendung von Sr(NO3)2 als Oxidationsmittelteil die Eigenschaften der Mischung ver- bessert werden können.Extremely favorable when using oxides is their insensitivity to water, in particular their insolubility or non-hygroscopicity. As a result, easier processing of the primer and subsequently better storage can be achieved when using these oxides, so that the properties of the mixture can also be improved, in particular when Sr (NO 3 ) 2 is used as the oxidizing agent part.
Die Schmelzpunkte der aus den genannten Oxiden wiederum gebildeten Oxide des Metallkations niedrigerer Oxidationsstufe liegen teilweise deutlich über 1000° C, sodaß also diese Oxide in vorteilhafter Weise zur Bildung glühender Partikel beitragen können. Allerdings sollte beachtet werden, daß üblicherweise die Sauerstoff abgäbe erst bei Temperaturen über 1000° C erfolgt.The melting points of the oxides of the metal cation of a lower oxidation state formed from the oxides mentioned are in some cases significantly above 1000 ° C., so that these oxides can advantageously contribute to the formation of glowing particles. However, it should be noted that oxygen is usually only released at temperatures above 1000 ° C.
Für Peroxide gilt, wie bereits erwähnt, ähnlich zu den Oxiden, daß die Toxizität der Reaktionsprodukte nur von den beteiligten Kationen abhängig ist. Prinzipiell können alle mit vorgenannten Elementen gebildeten Peroxide eingesetzt werden, da bei Sauerstoffabgabe das Kation nicht reduziert werden muß.For peroxides, as already mentioned, similar to the oxides, the toxicity of the reaction products only depends on the cations involved. In principle, all peroxides formed with the aforementioned elements can be used, since the cation does not have to be reduced when oxygen is released.
Peroxide mit heteropolarer Bindung bilden vor allem die Alkali- und Erdalkalimetalle, sowie das Zink. Vor allem der Einsatz des
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ist aufgrund seiner Eigenschaften (positive Sauerstoffbilanz, nicht hygroskopisch, in Wasser schwer löslich) auf vorteilhafte Weise in der erfindungsgemäßen Oxidationsmittelmischung möglich.
Peroxides with a heteropolar bond form primarily the alkali and alkaline earth metals, as well as zinc. Especially the use of the
Figure imgf000018_0001
is due to its properties (positive oxygen balance, not hygroscopic, sparingly soluble in water) possible in the oxidizing agent mixture according to the invention.
Aber auch das MgO2 ist trotz seiner teilweise mehr oder weniger negativen Eigenschaften (geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit) wegen der ansonsten positiven Eigen- Schäften (Unlöslichkeit in Wasser, positive Sauerstoffbilanz) verwendbar.But MgO 2 can also be used in spite of its partially more or less negative properties (low sensitivity to moisture) due to the otherwise positive properties (insolubility in water, positive oxygen balance).
Sowohl bei ZnO2 als auch bei MgO2 sollte jedoch beachtet werden, daß die erhältlichen technischen Produkte einen entsprechend verminderten Anteil an reinem Znθ2 bzw. Mgθ2 aufweisen, welcher von der Verunreinigung mit den entsprechenden Oxiden bzw. Hydroxiden herrührt.Both with ZnO 2 and with MgO 2 , however, it should be noted that the technical products available have a correspondingly reduced proportion of pure ZnO 2 or Mg O 2, which results from the contamination with the corresponding oxides or hydroxides.
Ebenfalls nicht ideal, jedoch durchaus verwendbar für die erfindungsgemäße Oxida- WO 00/66517 - 17 - PCT/ATOO/00109Also not ideal, but can certainly be used for the oxide WO 00/66517-17 - PCT / ATOO / 00109
tionsmittelmischung ist SrO2- SrO2 bildet bekanntlich ein Oktahydrat und wird diesesis SrO 2 - SrO 2 is known to form and become an octahydrate
Peroxid als feuchtigkeitsempfindlich beschrieben. Vorteilhaft ist jedoch, daß SrO2 ohne oben genannte Verunreinigungen erhältlich ist, wodurch die Produktionskosten für die Sprengstofformulierung verringert werden können. Vorteilhaft ist weiters die mit 13,4 % relativ hohe positive Sauerstoffbilanz. Die volumsbezogene Sauerstoff-Peroxide described as sensitive to moisture. However, it is advantageous that SrO 2 can be obtained without the above-mentioned impurities, as a result of which the production costs for the explosive formulation can be reduced. Another advantage is the relatively high positive oxygen balance of 13.4%. The volume-related oxygen
3 bilanz liegt aufgrund der Dichte bei vorteilhaften 59,5 g/cm .3 balance is advantageous due to the density 59.5 g / cm.
Daneben sind aber auch Cs2θ2 sowie Caθ2 in der Oxidationsmittelmischung einsetzbar.In addition, however, Cs 2 O 2 and Ca O 2 can also be used in the oxidizing agent mixture.
Sämtliche angeführten Peroxide, wie auch die bereits beschriebenen bzw. noch zu beschreibenden Oxidationsmittel können selbstverständlich auch als sekundäres Oxidationsmittel zum Einsatz kommen.All of the peroxides mentioned, as well as the oxidizing agents already described or still to be described, can of course also be used as secondary oxidizing agents.
Zu den Peroxiden mit kovalenter Bindung zählen vor allem die Peroxoborate, Pero- xo(di)sulfate, die Peroxo(di)phosphate sowie organische Peroxoverbindungen. Aufgrund des relativ geringen MAK Wertes von Phosphor werden Peroxophosphate sowie Peroxodiphosphate nicht weiter beschrieben. Deren Einsatz ist jedoch nicht ausgeschlossen, insbesondere zum Erreichen spezieller Eigenschaften der Oxidationsmittel- mischung.Peroxides with a covalent bond primarily include peroxoborates, peroxo (di) sulfates, peroxo (di) phosphates and organic peroxo compounds. Due to the relatively low MAK value of phosphorus, peroxophosphates and peroxodiphosphates are not described further. However, their use is not excluded, in particular to achieve special properties of the oxidizing agent mixture.
Von den verfügbaren Peroxosulfaten ist vor allem das Kaliumhydrogenperoxosulfat vorteilhaft, da es als kommerzielles Produkt verhältlich ist, wodurch die Produktionskosten wiederum entsprechend gesenkt werden können. Andere Peroxosulfate können selbstverständlich durch entsprechende Synthesen hergestellt und somit im Oxidationsmittelgemisch verwendet werden.Of the available peroxosulfates, potassium hydrogen peroxosulfate is particularly advantageous because it is a commercial product, which in turn can reduce production costs accordingly. Other peroxosulfates can of course be produced by appropriate syntheses and thus used in the oxidizing agent mixture.
Von der Peroxodisulfaten sind im Handel Verbindungen mit NH ."1", Na+ bzw. K+ Kationen erhältlich und deshalb in der Oxidationsmittelmischung besonders vorteilhaft verwendbar. Das Ammoniumperoxodisulfat weist aufgrund des hohen Anteils an Wasserstoff eine im wesentlichen ausgeglichene Sauerstoffbilanz auf, während die entsprechenden Natrium- bzw. Kaliumanalogen eine positive Sauerstoffbilanz zeigen (20,2 % bzw. 17,8 %). Vorteilhaft ist weiters an diesen Verbindungen, daß sie nicht hygroskopisch sind, sowie, daß mit Ausnahme von Natrium- und Ammoniumperoxidisulfat die Löslichkeit in Wasser gering ist und diese Verbindungen kein Kristallwasser binden, was sich wiederum positiv auf die Lagerbedingungen auswirkt. Von den Peroxoboraten ist vor allem das Natriumperoxoborat (NaBO .x H2O) vorteilhaft verwendbar, da es neben dem Tetrahydrat, Trihydrat sowie dem Monohydrat auch in einer wasserfreien Form existiert.Of the peroxodisulfates, compounds with NH are commercially available. "1" , Na + or K + cations are available and can therefore be used particularly advantageously in the oxidizing agent mixture. The ammonium peroxodisulfate has an essentially balanced oxygen balance due to the high proportion of hydrogen, while the corresponding sodium or potassium analogues show a positive oxygen balance (20.2% and 17.8%). Another advantage of these compounds is that they are not hygroscopic, and that, with the exception of sodium and ammonium peroxydisulfate, the solubility in water is low and these compounds do not bind water of crystallization, which in turn has a positive effect on the storage conditions. Of the peroxoborates, especially the sodium peroxoborate (NaBO .x H 2 O) can be used advantageously because it exists in addition to the tetrahydrate, trihydrate and the monohydrate in a water-free form.
Für die organischen Peroxidverbindungen gilt, daß aufgrund des Gehaltes an Kohlenstoff die Sauerstoffbilanz zumeist negativ ist. Dies rührt von dem Umstand her, daß die Sauerstoffbilanz auf CO2 berechnet wird. Wie bereits erwähnt, stellt jedoch CO2 über das Boudouard-Gleichgewicht mit CO im Gleichgewicht, sodaß bei der Berechnung der Sauerstoffbilanz auf CO Verbindungen mit wenig C-Atomen eine positive Sauerstoffbilanz aufweisen können. Im allgemeinen kann zwischen Alkylhydroper- oxiden (R-O-O-H), Dialkylhydroperoxiden (R 1 -O-O-R 2 ), Peroxocarbonsäuren (R-CO-For the organic peroxide compounds, the oxygen balance is mostly negative due to the carbon content. This is due to the fact that the oxygen balance is calculated on CO 2 . As already mentioned, however, CO 2 is in equilibrium with CO via the Boudouard equilibrium, so that when calculating the oxygen balance on CO compounds with few C atoms can have a positive oxygen balance. In general, you can choose between alkyl hydroperoxides (ROOH), dialkyl hydroperoxides (R 1 -OOR 2), peroxocarboxylic acids (R-CO-
OOH), Peroxocarbonsäureestern (R] -CO-OOR2) und Diacylperoxiden (R^CO-O-O-OOH), peroxocarboxylic acid esters (R ] -CO-OOR 2 ) and diacyl peroxides (R ^ CO-OO-
2 CO-R ) unterschieden werden. Für diese Klassen seien beispielshaft Octadecyl- hydroperoxid (n-C18H37-O-O-H), Dicumylperoxid (PhC(CH3)2-O-O-C(CH3)2Ph), Peroxododecansäure (Ci ι H23-CO3H), Peroxobenzoesäure (Ph-CO3H), tert-2 CO-R) can be distinguished. Examples of these classes are octadecyl hydroperoxide (nC 18 H 37 -OOH), dicumyl peroxide (PhC (CH 3 ) 2 -OOC (CH 3 ) 2 Ph), peroxododecanoic acid (Ci ι H 23 -CO 3 H), peroxobenzoic acid (Ph -CO 3 H), tert-
Butylmonoperoximaleinsäureester sowie Dibenzoylperoxid (Ph-CO-O-O-CO-Ph) genannt, wobei diese Verbindungen bei möglichst geringer Kohlenstoffzahl vorteilhafterweise einen einigermaßen hohen Schmelzpunkt aufweisen.Butyl monoperoximalein esters and dibenzoyl peroxide (Ph-CO-O-O-CO-Ph) are mentioned, these compounds advantageously having a reasonably high melting point with the lowest possible carbon number.
Weiters kann als organisches Peroxid beispielsweise Dibenzoylperoxid in Anzündmischungen verwendet werden, obwohl diese Verbindung kein Oxidationsmittel im eigentlichen Sinn ist, da die Sauerstoffbilanz stark negativ ist. Allerdings besteht die Möglichkeit, daß bei einer unvollständigen Verbrennung glühende Rußteilchen zur Anzündung des Treibladungspulvers beitragen können, sodaß ein Einsatz in der erfin- dungsgemäßen Oxidationsmittelmischung durchaus vorteilhaft ist. Zudem ist Dibenzoylperoxid als technisches Handelsprodukt zu einem günstigen Preis erhältlich, wodurch sich die Herstellungskosten entsprechend verringern lassen.Furthermore, dibenzoyl peroxide, for example, can be used in ignition mixtures as an organic peroxide, although this compound is not an oxidizing agent in the actual sense, since the oxygen balance is very negative. However, there is the possibility that glowing soot particles can contribute to the ignition of the propellant charge powder in the event of incomplete combustion, so that use in the oxidizing agent mixture according to the invention is entirely advantageous. In addition, dibenzoyl peroxide is available as a technical commercial product at an affordable price, which means that the manufacturing costs can be reduced accordingly.
Daneben können aber auch weitere Peroxidverbindungen, wie beispielsweise Peroxihy- drate, wie z.B. Na CO3. l ,5 H2O2 bzw. (NH^)2CO3.H O2 verwendet werden. Ebenso können Hyperoxide, wie z.B. Kaliumsuperoxid (K02), bei entsprechenden Vorkehrungen - KO2 reagiert leicht mit Wasser - im Oxidationsmittelgemisch vorgesehen werden. Zudem besteht die Möglichkeit, daß komplexe Peroxoverbindungen, also Verbindungen von mehrwertigen Übergangsmetallen, verwendet werden. Aufgrund der Toxi- zität kommen allerdings überwiegend Verbindungen mit Ti, Mo oder W im Oxidationsmittelgemisch zur Anwendung. Dies soll aber nicht bedeuten, daß bei Beachtung der entsprechenden Grenzwerte solche Übergangsmetallkomplexe, welchen ein entspre- - -In addition, however, other peroxide compounds, such as, for example, peroxy hydrates, such as, for example, Na CO 3 . 1.5 H 2 O 2 or (NH ^) 2 CO 3 .HO 2 can be used. Likewise, hyperoxides, such as potassium superoxide (K0 2 ), can be provided in the oxidant mixture with appropriate precautions - KO2 reacts easily with water. There is also the possibility that complex peroxo compounds, ie compounds of multivalent transition metals, can be used. Because of the toxicity, however, compounds with Ti, Mo or W are predominantly used in the oxidizing agent mixture. However, this should not mean that if the corresponding limit values are observed, such transition metal complexes, which a corresponding - -
chend höhers Gefährdungspotential zuzuordnen ist, nicht verwendet werden können.correspondingly higher hazard potential cannot be used.
In bezug auf die Carbonate sei vermerkt, daß sehr viele in Form von Hydraten vorliegen und hygroskopisch sind, sodaß bei deren Einsatz an entsprechende Vorkehrungen zu denken ist.With regard to the carbonates, it should be noted that very many are in the form of hydrates and are hygroscopic, so that appropriate precautions should be taken when using them.
Eine Ausnahme bildet beispielsweise SrCOo, da es weder hygroskopisch ist und zudem nur als wasserfreie Substanz bekannt ist. Darüber hinaus ist vorteilhaft, daß für Sr derzeit kein Grenzwert festgelegt ist und insbesondere auch aus dem Carbonation wenig toxische Reaktionsprodukte entstehen. Die Sauerstoffbilanz ist mit 10,8 %, be-An exception is SrCOo, for example, because it is neither hygroscopic and is only known as an anhydrous substance. In addition, it is advantageous that no limit is currently set for Sr and that, in particular, reaction products which are not very toxic also result from the carbonate ion. The oxygen balance is 10.8%,
3 rechnet auf CO, positiv, ebenso zeigt der SB (Vol)-Wert mit 40,3 g/cm , wiederum auf CO berechnet, eine günstige Möglichkeit für den Einsatz von SrCO auf. SrCO ist thermisch sehr stabil und setzt demzufolge erst bei höheren Temperaturen Sauerstoff frei, sodaß ein Einsatz als Moderator denkbar ist. Zudem können glühende SrO- Partikel zur Zündung der Sprengmittelformulierung beitragen. Weiterhin ist es denkbar, daß SrCO mit Sr(NO3)2 für die Oxidationsmittelmischung vermengt wird, wodurch sich einerseits vorteilhafter Weise die Hygroskopizität der gesamten Oxidationsmittelmischung verringern läßt - Sr(NO )2 ist hygroskopisch -, ohne daß auf ein besonderes Gefährdungspotential durch die Rauchschwaden geachtet werden müßte.3 counts on CO, positive, likewise the SB (Vol) value with 40.3 g / cm, again calculated on CO, shows a favorable possibility for the use of SrCO. SrCO is thermally very stable and therefore only releases oxygen at higher temperatures, so that it can be used as a moderator. Glowing SrO particles can also help ignite the explosive formulation. It is also conceivable that SrCO is mixed with Sr (NO 3 ) 2 for the oxidizing agent mixture, which on the one hand can advantageously reduce the hygroscopicity of the entire oxidizing agent mixture - Sr (NO) 2 is hygroscopic - without being particularly dangerous due to the Clouds of smoke should be respected.
Neben SrCOo ist aber auch CaCO3 aufgrund dessen Nichthygroskopizität verwendbar. Vorteilhaft ist dabei weiters, daß es in Wasser und organischen Lösungsmitteln praktisch nicht löslich ist, sodaß die Verarbeitbarkeit zur fertigen Sprengstofformulierung entsprechend erleichtert sein kann. Das entstehende CaO trägt wiederum aufgrund sei- nes hohen Schmelzpunktes zur Bildung von glühenden Partikeln, die das Treibladungspulver anzünden, bei und ist CaCO insbesondere mit Sr(NO )2 gut mischbar, wodurch sich wiederum der mehr oder weniger negative Einfluß letzterer Verbindung auf die gesamte Oxidationsmittelmischung positiv beeinflussen läßt. Die Sauerstoff bilanzIn addition to SrCOo, CaCO 3 can also be used due to its non-hygroscopic nature. It is also advantageous that it is practically insoluble in water and organic solvents, so that the processability for the finished explosives formulation can be correspondingly facilitated. The resulting CaO in turn contributes to the formation of glowing particles which ignite the propellant powder due to its high melting point and CaCO is particularly miscible with Sr (NO) 2, which in turn has a more or less negative influence on the entire compound Can positively influence oxidizing agent mixture. The oxygen balance
3 iisstt mmiitt 1166 %% bbzzww.. ddiiee vvoolluummssbbeezzooggeennee SSaauueerrssttooffffbilanz mit 46,8 g/cm (jeweils auf CO berechnet), mit dem des SrC03 vergleichbar.3 is 1166 %% bbzzww .. ddiiee vvoolluummssbbeezzooggeennee SSaauueerrssttoofffbilanz with 46.8 g / cm (each calculated on CO), comparable to that of the SrC0 3 .
Schließlich ist es noch vorteilhaft, eine Sulfat enthaltende Oxidationsmittelmischung in der Sprengstofformulierung zu verwenden. Zu beachten ist dabei jedoch, daß diese Verbindungen zumeist hygroskopisch sind und somit leicht Hydrate bilden. Zum Un- terschied dazu sind K2SO und SrSO^ nicht hygroskopisch und somit besonders vorteilhaft verwendbar. Nachteilig könnte sich jedoch auswirken, daß die Sauerstoffbilanz der Sulfate eher niedrig anzusetzen ist, wobei der Sauerstoff aus dem bei der Reaktion gebildeten SO3 nur relativ schwer abgespalten wird. Die Folge davon ist, daß Sulfate als Oxidationsmittel vorteilhaft nur in Oxidationsmittelmischungen, beispielsweise in Verbindung mit Sr(NO )2 verwendet werden können. Von Vorteil ist dabei, daß sie aufgrund dieser langsamen Sauerstoffabgabe als Moderator fungieren können. Insbesondere vorteilhaft ist der Zusatz von SrSO^ zu Sr(NO )2-Finally, it is also advantageous to use an oxidizing agent mixture containing sulfate in the explosive formulation. However, it should be noted that these compounds are mostly hygroscopic and therefore easily form hydrates. In contrast, K2SO and SrSO ^ are not hygroscopic and can therefore be used particularly advantageously. However, it could have the disadvantage that the oxygen balance of the sulfates should be set rather low, the oxygen being released from the SO 3 formed in the reaction only with relative difficulty. The consequence of this is that sulfates can advantageously only be used as oxidizing agents in oxidizing agent mixtures, for example in conjunction with Sr (NO) 2 . The advantage here is that they can act as moderators due to this slow release of oxygen. The addition of SrSO ^ to Sr (NO) 2 - is particularly advantageous.
Es können aber auch vorteilhafter Weise weitere organische Verbindungen, wie z.B. Oxalate, der Oxidationsmittelmischung zugesetzt werden. Z.B. besteht die Möglichkeit, Oxalate mit Na, Sr bzw. Sn zu verwenden. Vorteilhaft ist dabei deren Nichthy- groskopizität sowie deren Unlöslichkeit in Wasser bzw. Alkohol. Insbesondere sind wiederum, wegen der Verbesserung der Eigenschaften der Oxidationsmittelmischung, Zusammensetzungen aus Sr(NO3)2 mit SrC2θι4 vorteilhaft.However, other organic compounds, such as oxalates, can also be advantageously added to the oxidizing agent mixture. For example, there is the possibility of using oxalates with Na, Sr or Sn. Their nonhygienic copicity and their insolubility in water or alcohol are advantageous. In particular, because of the improvement in the properties of the oxidizing agent mixture, compositions of Sr (NO 3 ) 2 with SrC2θ ι4 are advantageous.
Zudem stellen sich die genannten Oxalate aufgrund deren Sauerstoffbilanz (wiederum auf CO berechnet) mit ca. 20 % als verwendbar dar.In addition, due to their oxygen balance (again calculated on CO), the oxalates mentioned are approximately 20% usable.
Wie bereits anfangs erwähnt, zählt für das toxische Verhalten der Sprengstofformulie- rung nicht nur jenes des Oxidationsmittels bzw. der Oxidationsmittelmischung, sondern sollte dabei die Gesamtheit der Eigenschaften dieser Formulierung betrachtet werden. Da diese Sprengstofformulierungen üblicherweise auch Reduktionsmittel erhalten, sollte insbesondere, da es sich zumeist um Metalle handelt, deren Toxizität, bzw. der daraus entstehenden Reaktionsprodukte, überprüft werden und kann sich so- mit die einzusetzende Menge nach dem jeweils zu erreichenden Grenzwert richten.As already mentioned at the beginning, the toxic behavior of the explosive formulation not only counts for that of the oxidizing agent or the oxidizing agent mixture, but should also be considered in the entirety of the properties of this formulation. Since these explosive formulations usually also contain reducing agents, their toxicity, or the reaction products resulting therefrom, should be checked, in particular since they are mostly metals, and the amount to be used can thus be based on the limit value to be achieved in each case.
Vorteilhaft ist vor allem der Einsatz von unedlen Metallen, d.h. also sauerstoffaffinen Metallen als Reduktionsmittel. Hierbei sind insbesondere Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn und AI sowie B und Si aufgrund deren Luftstabilität sowie geringen Toxizität von Interesse. Dies schließt jedoch bei Beachtung der entsprechenden Grenzwerte die Verwendung von Metallen von höherer Toxizität nicht aus.The use of base metals, i.e. that is, oxygen-affine metals as reducing agents. Of particular interest here are Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn and Al as well as B and Si due to their air stability and low toxicity. However, this does not preclude the use of metals of higher toxicity if the relevant limit values are observed.
Von Vorteil ist weiters, daß die meisten Metalle passivieren, d.h. eine vor Oxidation schützende Deckschicht ausbilden, wodurch diese Metalle, insbesondere die daraus hergestellten Pulver, einer einfacheren Handhabung zugänglich sind. Bei Verwendung von sehr feinen Pulvern sollte wegen deren pyrophoren Eigenschaften aufgrund der großen Oberfläche entsprechende Vorkehrungsmaßnahmen getroffen werden. Umgekehrt sollte natürlich die zur Verfügung stehende Oberfläche dieser Pulver nicht zu gering sein, da damit die Reaktivität dieser Reduktionsmittel unnötigerweise verschlechtert werden kann. Im Vergleich zu sehr feinem Pulver ist dabei von Vorteil, daß derartige Sieblinien zu günstigeren Preisen eingesetzt werden können. Anderer- seits ist jedoch üblicherweise der Anteil des Reduktionsmittels im Zündsatz mit ca.Another advantage is that most metals passivate, that is, form a protective layer that protects against oxidation, so that these metals, in particular the powders produced therefrom, are easier to handle. If very fine powders are used, appropriate precautionary measures should be taken due to their pyrophoric properties due to the large surface area. Conversely, the surface area of these powders should of course not be too small, since this can unnecessarily worsen the reactivity of these reducing agents. Compared to very fine powder, it is advantageous that such screening lines can be used at lower prices. On the other hand, however, the proportion of reducing agent in the primer is usually around
5 % beschränkt, sodaß also der Bezugspreis im Vergleich zu dem der Oxidationsmittel eine untergeordnetere Rolle spielt.5% is limited, so that the reference price is less important than that of the oxidizing agents.
Daraus folgt, daß die Verwendung findenden Pulver eine so geringe Korngröße aufwei- sen, daß die Oberfläche und die Reaktivität hoch sind, selbst dann wenn deren Handhabbarkeit problematischer ist.It follows that the powders used have such a small grain size that the surface and the reactivity are high, even if their handling is more problematic.
Von Vorteil ist weiters, wenn die aufgrund dieser Reaktion zur Verfügung gestellte Energie einen sehr hohen Wert annimmt. Dabei haben sich vor allem die Elemente Zr und Ti als vorteilhaft erwiesen, da diese mit - 1094 kJ/Mol bzw. -944 kJ/Mol (bezogen auf das Metall) einen relativ hohen Wert aufweisen. Der Berechnung liegt dabei die Oxidation von Zr zu ZrÜ2 bzw. Ti zu Tiθ2 zugrunde. Daneben liefern aber auch Mg (-601 kJ/Mol), Mo (-745 kJ/Mol), W (-838 kJ/Mol), Zn (-349 kJ/Mol), B (-632 kJ/Mol), AI (-838 kJ/Mol), Si (-859 kJ/Mol) und C (-394 kJ/Mol) vorteilhaft verwend- bare Energiegewinne. Die Angaben beziehen sich dabei wiederum auf das Metall und sind für Mo auf die Oxidation auf MoO , für W zu WOτ , für Si zu Siθ2 und für C zu CO2 berechnet.It is also advantageous if the energy made available as a result of this reaction assumes a very high value. The elements Zr and Ti have proven to be particularly advantageous since they have a relatively high value of -1094 kJ / mol and -944 kJ / mol (based on the metal). The calculation is based on the oxidation of Zr to ZrÜ2 or Ti to Tiθ2. In addition, Mg (-601 kJ / mol), Mo (-745 kJ / mol), W (-838 kJ / mol), Zn (-349 kJ / mol), B (-632 kJ / mol), Al also provide (-838 kJ / mol), Si (-859 kJ / mol) and C (-394 kJ / mol) usable energy gains. The data in turn relate to the metal and are calculated for Mo on the oxidation to MoO, for W to WOτ, for Si to SiO 2 and for C to CO 2 .
Selbstverständlich können aber auch solche Metalle eingesetzt werden, deren Bildungs- enthalpien geringer sind, wie beispielsweise Eisen.Of course, metals whose formation enthalpies are lower, such as iron, can also be used.
Bei obigen Zahlenangaben muß jedoch noch berücksichtigt werden, daß Sauerstoff den limitierenden Faktor darstellen kann, sodaß sich die dargestellten Verhältnisse entsprechend ändern können, insbesondere, wenn die Enthalpie auf 1 Mol O2 bezogen wird. Unter diesen Gesichtspunkten liefern Mg, AI, Zr und Ti die meiste Energie.In the above figures, however, it must also be taken into account that oxygen can be the limiting factor, so that the conditions shown can change accordingly, especially if the enthalpy is based on 1 mol of O 2 . From this point of view, Mg, AI, Zr and Ti provide the most energy.
Bezogen auf die zur Verfügung gestellte Energie pro Volumseinheit kann andererseits B die höchste Energie entwickeln.On the other hand, B can develop the highest energy in relation to the energy provided per unit volume.
Aus dieser Betrachtungsweise wird klar, daß sich der Einsatz des jeweiligen Elementes in der zu fertigenden Sprengstofformulierung nach den jeweilig gewünschten Gegebenheiten richten kann, sodaß also die unterschiedlichsten Metalle speziell für den ent- sprechenden Anwendungsfall besonders vorteilhaft sein können.From this point of view it becomes clear that the use of the respective element in the explosive formulation to be manufactured can depend on the particular circumstances desired, so that the most varied of metals are specifically designed for the speaking application can be particularly advantageous.
Neben den reinen Metallen können selbstverständliche Legierungen, insbesondere der weniger toxischen Metalle, verwendet werden. Z.B. ist die Verwendung von äquimola- ren Al-Mg Legierungen vorteilhaft. Daneben sind aber selbstverständlich auch diverse Mischungen aus Einzelmetallen bzw. Legierungen mit Metallpulvern als Reduktionsmittel verwendbar.In addition to the pure metals, natural alloys, in particular the less toxic metals, can be used. For example, the use of equimolar Al-Mg alloys is advantageous. In addition, of course, various mixtures of individual metals or alloys with metal powders can also be used as reducing agents.
Neben den vorab genannten Substanzen können weiters intermetallische Verbindungen verwendet werden. So ist es z.B. möglich, Silicide, beispielsweise Calciumsilicide, insbesondere Ca2Si, CaSi bzw. CaSi , der Sprengstofformulierung als Reduktionsmittel zuzusetzen.In addition to the substances mentioned above, intermetallic compounds can also be used. For example, it is possible to add silicides, for example calcium silicides, in particular Ca 2 Si, CaSi or CaSi, to the explosive formulation as reducing agents.
Selbstverständlich können weitere, hier nicht angeführte intermetallische Verbindun- gen den selben Zweck erfüllen.Of course, other intermetallic compounds not listed here can serve the same purpose.
Weiters ist der Einsatz von Metallhydriden möglich, wobei sich insbesondere TiH2 und ZrH2 aufgrund deren Beständigkeit sowie deren nichthygroskopischen Eigenschaften als vorteilhaft erwiesen haben. Es sollte bei der Kalkulation der einzelnen Bestand- teile der Sprengstofformulierung jedoch bedacht werden, daß Metallhydride aufgrund des Wasserstoffanteils einen im Vergleich zu den Metallen erhöhten Sauerstoffbedarf aufweisen.The use of metal hydrides is also possible, TiH 2 and ZrH2 in particular having proven to be advantageous owing to their resistance and their non-hygroscopic properties. When calculating the individual components of the explosives formulation, however, it should be borne in mind that metal hydrides have an increased oxygen requirement compared to the metals due to the hydrogen content.
Schließlich sei noch der mögliche Einsatz von Metallcarbiden, insbesondere kovalen- ten Carbiden, als Redukionsmittel erwähnt. Von Vorteil ist dabei, daß im allgemeinen Carbide inert reagieren und in Wasser, organischen Lösungsmitteln, Säuren bzw. Laugen unlöslich sind. Insbesondere sollen dabei TiC, ZrC und WC erwähnt werden, da diese Carbide aufgrund ihres Einsatzes in der Hartmetallindustrie zu vernünftigen Preisen in verschiedensten Qualitäten erhältlich sind. Von Vorteil bei der Verwendung von Carbiden gegenüber Metallpulvern ist deren einfachere Handhabung, wobei allerdings wiederum zu beachten ist, daß bei höheren Temperaturen, wie sie z.B. beim Zünden des erfindungsgemäßen Anzündgemisches zur Erwarten sind, diese Carbidpulver rasch oxidiert werden und somit der Sauerstoffbedarf der gesamten Sprengstofformulierung durch den zusätzlichen Kohlenstoffanteil wiederum erhöht ist.Finally, the possible use of metal carbides, in particular covalent carbides, as a reducing agent should also be mentioned. The advantage here is that carbides generally react inertly and are insoluble in water, organic solvents, acids or alkalis. In particular, TiC, ZrC and WC should be mentioned, because these carbides are available in various qualities due to their use in the hard metal industry at reasonable prices. The advantage of using carbides over metal powders is that they are easier to handle, but again it should be noted that at higher temperatures, as e.g. when the ignition mixture according to the invention is to be expected, these carbide powders are quickly oxidized and the oxygen requirement of the entire explosive formulation is in turn increased by the additional carbon content.
Zur besseren Verdeutlichung der Erfindung soll diese im folgenden anhand einzelner Beispiele näher erläutert werden, es sei jedoch an dieser Stelle erwähnt, daß aufgrund WO 00/66517 - 23 - PCT/ATOO/00109To better illustrate the invention, it will be explained in more detail below with the aid of individual examples, but it should be mentioned here that WO 00/66517-23 - PCT / ATOO / 00109
der großen Anzahl möglicher Kombinationsmöglichkeiten für Oxidationsmittel und/ oder Reduktionsmittel nur einzelne Beispiele angeführt sind, dies jedoch die Verwendung anderer Formulierungen, welche ebenfalls unter den Schutzbereich fallen, nicht ausschließt.The large number of possible combinations for oxidizing agents and / or reducing agents are only given as individual examples, but this does not preclude the use of other formulations which likewise fall under the scope of protection.
Um die Vorteile der Erfindung zu erreichen, kann das Oxidationsmittelgemisch mehrere einzelne Oxidationsmittel umfassen, insbesondere 2, 3, 4 bzw. 5. Dies trifft selbstverständlich auch auf die verwendeten Reduktionsmittel bzw. -mischungen zu.In order to achieve the advantages of the invention, the oxidizing agent mixture can comprise several individual oxidizing agents, in particular 2, 3, 4 or 5. Of course, this also applies to the reducing agents or mixtures used.
Ein erfindungsgemäßes, insbesondere schadstoffarmes Anzündhütchen, kann zwischen 18 Gew% und 35 Gew% , insbesondere zwischen 22 Gew<7r und 30 Gew% eines Sprengstoffes bzw. eines Sprengstoffgemisches enthalten. Mögliche verwendbare Sprengstoffe wären z.B. DDNP (Diazodinitrophenol) bzw. Tetrazen. Selbstverständlich können übliche weitere Sprengstoffe enthalten sein bzw. die genannten Spreng- Stoffe zumindest zum Teil ersetzen. Eine erfindungsgemäße Sprengstofforumulierung kann beispielsweise annähernd 27 Gew.-% DDNP und 8 Gew.-% Tetrazen enthalten.An inventive, in particular low-pollution primer cap can be between 18 wt% and 35 wt%, especially between 22 wt <7r and 30 wt% of an explosive or a mixture of explosives included. Possible explosives that could be used would be, for example, DDNP (diazodinitrophenol) or tetrazene. Of course, usual other explosives can be contained or at least partially replace the explosives mentioned. An explosive formulation according to the invention can contain, for example, approximately 27% by weight of DDNP and 8% by weight of tetrazene.
Weiters kann das Anzündhütchen zumindest einen Brennstoff, z.B. Kugelpulver, in einem Ausmaß zwischen 8 Gew.-% und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 1,5 Gew.-% und 18,7 Gew.-%, aufweisen.Furthermore, the primer cap can contain at least one fuel, e.g. Ball powder, to an extent between 8 wt .-% and 20 wt .-%, in particular between 1 1.5 wt .-% and 18.7 wt .-%, have.
Der Anteil des Oxidationsmittelgemisches an der gesamten Formulierung kann zwischen 30 Gew% und 70 Gew%, insbesondere zwischen 43,5Gew% und 57,8 Gew% betragen. Die Oxidationsmittelmischung kann dabei aus den vorab genannten Oxidations- mittein in beliebigen Mischungsverhältnissen hergestellt werden.The proportion of the oxidizing agent mixture in the overall formulation can be between 30% by weight and 70% by weight, in particular between 43.5% by weight and 57.8% by weight. The oxidizing agent mixture can be produced from the aforementioned oxidizing agents in any mixing ratio.
Daneben kann das erfindungsgemäße Anzündhütchen bzw. die damit gefertigten Folgeprodukte zumindest ein Reduktionsmittel, z.B. Titanpulver, im Ausmaß zwischen 1 Gew% und 20 Gew%, insbesondere 2,9 Gew% und 15,7 Gew%, z.B. 5,8 Gew% ent- halten.In addition, the primer according to the invention or the secondary products made therewith can contain at least one reducing agent, e.g. Titanium powder, between 1% and 20% by weight, in particular 2.9% and 15.7% by weight, e.g. Contain 5.8% by weight.
Zudem können selbstverständlich auch sogenannte Friktionsmittel, z.B. Glaspulver, im Ausmaß zwischen 0,1 Gew<7r und 7 Gew%, insbesondere zwischen 1 ,3 Gew% und 5,2 Gew%, z.B. 3,9 Gew% enthalten sein.Of course, so-called friction agents, e.g. Glass powder, in the range between 0.1% <7r and 7% by weight, in particular between 1.3% and 5.2% by weight, e.g. 3.9% by weight may be included.
Schließlich können diverse weitere Verarbeitungshilfen sowie Hilfsstoffe, wie z.B. Bindermaterialen, z.B. Gummi Arabicum, verwendet werden. Eine mögliche Oxidationsmittelmischung kann z.B. 45,7 Gew% Sr(NO )2 als Haupt- oxidationsmittel und in geringen Mengen, z.B. 5 Gew%, zumindest eines weiteren Oxidationsmittels, ausgewählt aus der Gruppe SrO2, SrCO , SrSO^ bzw. SrC2O^ enthalten. Die zuletzt genannten vier Oxidationsmittel können dabei in Summe zumindest annähernd 4 Gew% bzw. kann jedes dieser Oxidationsmittel im Ausmaß von zumindest annähernd 5 Gew7c neben dem Hauptoxidationsmittel enthalten sein. Selbstverständlich ist es möglich, daß diese zuletzt genannten Oxidationsmittel das Hauptoxidationsmittel Sr(NO )2 zumindest zum Teil substituieren, sodaß also die Eigenschaften, wie z.B. Lagerfähigkeit, Hygroskopizität, Toxizität, Verarbeitbarkeit etc., in weiten Grenzen den gewünschten Erfordernissen angepaßt werden können. Zudem ist es selbstverständlich auch möglich, daß die Oxidationsmittelmischung neben den angeführten fünf Oxidationsmitteln weitere Oxidationsmittel enthält, wobei wiederum ein Ausmaß von bis zu 5 Gew% möglich ist.Finally, various other processing aids and auxiliaries, such as, for example, binder materials, for example gum arabic, can be used. A possible oxidizing agent mixture can, for example, 45.7% by weight of Sr (NO) 2 as the main oxidizing agent and in small amounts, for example 5% by weight, of at least one further oxidizing agent selected from the group consisting of SrO 2 , SrCO, SrSO ^ or SrC 2 O. ^ included. The last-mentioned four oxidizing agents can in total be at least approximately 4% by weight or each of these oxidizing agents can be present to the extent of at least approximately 5% by weight in addition to the main oxidizing agent. Of course, it is possible that these last-mentioned oxidizing agents at least partially substitute the main oxidizing agent Sr (NO) 2 , so that the properties, such as shelf life, hygroscopicity, toxicity, processability etc., can be adapted to the desired requirements within wide limits. In addition, it is of course also possible for the oxidizing agent mixture to contain further oxidizing agents in addition to the five oxidizing agents mentioned, again an extent of up to 5% by weight being possible.
Eine weitere mögliche Oxidationsmittelmischung besteht beispielsweise aus 50 Gew% Calcium- bzw. Kaliumperoxodisulfat und 50 Gew% Sr NO , wobei diese Oxidationsmittelmischung wiederum einen Gesamtanteil an der Anzündmischung von ca. 45 Gew% bis 55 Gew%, z.B. 50 Gew%, einnehmen kann.Another possible oxidizing agent mixture consists, for example, of 50% by weight calcium or potassium peroxodisulfate and 50% by weight of Sr NO, this oxidizing agent mixture in turn making up a total proportion of the ignition mixture of approximately 45% to 55% by weight, e.g. 50% by weight.
Weiters ist es möglich, daß das Oxidationsmittelgemisch, welches im Ausmaß zwischen 30 Gew% und 60 Gew%, z.B. 49 Gew%, an der gesamten Sprengstofformulierung vorhanden sein kann, aus Sr(NO )2, KNO und/oder CsNO3 besteht, wobei die zuletzt genannten Nitrate wiederum entweder als Zusatzoxidationsmittel oder aber auch als Strontiumnitrat substituierende Oxidationsmittel vorliegen können. Der men- genmäßige Anteil kann dabei im Bereich zwischen 3 Gew% und 10 Gew%, insbesondere 4,5 Gew% und 6,7 Gew%, z.B. 5,3 Gew% betragen.Furthermore, it is possible that the oxidizing agent mixture, which may be present in the entire explosive formulation to an extent between 30% by weight and 60% by weight, for example 49% by weight, consists of Sr (NO) 2, KNO and / or CsNO 3 , where the latter nitrates can in turn be present either as additional oxidizing agents or as oxidizing agents substituting for strontium nitrate. The quantitative proportion can be in the range between 3% by weight and 10% by weight, in particular 4.5% by weight and 6.7% by weight, for example 5.3% by weight.
Weiters ist es möglich, daß neben Sr(NO )2 diverse Oxide, wie z.B. MoO , WO , SnO2, diverse Peroxidverbindungen, z.B. MgO2, Sr02, ZnO2,
Figure imgf000026_0001
Na2S2O , K2S2O , bzw. Dibenzoylperoxid im Ausmaß zwischen 2,5 Gew% und 8,3 Gew%, insbesondere 3, 1 Gew% und 5,6 Gew%, z.B. 3,4 Gew%, vorliegen und können diese Verbindungen selbstverständlich einzeln oder in Mischungen auftreten bzw. können diese Oxidationsmittel das Sr(NO )2 zumindest zum Teil ersetzen.
It is also possible that, in addition to Sr (NO) 2, various oxides, such as MoO, WO, SnO 2 , various peroxide compounds, for example MgO 2 , Sr0 2 , ZnO 2 ,
Figure imgf000026_0001
Na 2 S 2 O, K 2 S 2 O or dibenzoyl peroxide to the extent between 2.5% by weight and 8.3% by weight, in particular 3.1% by weight and 5.6% by weight, for example 3.4% by weight, are present and these compounds can of course occur individually or in mixtures or these oxidizing agents can at least partially replace the Sr (NO) 2 .
Daneben sind aber auch noch Mischungen denkbar, die in etwa 50 Gew% Sr(N03) und bis zu 7 Gew% CaCO3 enthalten. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß das Oxidationsmittelgemisch kein Strontiumnitrat enthält und daß zumindest zwei, vorzugsweise mehrere der genannten verschiedensten Oxidationsmittel im Gesamtausmaß von ca. 55 Gew% an der Sprengstoffformulierung beteiligt sind. Der Anteil des jeweiligen Oxidationsmittels an der gesam- ten Oxidationsmittelmischung kann dabei im Bereich zwischen 0,5 Gew% und 9In addition, mixtures are also conceivable which contain about 50% by weight of Sr (N0 3 ) and up to 7% by weight of CaCO 3 . Of course, it is also possible that the oxidizing agent mixture contains no strontium nitrate and that at least two, preferably several of the various oxidizing agents mentioned are involved in the explosive formulation in a total amount of approximately 55% by weight. The proportion of the respective oxidizing agent in the total oxidizing agent mixture can range between 0.5% by weight and 9
Gew%, insbesondere zwischen 2,3 Gew% und 7,7 Gew%, z.B. 5, 1 Gew , betragen bzw. sind selbstverständlich in Einzelfällen auch Anteile an der Oxidationsmittelmischung möglich, die eines der genannten Oxidationsmittel als Hauptbestandteil des Gemisches ausweisen, sodaß dieses Oxidationsmittel beispielsweise in einem Ausmaß bis zu 99 Gew% an der Oxidationsmittelmischung beteiligt ist.% By weight, especially between 2.3% and 7.7% by weight, e.g. 5, 1 wt. Are, of course, also possible in individual cases proportions of the oxidizing agent mixture which identify one of the oxidizing agents mentioned as the main constituent of the mixture, so that this oxidizing agent is involved in the oxidizing agent mixture, for example, to an extent of up to 99% by weight.
Neben dem Effekt der Schadstoffarmut der Sprengstofformulierung bzw. der Erreichung bereits genannter Eigenschaften können durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung des Oxidationsmittelgemisches auch weitere Parameter des Zündsatzes, beispielseweise die Flammentemperatur, d.h. die Temperatur der Flamme beim Abbrand, das Druck/Zeitverhalten, der Energieinhalt, das Gasvolumen, die Empfindlichkeit bzw. Unempfindlichkeit eingestellt werden. Beispielsweise kann die Steuerung der Flammentemperatur und/oder der Druck/Zeit-Eigenschaften durch sekundäre Oxidationsmittel, z.B. Kupferoxid, Zirkonoxid, Zinkoxid etc., mit einem Höchstausmaß von bis zu 25 Gew% neben Sr(NO3 )2 erfolgen.In addition to the effect of the low-pollutant formulation of the explosives or the achievement of the properties already mentioned, other parameters of the primer, for example the flame temperature, i.e. the temperature of the flame during combustion, the pressure / time behavior, the energy content, the gas volume, can also be selected by appropriately selecting the composition of the oxidant mixture , the sensitivity or insensitivity can be set. For example, the flame temperature and / or the pressure / time properties can be controlled by secondary oxidizing agents, for example copper oxide, zirconium oxide, zinc oxide etc., with a maximum of up to 25% by weight in addition to Sr (NO 3 ) 2 .
Wie bereits erwähnt, spielt auch die Hygroskopizität der Oxidationsmittel eine bedeutende Rolle und können durch geeignete Wahl des Oxidationsmittelgemisches auch solche Oxidationsmittel verwendet werden, die dieser Forderung nicht entsprechen. So kann dadurch beispielsweise Sr(NO )2 zumindest teilweise durch weitere Oxidationsmittel ersetzt werden, sodaß die Gesamthygroskopizität der Sprengstofformulierung gesenkt werden kann. Sr(NO )2, welches in kristallwasserfreier Form eingesetzt werden kann, kann bei einer Verarbeitung bei zu tiefen Temperaturen bzw. während der Lagerung u.U. bei Kontakt mit Wasser, z.B. Luftfeuchtigkeit Sr(NO )2.4 H2O bilden.As already mentioned, the hygroscopicity of the oxidizing agents also plays an important role and, by suitable choice of the oxidizing agent mixture, those oxidizing agents which do not meet this requirement can also be used. Thus, for example, Sr (NO) 2 can be at least partially replaced by further oxidizing agents, so that the overall hygroscopicity of the explosive formulation can be reduced. Sr (NO) 2 , which can be used in crystal water-free form, can form Sr (NO) 2 .4 H 2 O during processing at too low temperatures or during storage under contact with water, eg air humidity.
In bezug auf Sr(NO3)2 sei an dieser Stelle erwähnt, daß eine Verarbeitung dieses Nitrates bei über 30° C von Vorteil ist, da bei dieser Temperatur das Kristallwasser entweichen kann bzw. keine Hydratbildung stattfindet und somit auch eine wäßrige Verarbeitung, z.B. das Anteigen möglich ist.With regard to Sr (NO 3 ) 2 , it should be mentioned at this point that processing this nitrate at over 30 ° C is advantageous because at this temperature the water of crystallization can escape or no hydrate formation takes place and thus also aqueous processing, for example the climb is possible.
In bezug auf die verwendbaren Reduktionsmittel, von denen in vorteilhafter Weise Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, AI, Si, Calciumsilicide, TiH , ZrH2, TiC, ZrC sowie WC einsetzbar sind, wurde der entsprechende mengenmäßige Anteil an der Formulierung bereits erwähnt, sodaß eine weitere Diskussion nicht erforderlich ist. Es sei jedoch an dieser Stelle nochmals ausdrücklich erwähnt, daß auch für die Reduktionsmittel eine Mischung mehrerer dieser Mittel möglich ist, wobei wiederum auf die toxi- sehen Eigenschaften zu achten ist. Der Anteil der einzelnen Reduktionsmittel am Gemisch kann bis zu annähernd 95 Gew% betragen.With regard to the reducing agents that can be used, of which Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, Al, Si, calcium silicide, TiH, ZrH 2 , TiC, ZrC and advantageously WC can be used, the corresponding quantitative proportion of the formulation has already been mentioned, so that no further discussion is necessary. At this point, however, it should be expressly mentioned again that a mixture of several of these agents is also possible for the reducing agents, again taking care of the toxic properties. The proportion of the individual reducing agents in the mixture can be up to approximately 95% by weight.
Durch den Zusatz von bestimmten Reduktionsmitteln, z.B. Metallpulvern, kann der Engerieinhalt der Sprengstofformlierung zumindest teilweise definiert, z.B. gesteigert werden. So beträgt z.B. der Energigehalt bei Verwendung von Strontiumnitrat als Oxidationsmittel und Ti als Reduktionsmittel ca. 2,94 kJ/g. Durch den Zusatz von z.B. Magnesium oder anderen Metallpulvern kann dieser Energiegehalt gesteigert werden.By adding certain reducing agents, e.g. Metal powders, the energy content of the explosive formulation can be at least partially defined, e.g. be increased. For example, the energy content when using strontium nitrate as the oxidizing agent and Ti as the reducing agent is approx. 2.94 kJ / g. By adding e.g. Magnesium or other metal powders can increase this energy content.
Der Energiegehalt kann aber auch zumindest teilweise durch die Zusammensetzung der Oxidationsmittelmischung definiert werden. Weiters kann der Energiegehalt im Bereich zwischen 2 kJ/kg und 6 kJ/kg betragen.However, the energy content can also be at least partially defined by the composition of the oxidizing agent mixture. Furthermore, the energy content can range between 2 kJ / kg and 6 kJ / kg.
Ebenso kann das Gasvolumen durch die Zugabe von Komponenten, die in vorteilhafter Weise viele gasförmige Reaktionsprodukte bilden, erhöht werden. Andererseits kann durch die Zugabe bestimmter Reduktionsmittel und/oder Oxidationsmittel die zu hochschmelzenden Oxiden reagieren, das Gasvolumen verringert werden.The gas volume can also be increased by adding components which advantageously form many gaseous reaction products. On the other hand, by adding certain reducing agents and / or oxidizing agents, the oxides to be melted can react and the gas volume can be reduced.
Weiters kann durch geeignete Wahl der einzelnen Oxidations- und/oder Reduktionsmittel und/oder des Explosivstoffes und/oder des weiteren Explosivstoffes das Empfind- lichkeits-/Unempfindlichkeitsverhalten zumindest teilweise gezielt verändert werden. Wie bekannt, soll der Anzündsatz einerseits nicht zu empfindlich sein, muß aber andererseits eine gewisse Empfindlichkeit aufweisen. Insbesondere durch Wahl von geeigneten Friktionsmitteln, aber auch durch die Wahl der Oxidationsmittelmischung kann dieses Empfindlichkeits-/Unempfindlichkeitsverhalten neben den rein mechanischen Komponenten durch Änderungen in der Zusammensetzung gesteuert werden. Z.B. kann für eine Zündmischung in einem Zündhütchen (Boxerausführung) mit einem Durchmesser von 4,5 mm, einem Schlagbolzenradiums von 1 mm, einem Fallgewicht von 55 g sowie bei einer Temperatur von 20° C die Empfindlichkeit zwischen 1 1 cm und 24 cm sowie Unempfindlichkeit zwischen 6 cm und 13 cm eingestellt werden.Furthermore, the sensitivity / insensitivity behavior can at least partially be changed in a targeted manner by a suitable choice of the individual oxidizing and / or reducing agents and / or the explosive and / or the further explosive. As is known, on the one hand the primer charge should not be too sensitive, but on the other hand it must have a certain sensitivity. This sensitivity / insensitivity behavior can be controlled in addition to the purely mechanical components by changes in the composition, in particular by choosing suitable friction agents, but also by choosing the oxidizing agent mixture. For example, For a primer mixture in a primer (boxer version) with a diameter of 4.5 mm, a firing pin radius of 1 mm, a falling weight of 55 g and at a temperature of 20 ° C the sensitivity between 1 1 cm and 24 cm and insensitivity between 6 cm and 13 cm can be set.
Neben den bereits erwähnten Komponenten kann in der Sprengstofformulierung als primärer, sekundärer bzw. tertiärer Explosivstoff Ethylendiamindinitrat verwendet WO 00/66517 - 27 - PCT/ATOO/00109In addition to the components already mentioned, ethylenediamine dinitrate can be used as the primary, secondary or tertiary explosive in the explosive formulation WO 00/66517-27 - PCT / ATOO / 00109
werden, wobei dessen Hygroskopizität wiederum durch entsprechende Wahl des Oxidationsmittelgemisches bzw. der Reduktionsmittel gesteuert werden kann. Weiters kann als Spengstoff Hexanitrodiphenylamin, Mannitolhexanitrat, Octogen, Pikrinsäure oder dgl. verwendet werden.are, the hygroscopicity can in turn be controlled by appropriate choice of the oxidizing agent mixture or the reducing agent. Furthermore, hexanitrodiphenylamine, mannitol hexanitrate, octogen, picric acid or the like can be used as the explosive.
Zusätzlich sind selbstverständlich auch weitere Zusätze, wie Stabilisatoren, Verdik- kungsmittel, Verbrennungsmoderatoren, Polymerbinder, Härter oder dgl. zu verwenden und können die entsprechenden Komponenten dem Stand der Technik entnommen werden.In addition, of course, other additives such as stabilizers, thickeners, combustion moderators, polymer binders, hardeners or the like can also be used and the corresponding components can be found in the prior art.
Die erfindungsgemäßen Anzündgemische bzw. die daraus hergestellten Produkte können beispielsweise in Munition, z.B. in 9mm Patronen, verwendet werden. Selbstverständlich können diese Mischungen aber auch für diverse andere Einsatzzwecke, z.B. in Airbag-Systemen, verwendet werden. Für den Fall, daß diese Mischungen in Patro- nen oder dgl. verwendet werden, kann die damit hergestellte Munition gezielt auf die Eigenschaften der entsprechenden Waffe abgestimmt werden. So ist es z.B. möglich durch die Zusammensetzung der Zündmischung die Abbrandgeschwindigkeit an die Pulvermenge anzupasssen. Ebenso ist natürlich eine Veränderung im Zeit/Druckverhalten aufgrund der gewählten Zusammensetzung möglich.The ignition mixtures according to the invention or the products produced therefrom can be used, for example, in ammunition, e.g. in 9mm cartridges. Of course, these mixtures can also be used for various other purposes, e.g. in airbag systems. In the event that these mixtures are used in cartridges or the like, the ammunition produced with them can be tailored to the properties of the corresponding weapon. So it is e.g. possible by the composition of the ignition mixture to adapt the burning rate to the amount of powder. A change in time / pressure behavior is of course also possible due to the selected composition.
Vorteilhaft ist, daß diese Oxidationsmittelmischungen bzw. die erfindungsgemäßen Anzündsätze beim Einsatz in Patronen, z.B. der Dimension 9 mm x 19, so eingestellt werden können, daß sich diese neben der Schadstoffreduzierung auch völlig störungsfrei, selbst bei extremen Temperaturen und nach Einwirkung von Feuchtigkeit, wobei hierbei insbesondere wieder die Hygroskopizität der einzelnen Komponenten zum Tragen kommt, sowie nach längerer Lagerung, verschießen lassen, die Schützen- und Funktionssicherheit sowie Treffgenauigkeit können dabei verbessert bzw. gewährleistet werden.It is advantageous that these oxidizing agent mixtures or the primers according to the invention are used in cartridges, e.g. dimension 9 mm x 19, can be set so that, in addition to reducing pollutants, they are also completely trouble-free, even at extreme temperatures and after exposure to moisture, with the hygroscopicity of the individual components again coming into play, and after prolonged storage, let shoot, the shooter and functional safety and accuracy can be improved or guaranteed.
Durch die entsprechende Wahl der Oxidationsmittelzusammensetzung bzw. der Reduktionsmittel ist es möglich, daß die höchstzulässigen Grenzwerte für einen Arbeitsplatz für die aus dem Anzünd- und Treibladungssatz freigesetzten Stoffe bei geeigneter und eingeschalteter oder aber auch nicht vorhandener Lüftung nicht überschritten werden.Through the appropriate choice of the oxidizing agent composition or the reducing agent, it is possible that the maximum permissible limit values for a work place for the substances released from the ignition and propellant charge charge are not exceeded with suitable and switched on or also non-existent ventilation.
Vorteilhaft ist dabei, daß aufgrund der verwendeten Materialien das Rohrinnere durch korrosive Gase in Form und Farbe nicht bzw. nur unwesentlich verändert wird. - -It is advantageous that, due to the materials used, the shape and color of the tube interior is not, or only insignificantly, changed by corrosive gases. - -
Weiters ist es vorteilhaft, daß z.B. eine untere Anzünd-Sicherheitsgrenze 76 mm nicht unterschreitet sowie eine obere Anzünd-Sicherheitsgrenze ca. 305 mm beträgt. Die Prüfung erfolgt dabei durch den sogenannten Run-Down-Test mit statistischer Sicherheitsberechnung. Geprüft wird nach der sogenannten Fallhammer-Methode, wobei die Hülse mit eingesetztem Anzündhütchen in einer Hülsenhalteeinheit aufgenommen und das Anzündhütchen mit einer 55 g-Kugel über einen Schlagbolzen mit einem spitzen Radius von 1 mm beaufschlagt wird.It is also advantageous that e.g. a lower ignition safety limit does not fall below 76 mm and an upper ignition safety limit is approx. 305 mm. The test is carried out by the so-called run-down test with statistical security calculation. Testing is carried out according to the so-called drop hammer method, in which the sleeve with inserted firing cap is received in a barrel holding unit and the firing cap is loaded with a 55 g ball using a firing pin with an acute radius of 1 mm.
Zudem ist es mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen möglich über einen weiten Temperaturbereich einen vorgegebenen Gasdruck mit nur geringen Abweichungen zu erreichen, z.B. bei Verwendung einer bestimmten Munitionsart und Pulverladung bei 21° C einen mittleren Gasdruck von höchstens 280 MPa. Für Einzelwerte kann der Gasdruck so eingestellt werden, daß 265 MPa nicht überschritten werden. Weiters ist es möglich, durch entsprechende Wahl der Formulierung, daß die Abwei- chung des mittleren Gasdruckes bei 52° C bzw. -30° C höchstens 65 MPa beträgt.In addition, with the compositions according to the invention it is possible to achieve a predetermined gas pressure with only slight deviations over a wide temperature range, e.g. when using a certain type of ammunition and powder charge at 21 ° C an average gas pressure of at most 280 MPa. For individual values, the gas pressure can be set so that it does not exceed 265 MPa. It is also possible, by appropriate choice of the formulation, that the deviation of the mean gas pressure at 52 ° C or -30 ° C is at most 65 MPa.
Vorteilhaft ist weiters möglich für eine bestimmte Munition eine vorgegebene Geschoßgeschwindigkeit mit nur geringen Abweichungen zu erreichen, z.B. bei 21° C zwischen 370 m/s und 420 m/s, wobei die Abweichung der mittleren Geschloßge- schwindigkeit bei 52° C bzw. 30° C höchstens 30 m/s betragen kann. Zudem kann die Treffergenauigkeit bei 50 m Schußentfernung auf 2,5 cm eingestellt werden.It is also advantageously possible to achieve a predetermined bullet speed for a certain ammunition with only slight deviations, e.g. at 21 ° C between 370 m / s and 420 m / s, whereby the deviation of the average lock speed at 52 ° C or 30 ° C can be a maximum of 30 m / s. In addition, the hit accuracy can be set to 2.5 cm at 50 m shooting distance.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Munition auf jeden beliebigen Waffentyp, beispielsweise Pistolen des Typs P5, P6, P7, P10 sowie das H & K - Waffensy- stem, MP5 so eingestellt werden, daß eine einwandfreie Funktion gewährleistet werden kann.Of course, the ammunition according to the invention can be set to any type of weapon, for example pistols of the types P5, P6, P7, P10 and the H&K weapon system, MP5, in such a way that proper functioning can be guaranteed.
In bezug auf die Lagerfähigkeitsprüfung nach dem NATO-Test (Climatic Storage Test, Section 1 1) ist es möglich, die Sprengstofformulierung so einzustellen, daß nach 30ig- tägiger Lagerdauer unter extremen Temperaturen die ballistischen Grenzwerte eingehalten werden.With regard to the shelf life test according to the NATO test (Climatic Storage Test, Section 11), it is possible to adjust the explosive formulation in such a way that the ballistic limit values are maintained after 30 days of storage under extreme temperatures.
Dabei können die Abweichungen von Gasdruck und Geschoßgeschwindigkeit minimal sein.The deviations from gas pressure and floor speed can be minimal.
Vorteilhaft ist weiters, daß durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Sprengformulierung der 90° C Gewichtsverlust-Test sowie der Bergmann-Jung-Test und Hol- land-Test bestanden werden können.It is also advantageous that the use of the explosive formulation according to the invention enables the 90 ° C. weight loss test and the Bergmann-Jung test and Hol- land test can be passed.
Zur Analyse des Staubes kann die Staubsammlung mittels Membranpumpe erfolgen, die durch einen nach oben offenen Filter kontinuierlich Luft saugt. Der Membranfilter kann dabei vom Typ SM 1 1301 mit einer Porenweite von 8 μm bestehen und kann dieTo analyze the dust, the dust can be collected using a diaphragm pump, which continuously sucks air through an open filter. The membrane filter can consist of type SM 1 1301 with a pore size of 8 μm and can
3 Durchsaugmenge zwischen 3,5 bis 4, 1 m /h bei einem Filterdurchmesser von 4 cm und einer Ansauggeschwindigkeit im Bereich zwischen 0,77 bis 0,91 m/s betragen.3 Suction rate between 3.5 to 4.1 m / h with a filter diameter of 4 cm and a suction speed in the range between 0.77 to 0.91 m / s.
Zur Messung des CO-Gehaltes können zwei hintereinander geschaltete URAS-Infrarot- Gasanalysatoren verwendet werden. Die Analyse des gesamten Staubes kann mittels Röntgen-Floureszenz-Analyse durchgeführt werden. Einzelne Verbindungsformen diverser Schwermetalle können mittels Röntgendiffraktometrie sowie IR-Spektroskopie identifiziert werden.Two URAS infrared gas analyzers connected in series can be used to measure the CO content. The analysis of the entire dust can be carried out by means of X-ray fluorescence analysis. Individual connection forms of various heavy metals can be identified by means of X-ray diffractometry and IR spectroscopy.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Munition im Schießbetrieb konnte gefunden werden, daß unter Berücksichtigung eines 20-fachen Luftwechsels in der Raumschießanlage und einer Schußzahl von 100 Schuß pro Schießbahn und Stunde die ermittelten Schadstoffe den MAK Wert bzw. den 10. Teil des jeweiligen MAK Wertes nicht überschritten haben.When using the ammunition according to the invention in the shooting operation, it was found that, taking into account a 20-fold air change in the indoor shooting range and a number of 100 shots per shooting range and hour, the pollutants determined did not exceed the MAK value or the 10th part of the respective MAK value to have.
Für die Herstellung derartiger erfindungsgemäßer Anzündmischungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einzelkomponenten eventuell mit Wasser oder aber diversen organischen Lösungsmitteln angeteigt werden können. Dabei kann die entsprechende Mischung im feuchten Zustand hergestellt werden und in eine Lochplatte der notwendigen Größe gestrichen werden. Aus dieser Lochplatte kann die Mischung üblicherweis ein Tablettenform in die jeweiligen Kapseln gestoßen werden.For the production of such ignition mixtures according to the invention, it has proven to be advantageous if the individual components can possibly be pasted with water or with various organic solvents. The corresponding mixture can be prepared in a moist state and spread in a perforated plate of the required size. The mixture can usually be pushed into a tablet form from the perforated plate into the respective capsules.
Vorteilhaft ist weiters beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Sprengstofformulierung, wenn der eingesetzte Sprengstoff, beispielsweise DDNP, vor Ver- wendung gereinigt, d.h. also umkristallisiert wird.It is also advantageous in the process according to the invention for producing the explosive formulation if the explosive used, for example DDNP, is cleaned before use, i.e. is recrystallized.
Vorteilhaft beim Umkristallisieren des DDNP's ist, wenn dieses in Aceton aufgelöst und mit Wasser gefällt wird. Dabei ist es möglich, daß die Aceton-Lösung vor der Wasserzugabe eine Temperatur von unter 20° C hat. Das zugegebene Wasser weist vorteilhafterweise eine Temperatur von unter 3° C, z.B. 1 °C bis 3 °C auf und kann die Wasserzugabe innerhalb von 10 s bis 30 s, insbesondere von 20 s erfolgen. Vorteilhaft ist weiters. wenn das umkristallisierte DDNP mit Ethanol gewaschen wird, um so das WO 00/66517 - 30 - PCT/ATOO/00109It is advantageous when recrystallizing the DDNP if it is dissolved in acetone and precipitated with water. It is possible that the acetone solution has a temperature of below 20 ° C before adding water. The water added advantageously has a temperature of below 3 ° C., for example 1 ° C. to 3 ° C., and the water can be added within 10 s to 30 s, in particular 20 s. It is also advantageous. when the recrystallized DDNP is washed with ethanol, so that the WO 00/66517-30 - PCT / ATOO / 00109
anhaftende Wasser zu entfernen. Durch spezielle Bedingungen beim Umkristallisieren kann eine bestimmte Kristallform des DDNP erreicht werden, beispielsweise dünne Platten mit einer Dicke von unter 5 μm, z.B. 1 μm bis 5 μm, einer Kantenlänge von 30 bis 100 μm mit rechteckigem Habitus, wobei der Winkel zwischen 85° und 95° variieren kann. Das Länge- zu Breitenverhältnis kann im Bereich zwischen 1 :2 bis 1 :4 liegen. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise die Schlagempfindlichkeit des DDNP erhöht werden und in der Folge dadurch auch die Schlagempfindlichkeit des Zündsatzes. Beim anschließenden Pressen des Zündsatzes ist es möglich, daß die Kristalle des DDNP zerbrechen und dadurch die blättchenförmige Kristallform in eine bruchstück- hafte Form mit scharfen Kanten übergeht, die den Satz empfindlicher machen kann.to remove adhering water. Due to special conditions during recrystallization, a certain crystal form of the DDNP can be achieved, e.g. thin plates with a thickness of less than 5 μm, e.g. 1 μm to 5 μm, an edge length of 30 to 100 μm with a rectangular habit, whereby the angle can vary between 85 ° and 95 °. The length to width ratio can range from 1: 2 to 1: 4. As a result, the impact sensitivity of the DDNP can advantageously be increased and, as a result, the impact sensitivity of the primer. When the primer is subsequently pressed, it is possible that the crystals of the DDNP break and the flake-like crystal form changes into a fragmented form with sharp edges, which can make the set more sensitive.
Für das Anteigen der Mischung ist es vorteilhaft, wenn Ethanol verwendet wird, weil dadurch zu erreichen ist, daß im Vergleich zu Wasser auch feuchtigkeitsempfindliche Komponenten, wie z.B. Strontiumnitrat, einfacher verarbeitet werden können. Selbst- verständlich können anstelle von Ethanol weitere organische Anteigmittel verwendet werden, wobei ausschlaggebend ist, daß der Vorteil aufgrund des niedrigeren Siedepunktes und die damit verbesserte Trocknung im Vergleich zu Wasser erreicht wird.For the pasting of the mixture, it is advantageous if ethanol is used because it can be achieved that, compared to water, moisture-sensitive components, such as e.g. Strontium nitrate, can be processed more easily. Of course, other organic pasting agents can be used instead of ethanol, it being crucial that the advantage due to the lower boiling point and the improved drying compared to water is achieved.
Wie bereits erwähnt, können bei Verwendung von Strontiumnitrattetrahydrat als Teil des Oxidationsmittelgemisches die Verarbeitungstemperaturen Bereich über 30° C liegen, und vorteilhafter Weise nicht unter 30 °C betragen, um dabei gleichzeitig mit der Verarbeitung das anhaftende Kristallwasser vom Strontiumnitrat auszutreiben bzw. die Wasseraufnahme von Strontiumnitrat zu verhindern. Bei dieser Temperatur ist von Vorteil, daß das Strontiumnitrat noch eine verarbeitbare Härte aufweist. Unter 30 °C nimmt das Strontiumnitrat Wasser auf, um das Tetrahydrat zu bilden. Dadurch kann der Mischung Wasser entzogen werden, sodaß diese austrocknen und eventuell hart werden kann. Vorteilhaft ist die Verwendung von Strontiumnitrat ohne bzw. mit geringem Wasseranteil, z.B. bis maximal 0, 1 %.As already mentioned, when using strontium nitrate tetrahydrate as part of the oxidizing agent mixture, the processing temperatures can be in the range above 30 ° C and advantageously not below 30 ° C, in order to expel the adhering crystal water from the strontium nitrate or the water absorption of strontium nitrate at the same time as the processing to prevent. At this temperature it is advantageous that the strontium nitrate still has a processable hardness. Below 30 ° C, the strontium nitrate absorbs water to form the tetrahydrate. This allows water to be removed from the mixture so that it can dry out and possibly become hard. It is advantageous to use strontium nitrate with little or no water, e.g. up to a maximum of 0.1%.
Das Oxidationsmittelgemisch kann aus Kalium- und/oder Natriumperoxodisulfat und zumindest einem zusätzlichen Oxidationsmittel, ausgewählt aus einer Gruppe die Zinn- oxalat, Wolframtrioxid, Magnesiumperoxid und Calziumcarbonat umfaßt, zusammengesetzt sein. Der Anteil des Kalium- und/oder Natriumperoxodisulfates an der Gesamtmischung kann zwischen 45 Gew-% und 50 Gew-% betragen.The oxidizing agent mixture can be composed of potassium and / or sodium peroxodisulfate and at least one additional oxidizing agent, selected from a group comprising tin oxalate, tungsten trioxide, magnesium peroxide and calcium carbonate. The proportion of potassium and / or sodium peroxodisulfate in the total mixture can be between 45% and 50% by weight.
Weiters kann der Anteil des zusätzlichen Oxidationsmittels an der Oxidationsmittelmischung zwischen 5 Gew-% und 50 Gew-% betragen. Weiters kann zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Natriumperchlorat, Kaliumper- chlorat, Ammoniumperchlorat, Kupferperchlorat, Natriumchlorat, Kaliumchlorat Am- moniumchlorat, Bariumchromat, Bleichromat und Quecksilberchromat umfassenden Gruppe ausgewählt sein.Furthermore, the proportion of the additional oxidizing agent in the oxidizing agent mixture can be between 5% by weight and 50% by weight. Furthermore, at least one oxidizing agent can be selected from a group comprising sodium perchlorate, potassium perchlorate, ammonium perchlorate, copper perchlorate, sodium chlorate, potassium chlorate, ammonium chlorate, barium chromate, lead chromate and mercury chromate.
Zumindest ein Reduktionsmittel kann aus einer Hydride und/oder Carbide enthaltenden Gruppe ausgewählt sein.At least one reducing agent can be selected from a group containing hydrides and / or carbides.
Als vorteilhaft wurde weiters die Verwendung von Wolfram und/oder Wolframverbin- düngen in den erfindungsgemäßen Anzündmischungen erkannt, nicht zuletzt deswegen weil die meisten dieser Verbindungen so wie das Element selbst großteils nicht hygroskopisch sind. So können z.B metallisches Wolfram und/oder Wolframcarbid, beispielsweise in Pulverform sowohl als Reduktionsmittel als auch als Friktionsmittel eingesetzt werden.The use of tungsten and / or tungsten compounds in the ignition mixtures according to the invention was also recognized as advantageous, not least because most of these compounds, like the element itself, are largely non-hygroscopic. For example, metallic tungsten and / or tungsten carbide, for example in powder form, can be used both as a reducing agent and as a friction agent.
Insbesondere hat sich die Verwendung von Wolframtrioxid als Oxidationsmittel bzw. Bestandteil des erfindungsgemäßen Oxidationsmittelgemisches als vorteilhaft erwiesen. Bei der Verwendung von W und WO3 tritt bekanntermaßen bei ca. 1000 °C und unter Inertgas folgende Reaktionen auf:In particular, the use of tungsten trioxide as an oxidizing agent or part of the oxidizing agent mixture according to the invention has proven to be advantageous. When using W and WO3, the following reactions are known to occur at approx. 1000 ° C and under inert gas:
2 WO3 + W -> 3 WO22 WO3 + W -> 3 WO2
Diese Reaktion tritt, wie vom Erfinder erkannt wurde, auch unter den Verhältnissen beim Zünden der Anzündmischung nach der Erfindung auf, zumindest in einem ver- gleichbaren Ausmaß, insbesondere auch dann wenn elementares W zumindest teilweise durch noch wesentlich sauerstoffaffinere Metalle, wie z.B. Ti, Zr oder dgl. ersetzt wird. Mögliche Reaktionen sind z.B.:As recognized by the inventor, this reaction also occurs under the conditions when the ignition mixture according to the invention is ignited, at least to a comparable extent, in particular also when elementary W is at least partially caused by metals which are still significantly more oxygen-affinitive, such as e.g. Ti, Zr or the like is replaced. Possible reactions include:
2 WO3 + Ti --> 2 WO2 + TiO22 WO3 + Ti -> 2 WO2 + TiO2
2 WO3 + Zr -> 2 WO2 + ZrO22 WO3 + Zr -> 2 WO2 + ZrO2
3 WO3 + 2 AI -> 3 WO2 + A12O33 WO3 + 2 AI -> 3 WO2 + A12O3
Bei Vorhandensein von weitern Sauerstoffträgern ist auch möglich entspechend mehr an Metallen zuzusetzen. Die Reaktion zu WO2 kann auch direkt als Energiequelle für den Zündsatz genutzt werden.In the presence of other oxygen carriers, it is also possible to add more metals accordingly. The reaction to WO2 can also be used directly as an energy source for the primer.
Bei der Verwendung von WC ist besonders seine extrem hohe Härte von Vorteil, so- dass es als Friktionsmittel fungieren kann und damit die Empfindlichkeit erhöht werden kann. Im Gegensatz zu Glas ist WC wesentlich härter und bietet auch noch den Vorteil, dass es ab ca. 600°C oxidiert (WC + 3/2 02 --> WO2 + CO). Dadurch trägt es einerseits zum Energieumsatz bei. Andererseits können nach der Oxidation keine harten Partikel in den Lauf gelangen, wodurch eine Verkürzung der Lebensdauer der Waffe, wie dies bei der Verwendung von Glas der Fall ist, ausgeschlossen werden kann.When using WC, its extremely high hardness is particularly advantageous, so that it can act as a friction agent and thus the sensitivity can be increased. In contrast to glass, WC is much harder and also has the advantage that it oxidizes from approx. 600 ° C (WC + 3/2 02 -> WO2 + CO). On the one hand, it contributes to energy turnover. On the other hand, no hard particles can get into the barrel after the oxidation, so that a shortening of the life of the weapon, as is the case when using glass, can be excluded.
Die Bildung von WO2 ist auch insbesondere deshalb vorteilhaft, da es eine hohe Dichte (10,8 g/cm3) aufweist und bis zu relativ hohen Temperaturen stabil ist. Bei Temperaturen über ca. 1500°C disproportioniert WO2 sogar zu W und WO2,72. W selbst hat eine extrem hohe Dichte (19,3 g/cm3) und den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle überhaupt (3400°C). Durch den hohen Sauerstoffgehalt von WO2,72 kann dieses wiederum als Oxidationsmittel wirken, wodurch sich erneut WO2 bildet.The formation of WO2 is also particularly advantageous because it has a high density (10.8 g / cm 3 ) and is stable up to relatively high temperatures. At temperatures above approx. 1500 ° C, WO2 even disproportionates to W and WO2.72. W itself has an extremely high density (19.3 g / cm 3 ) and the highest melting point of all metals (3400 ° C). Due to the high oxygen content of WO2.72, this in turn can act as an oxidizing agent, whereby WO2 is formed again.
Der Hauptvorteil des Einsatzes von Wolfram und/oder Wolframverbindungen ist die Bildung von heißen Partikeln, die eine sehr hohe Dichte und einen sehr hohen Schmelzpunkt aufweisen. Dadurch wird die Anzündung des Treibladungspulvers gegenüber Zündsätzen ohne Zusatz von Wolfram und/oder Wolframverbindungen markant verbessert.The main advantage of using tungsten and / or tungsten compounds is the formation of hot particles that have a very high density and a very high melting point. As a result, the ignition of the propellant charge powder is markedly improved compared to igniting charges without the addition of tungsten and / or tungsten compounds.
Als weiterer Vorteil von Wolfram und/oder Wolframverbindungen kann angeführt werden, dass die wichtigsten Vertreter (Metall, Oxide, Carbide) nicht hygroskopisch sind. Dadurch ist kann die Lagerung und Verarbeitung vereinfacht werden und kostengünstiger erfolgen. WO3, W und WC fallen zudem als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Hartmetallen in unterschiedlichen Korngrößen an. Dadurch können diese Stoffe zu relativ günstigen Preisen direkt bezogen werden.A further advantage of tungsten and / or tungsten compounds can be stated that the most important representatives (metal, oxides, carbides) are not hygroscopic. This simplifies storage and processing and is more economical. WO3, W and WC are also an intermediate product in the production of hard metals in different grain sizes. This means that these fabrics can be purchased directly at relatively low prices.
Die wahrscheinlichsten Reaktionsprodukte beim Einsatz von Wolfram und/oder Wolframverbindungen sind verschiedene Wolframoxide (WO2,90, WO2,72, WO2), die alle wasserunlöslich sind, und somit einen MAK-Wert bzw. OSHA Wert von 5 mg/m3 aufweisen. Eine Gesundheitsgefährdung beim Abschießen derartiger Munition ist nicht zu erwarten. Von Vorteil ist weiters die Verwendung von MoO3, da es im wesentlichen zu WO3 vergleichbare Reaktionen zeigt.The most likely reaction products when using tungsten and / or tungsten compounds are various tungsten oxides (WO2.90, WO2.72, WO2), all of which are water-insoluble and thus have a MAK value or OSHA value of 5 mg / m 3 . A health hazard from firing such ammunition is not expected. The use of MoO3 is also advantageous since it shows reactions which are essentially comparable to WO3.
Im folgenden werden einige, nicht limitierend zu verstehende Beispiele für Zusammen- Setzungen angegeben, mit denen obige Vorteile erreicht werden können. Dabei können DDNP im Ausmaß zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-%, insbesondere zwischen 15 Gew.-% und 40 Gew.%, Tetrazen im Ausmaß zwischen 1 Gew.-% und 15 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 ,5 Gew.-% und 10 Gew.%, Kugelpulver im Ausmaß zwischen 2 Gew.-% und 20 Gew.-% , insbesondere zwischen 3 Gew.-% und 15 Gew.%, Cäsium- nitrat und /oder Kaliumnitrat im Ausmaß zwischen 5 Gew.-% und 70 Gew.-% , insbesondere zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.% , Titan im Ausmaß zwischen 1 Gew.-% und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 Gew.-% und 14 Gew.% , Wolfram im Ausmaß zwischen 1 Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 Gew.-% und 30 Gew.%, Wolframcarbid im Ausmaß zwischen 2 Gew.-% und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 3 Gew.-% und 24 Gew.%, Calziumsilizid im Ausmaß zwischen 1 Gew.-% und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 Gew.-% und 14 Gew.% und Wolframtrioxid im Ausmaß zwischen 1 Gew.-% und 30 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 ,5 Gew.-% und 25 Gew.% vorliegen. Die jeweilige Zusammensetzung ist selbstverständlich so zu verstehen, daß in Summe 100 Gew.-% vorliegen. Dies gilt auch für sämtliche genann- ten ZusammensetzungenIn the following, some non-limiting examples of compositions are given, with which the above advantages can be achieved. DDNPs in the range between 5% by weight and 50% by weight, in particular between 15% by weight and 40% by weight, tetrazene in the range between 1% by weight and 15% by weight, in particular between 1 , 5% by weight and 10% by weight, spherical powder to the extent between 2% by weight and 20% by weight, in particular between 3% by weight and 15% by weight, cesium nitrate and / or potassium nitrate to the extent between 5% by weight and 70% by weight, in particular between 10% by weight and 40% by weight, titanium to the extent between 1% by weight and 20% by weight, in particular between 1% by weight and 14% by weight, tungsten in the range between 1% by weight and 40% by weight, in particular in the range from 1% by weight and 30% by weight, tungsten carbide in the range between 2% by weight and 25% by weight, in particular between 3% by weight and 24% by weight, calcium silicide in an amount between 1% by weight and 25% by weight, in particular between 1% by weight and 14% by weight and tungsten trioxide in an amount between 1% by weight % and 30% by weight, in particular between 1.5% by weight and 25% by weight. The respective composition is of course to be understood in such a way that a total of 100% by weight is present. This also applies to all of the compositions mentioned
Beispiel 1 Anteil in Gew.-%Example 1
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3 - 6Tetrazen 3 - 6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Cäsiumnitrat 30 - 60Cesium nitrate 30-60
Titan 2 - 10Titan 2 - 10
Wolframcarbid 5 - 15 weitere(s) Oxidationsmittel 1 - 25Tungsten carbide 5 - 15 further oxidizing agents 1 - 25
(WO3, ZnC2O4, Fe2O3,(WO3, ZnC2O4, Fe2O3,
Sr(NO3)2)Sr (NO3) 2)
Beispiel 2 Anteil in Massen %Example 2 Share in mass%
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3 - 6Tetrazen 3 - 6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Kaliumnitrat 15 - 30 Cäsiumnitrat 15- 30Potassium nitrate 15-30 Cesium nitrate 15-30
Titan 2- 10Titan 2-10
Wolfram 5 - 25Tungsten 5-25
Beispiel 3 Anteil in Massen %Example 3 Share in mass%
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3 - 6Tetrazen 3 - 6
Kugelpulver 5- 10Ball powder 5-10
Kaliumnitrat 15 -30 Cäsiumnitrat 15 - 30Potassium nitrate 15-30 cesium nitrate 15-30
Titan 2- 10Titan 2-10
Calziumsilicid 2- 10Calcium Silicide 2-10
Wolfram 5-25Tungsten 5-25
Beispiel 4 Anteil in Massen %Example 4 Share in mass%
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3-6Tetrazen 3-6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Kaliumnitrat 15-30 Cäsiumnitrat 15-30Potassium nitrate 15-30 cesium nitrate 15-30
Titan 2- 10Titan 2-10
Wolframcarbid 5 - 15Tungsten carbide 5-15
Beispiel 5 Anteil in Massen % DDNP 20 - 30Example 5 Share in mass% DDNP 20-30
Tetrazen 3 - 6Tetrazen 3 - 6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Kaliumnitrat 15-30Potassium nitrate 15-30
Cäsiumnitrat 15- 30 Titan 2- 10Cesium nitrate 15-30 titanium 2-10
Wolfram 5 - 25Tungsten 5-25
Beispiel 6 Anteil in Massen %Example 6 Share in mass%
DDNP 20 - 30 Tetrazen 3 - 6DDNP 20-30 tetrazen 3-6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Kaliumnitrat 15-30 Cäsiumnitrat 15 - 30 Titan 2 - 10Potassium nitrate 15-30 Cesium nitrate 15-30 titanium 2-10
Calziumsilicid 2 - 10 Wolfram 5 - 25Calcium Silicide 2-10 Tungsten 5-25
Beispiel 7 Anteil in Massen % DDNP 20 - 30 Tetrazen 3 - 6 Kugelpulver 5 - 10 Kaliumnitrat 15 - 30 Cäsiumnitrat 15 - 30 Titan 2 - 10 Calziumsilicid 5 - 15Example 7 Share in mass% DDNP 20-30 tetrazene 3-6 ball powder 5-10 potassium nitrate 15-30 cesium nitrate 15-30 titanium 2-10 calcium silicide 5-15
Beispiel 8 Anteil in Massen % DDNP 20 - 30 Tetrazen 3 - 6 Kugelpulver 5 - 10 Cäsiumnitrat 30 - 60 Wolframtrioxid 2 - 20 Titan 2 - 10 Wolframcarbid 5 - 15Example 8% by mass% DDNP 20-30 tetrazene 3-6 ball powder 5-10 cesium nitrate 30-60 tungsten trioxide 2-20 titanium 2-10 tungsten carbide 5-15
Beispiel 9 Anteil in Massen % DDNP 20 - 30 Tetrazen 3 - 6 Kugelpulver 5 - 10 Cäsiumnitrat 30 - 60 Wolframtrioxid 2 - 20 Titan 2 - 10Example 9% by mass% DDNP 20-30 tetrazene 3-6 ball powder 5-10 cesium nitrate 30-60 tungsten trioxide 2-20 titanium 2-10
Wolfram 5 - 15Tungsten 5-15
Beispiel 10 Anteil in Massen % DDNP 20 - 30 Tetrazen 3 - 6Example 10 Share in mass% DDNP 20-30 tetrazen 3-6
Kugelpulver 5 - 10 Cäsiumnitrat 30 - 60 Wolframtrioxid 2 - 20Ball powder 5 - 10 cesium nitrate 30 - 60 Tungsten trioxide 2 - 20
Titan 2- 10Titan 2-10
Calziumsilicid 5- 15Calcium Silicide 5-15
Beispiel 11 Anteil in Massen %Example 11 Share in mass%
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3-6Tetrazen 3-6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Cäsiumnitrat 30 - 60 Wolframtrioxid 2 - 20Cesium nitrate 30 - 60 tungsten trioxide 2 - 20
Titan 2- 10Titan 2-10
Calziumsilicid 5 - 15Calcium silicide 5-15
Beispiel 12 Anteil in Gew.-% DDNP 20 - 30Example 12 Share in% by weight of DDNP 20-30
Tetrazen 3 - 6Tetrazen 3 - 6
Kugelpulver 5 - 10Ball powder 5 - 10
Wolframtrioxid 2 - 60Tungsten trioxide 2 - 60
Titan 2- 10 Wolframcarbid 5- 15Titan 2-10 tungsten carbide 5-15
Beispiel 13 Anteil in Gew.-%Example 13 Percentage by Weight
DDNP 20 - 30DDNP 20-30
Tetrazen 3-6 Kugelpulver 5 - 10Tetrazen 3-6 ball powder 5 - 10
Wolframtrioxid 20 - 60Tungsten trioxide 20-60
Wolfram 5 - 25Tungsten 5-25
Wolframcarbid 5 - 15Tungsten carbide 5-15
Abschließend sei noch erwähnt, daß nicht nur wie voranstehend beschrieben nichtmetallische Explosivstoffe verwendet werden können, sondern ist vielmehr auch derFinally, it should be mentioned that not only non-metallic explosives can be used as described above, but rather is
Einsatz von z.B. Schwemetallvervindungen, beispielsweise Azide wie z.B. Bleiazid, Quecksilberfulminat, Bleinitroresorcinat oder dgl. möglich, da aufgrund der erindungs- gemäßen Formulierungen der Anzündmischung keine Gesundheitsgefährdung zu erwarten ist. Die einzelnen beschriebenen Ausführungen können den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind der Beschreibung zu entnehmen. Use of, for example, heavy metal compounds, for example azides such as, for example, lead azide, mercury fullminate, lead nitro-resorcinate or the like, is possible since no health hazard is to be expected on the basis of the formulation of the ignition mixture according to the invention. The individual versions described can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the description.

Claims

WO 00/66517 - 38 - PCT/ATOO/00109P a t e n t a n s p r ü c h e WO 00/66517 - 38 - PCT / ATOO / 00109P claims
1. Anzündmischung aus zumindest einem schlagempfindlichen, nichtmetallischen Explosivstoff, gegebenenfalls zumindest einem weiteren schlagempfindlichen, nichtmetallischen weiteren Explosivstoff, gegebenenfalls zumindest einem Brennstoff, sowie einem Oxidationsmittelgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Anteil der einzelnen Oxidationsmittel am aus dem bzw. den Explosivstoff(en) sowie gegebenfalls dem (den) Brennstoff (en) bestehenden Gesamtgemisch in einem dieses umgebenden Bereich bestimmt ist durch eine vorbestimmte maximale Grenzkonzentra- tion des bzw. der Reaktionsprodukte(s) der Oxidationsmittel nach der Redoxreaktion.1. Ignition mixture of at least one impact-sensitive, non-metallic explosive, optionally at least one further impact-sensitive, non-metallic further explosive, optionally at least one fuel, and an oxidizing agent mixture, characterized in that the maximum proportion of the individual oxidizing agents on the explosive (s) and optionally the total mixture (s) existing in a region surrounding it is determined by a predetermined maximum limit concentration of the reaction product (s) of the oxidizing agents after the redox reaction.
2. Anzündmischung aus zumindest einem schlagempfindlichen Explosivstoff, gegebenenfalls zumindest einem weiteren schlagempfindlichen Explosivstoff, gegebenenfalls zumindest einem Brennstoff, gegebenenfalls zumindest einem Reduktionsmit- tel sowie zumindest einem Oxidationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Oxidationsmittel eine Wolframverbindung, z.B. Wolframtrioxid und/oder ein Vorstufe eines Oxidationsmittels ist, welches insbesondere bei erhöhter Temperatur und/oder Druck durch eine Reaktion, z.B. Disproportionierung das Oxidationsmittel ausbildet.2. Ignition mixture of at least one impact sensitive explosive, optionally at least one further impact sensitive explosive, optionally at least one fuel, optionally at least one reducing agent and at least one oxidizing agent, characterized in that the at least one oxidizing agent is a tungsten compound, e.g. Is tungsten trioxide and / or a precursor of an oxidizing agent which is reacted, in particular at elevated temperature and / or pressure, by a reaction, e.g. Disproportionation forms the oxidizing agent.
3. Anzündmischung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzkonzentration die Maximale Arbeitsplatzkonzentration ist.3. Ignition mixture according to claim 1, characterized in that the limit concentration is the maximum workplace concentration.
4. Anzündmischung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Grenz- konzentration der OSHA-Wert ist.4. Ignition mixture according to claim 1, characterized in that the limit concentration is the OSHA value.
5. Anzündmischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zumindest einem weiteren Oxidationsmittel ein Oxidationsmittelgemisch enthalten ist.5. Ignition mixture according to claim 2, characterized in that an oxidizing agent mixture is contained with at least one further oxidizing agent.
6. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittelgemisch aus zumindest zwei oder drei oder vier oder fünf verschiedenen Oxidationsmitteln besteht.6. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the oxidizing agent mixture consists of at least two or three or four or five different oxidizing agents.
7. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Strontiumnitrat, Cäsiumnitrat, Kaliumnitrat, Aluminiumnitrat, Calziumnitrat, Kupfer(II)nitrat, Eisen(III)nitrat, Magnesiumnitrat, Zinknitrat und Bariumnitrat umfassenden Gruppe 517 - -7. ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent from a strontium nitrate, cesium nitrate, potassium nitrate, aluminum nitrate, calcium nitrate, copper (II) nitrate, iron (III) nitrate, magnesium nitrate, zinc nitrate and barium nitrate group 517 - -
ausgewählt ist.is selected.
8. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer MoO , WO3, Fe2O , MnO2, PbO2, TiO , CuO und SnO2 umfassenden Gruppe ausgewählt ist.8. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent is selected from a group comprising MoO, WO 3 , Fe 2 O, MnO 2 , PbO 2 , TiO, CuO and SnO 2 .
9. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Magnesiumperoxid, Strontiumperoxid, Zinkperoxid, Bariumperoxid, Ammoniumperoxodisulfat, Na- triumperoxodisulfat, Kaliumperoxodisulfat und Dibenzoylperoxid umfassenden Gruppe ausgewählt ist.9. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent is selected from a group comprising magnesium peroxide, strontium peroxide, zinc peroxide, barium peroxide, ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate and dibenzoyl peroxide.
10. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Strontiumcarbo- nat, Calziumcarbonat und Magnesiumcarbonat umfassenden Gruppe ausgewählt ist.10. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent is selected from a group comprising strontium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.
11. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Strontiumsulfat und Kaliumsulfat umfassenden Gruppe ausgewählt ist.11. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent is selected from a group comprising strontium sulfate and potassium sulfate.
12. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Oxidationsmittel aus einer Strontiumoxa- lat, Natriumoxalat und Zinnoxalat umfassenden Gruppe ausgewählt ist.12. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one oxidizing agent is selected from a group comprising strontium oxalate, sodium oxalate and tin oxalate.
13. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche13. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims
2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorprodukt des Oxidationsmittels ein nicht- stöchiometrisches Oxid des Wolframs, z.B. WO Q, W07 72 und/oder Molybdäns ist.2 to 13, characterized in that the precursor of the oxidizing agent is a non-stoichiometric oxide of tungsten, for example WO Q, W0 7 72 and / or molybdenum.
14. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die enthaltenen Oxidationsmittel nicht hygroskopisch sind.14. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the oxidizing agents contained are not hygroscopic.
15. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die enthaltenen Oxidationsmittel kein Hydratwasser auf- weisen.15. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the oxidizing agents contained have no water of hydration.
16. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil eines weiteren Oxidationsmittels, z.B. Strontiumperoxid, Strontiumcarbonat, Strontiumsulfat, Strontiumoxalat und Magnesiumoxid an der Oxidationsmittelmischung zwischen 5 Gew-% und 50 Gew-% beträgt.16. ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of a further oxidizing agent, for example strontium peroxide, strontium carbonate, strontium sulfate, strontium oxalate and magnesium oxide, in the oxidizing agent mixture is between 5% and 50% by weight.
17. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strontiumnitrat kein Kristallwasser enthält.17. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the strontium nitrate contains no water of crystallization.
18. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein zuätzliches Reduktionsmittel enthalten ist.18. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one additional reducing agent is included.
19. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel bzw. -gemisch im Ausmaß zwischen 1 Gew-% und 15 Gew-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, vorliegt.19. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the reducing agent or mixture is present in an amount between 1% by weight and 15% by weight, based on the total composition.
20. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reduktionsmittel aus einer Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, AI sowie Si enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.20. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one reducing agent is selected from a group containing Mg, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Zn, B, Al and Si.
21. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reduktionsmittel aus einer Ca2Si, CaSi und CaSi2 enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.21. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one reducing agent is selected from a group containing Ca2Si, CaSi and CaSi2.
22. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reduktionsmittel aus einer TiH2 und ZrH2 enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.22. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one reducing agent is selected from a group containing TiH 2 and ZrH 2 .
23. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Reduktionsmittel aus einer TiC, ZrC und WC enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.23. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one reducing agent is selected from a group containing TiC, ZrC and WC.
24. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Friktionsmittel enthalten ist.24. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one friction agent is included.
25. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Friktionsmittel im Ausmaß zwischen 0,1 Gew-% und 525. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that friction agents in an amount between 0.1% by weight and 5th
Gew-% vorliegt. % By weight is present.
26. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionsmittel aus einer Glas, W, Wolframcarbide, z.B. WC enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.26. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the friction agent consists of a glass, W, tungsten carbide, e.g. Group containing WC is selected.
27. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammentemperatur durch die Zusammensetzung der Oxidationsmittelmischung definiert ist.27. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the flame temperature is defined by the composition of the oxidizing agent mixture.
28. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammentemperatur durch die Auswahl des bzw. der28. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the flame temperature by the selection of the or
Reduktionsmittel definiert ist.Reducing agent is defined.
29. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammentemperatur im Bereich zwischen 1500 °C und 4500 °C liegt.29. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the flame temperature is in the range between 1500 ° C and 4500 ° C.
30. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeit/Druck- Verhalten der Gesamtmischung durch die Zusammensetzung der Oxidationsmittelmischung definiert ist.30. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time / pressure behavior of the overall mixture is defined by the composition of the oxidizing agent mixture.
31. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeit/Druck- Verhalten der Gesamtmischung durch die Auswahl des bzw. der Reduktionsmittel definiert ist.31. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time / pressure behavior of the overall mixture is defined by the selection of the reducing agent or agents.
32. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit bis zum Druckanstieg im Bereich zwischen 0,01 ms und 2 ms liegt, vorzugsweise 0,15 ms beträgt.32. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time to rise in pressure is in the range between 0.01 ms and 2 ms, preferably 0.15 ms.
33. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Druck nach einer Zeit erreicht wird, die im33. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the maximum pressure is reached after a time which in
Bereich zwischen 0,1 ms und 4 ms liegt, vorzugsweise 0,35 ms beträgt.Range is between 0.1 ms and 4 ms, preferably 0.35 ms.
34. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen der Gesamtmischung zumindest teil- weise durch die Zusammensetzung der Oxidationsmittelmischung definiert ist.34. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas volume of the total mixture is at least partially defined by the composition of the oxidizing agent mixture.
35. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen der Gesamtmischung zumindest teilweise durch die Auswahl des bzw. der Reduktionsmittel definiert ist.35. ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas volume of the total mixture is at least partially defined by the selection of the reducing agent (s).
36. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,36. ignition mixture according to one or more of the preceding claims,
3 dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen im Bereich zwischen 150 cm /g und 3 500 cm /g beträgt.3 characterized in that the gas volume is in the range between 150 cm / g and 3 500 cm / g.
37. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Explosivstoff ausgewählt ist aus einer Diazodinitro- phenol (DDNP) und Kalium-4,6-dinitrobenzofuroxan (KDNBF) enthaltenden Gruppe.37. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the explosive is selected from a group containing diazodinitro-phenol (DDNP) and potassium 4,6-dinitrobenzofuroxane (KDNBF).
38. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Explosivstoff im Ausmaß zwischen 9 Gew-% und38. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the explosive to an extent between 9% and
60 Gew-%, bezogen auf die Gesamtmischung vorliegt.60% by weight, based on the total mixture, is present.
39. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das DDNP gereinigt durch Auflösen in einem organischen Lösungsmittel und Fällung mit Wasser vorliegt.39. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the DDNP is present purified by dissolving in an organic solvent and precipitation with water.
40. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Explosivstoff ausgewählt ist aus einer Tetrazen und Nitromannit enthaltenden Gruppe.40. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the further explosive is selected from a group containing tetrazene and nitromannite.
41. Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Explosivstoff im Ausmaß zwischen 0,1 Gew-41. Ignition mixture according to one or more of the preceding claims, characterized in that the further explosive in an amount between 0.1 wt.
% und 15 Gew-%, bezogen auf die Gesamtmischung vorliegt.% and 15% by weight, based on the total mixture.
42. Explosivstofformulierung aus einem Gemisch aus einer Anzündmischung, zumindest einem weiteren Sprengstoff sowie gegebenenfalls weiterer Zuschlagstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzündmischung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche gebildet ist.42. Explosive formulation from a mixture of an ignition mixture, at least one other explosive and optionally further additives, characterized in that the ignition mixture is formed according to one or more of the preceding claims.
43. Verfahren zur Herstellung einer Anzündmischung zumindest bestehend aus zumindest einem Explosivstoff, gegebenenfalls zumindest einem Brennstoff, einem Oxidationsmittelgemisch aus zumindest zwei Oxidationsmittel, zumindest einem Reduktionsmittel sowie gegebenenfalls zumindest einem Friktionsmittel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 77, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Edukte mit einem organischem Lösungsmittel bzw. -gemisch angeteigt werden.43. A method for producing an ignition mixture consisting of at least one explosive, optionally at least one fuel, an oxidizing agent mixture of at least two oxidizing agents, at least one reducing agent and optionally at least one friction agent, in particular according to one of claims 1 to 77, characterized in that the individual Educts be pasted with an organic solvent or mixture.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 9,0 Gew.-% und 60 Gew.-% des bzw. der schlagempfindlichen Explosivstoffe(s), zwischen 0 Gew-% und 15 Gew-% des bzw. der weiteren schlagempfindlichen, nichtmetallischen Explosivstoffe(s), zwischen 5 Gew-% und 30 Gew-% des bzw. der Brennstoffe^), zwischen 20 Gew-% und 70 Gew-% des Oxidationsmittelgemisches, zwischen 1 Gew-% und 15 Gew-% des bzw. der Reduktionsmittel sowie zwischen 0,1 Gew-% und 5 Gew-% des bzw. der Friktionsmittel mitteinander vermischt werden.44. The method according to claim 43, characterized in that between 9.0 wt .-% and 60 wt .-% of the impact sensitive explosive (s), between 0 wt% and 15 wt% of the further impact-sensitive, non-metallic explosives (s), between 5% and 30% by weight of the fuel or fuels ^), between 20% and 70% by weight of the oxidizing agent mixture, between 1% and 15% by weight of the or the reducing agent and between 0.1% and 5% by weight of the friction agent or agents are mixed together.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, daß als Anteigmittel Ethanol, ein höhererer Alkohol, oder dgl. verwendet wird.45. The method according to any one of claims 43 or 44, characterized in that ethanol, a higher alcohol, or the like is used as the pasting agent.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß als Explosivstoff durch Umkristallisation gereinigtes DDNP verwendet wird.46. The method according to any one of claims 43 to 45, characterized in that DDNP is used as the explosive by recrystallization.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß das DDNP in Aceton aufgelöst und mit Wasser wieder gefällt wird.47. The method according to any one of claims 43 to 46, characterized in that the DDNP is dissolved in acetone and precipitated again with water.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Edukte kristallwasserfrei sind. 48. The method according to any one of claims 43 to 47, characterized in that the starting materials used are free of water of crystallization.
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