способ получения сферического пороха

Формула изобретения

Способ получения сферического пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы, бризантного ВВ в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака при перемешивании в этилацетате, диспергирование лака на сферические частицы и удаление этилацетата дистилляцией, отличающийся тем, что в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл, а в качестве бризантного ВВ используют кристаллический октоген в количестве 5-60% по отношению к пороховой массе в виде 50 мас.% водной суспензии, а приготовление лака ведут в этилацетате при модуле 5-10 мас.ч. в течение 40-60 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству сферического пороха (СФП), в частности к области производства высокоэнергетического пороха.

Известен способ получения многоосновного сферического пороха, включающий перемешивание гранул нитроцеллюлозы, стабилизатора химической стойкости вместе с мощным бризантным ВВ нитроглицерином (НГ) в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака путем введения в суспензию растворителя этилацетата (ЭА), добавление при перемешивании защитного коллоида, диспергирование лака на сферические частицы, введение в качестве обезвоживателя неорганической соли и удаление растворителя дистилляцией (патент США №3917767, С 06 В 21/00). Данный способ принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невозможность увеличения силы пороха, так как максимально возможный ввод НГ (до 20 мас.%) обеспечивает силу пороха только в пределах 1106,0-1135,0 кДж/кг.

Задачей настоящего изобретения является увеличение энергетики СФП.

Для достижения указанного технического результата в способе получения СФП, включающем перемешивание гранул нитроцеллюлозы, бризантного ВВ в воде до образования суспензии, приготовление порохового лака при перемешивании в ЭА, диспергирование лака на сферические частицы и удаление растворителя дистилляцией, в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл, а в качестве бризантного ВВ используют кристаллический октоген в количестве 5-60 мас.% по отношению к пороховой массе в виде 50 мас.% водной суспензии, а приготовление лака ведут в ЭА при модуле 5-10 мас.ч. в течение 40-60 мин.

Предлагаемый способ может быть реализован на существующем оборудовании производства штатных СФП.

Изготовление СФП с кристаллическим октогеном осуществлялось с учетом соотношения (модуля) ЭА и пироксилина 1 Пл.

В производстве СФП обычно используют модуль по ЭА 2,4-3,6 мас.ч. по отношению к нитратам целлюлозы (патент РФ №1727375, С 06 В 21/00). В случае ввода кристаллического октогена количество ЭА увеличивается и составляет 5-10 мас.ч. Это связано с тем, что жидкий лак легче обволакивает и стягивает частицы кристаллов, что приводит к лучшему диспергированию на сферические элементы.

Время приготовления порохового лака составляет 40-60 мин. При уменьшении времени менее 40 мин происходит неполное растворение гранул пироксилина 1 Пл, что снижает выход целевой фракции и ухудшает баллистические характеристики порохового заряда. Перемешивание более 60 мин проводить нецелесообразно из-за увеличения продолжительности технологического цикла и, следовательно, себестоимости продукции.

Примеры выполнения способа получения СФП с различным содержанием октогена, а также по прототипу приведены в табл.1.

Пример 1. В реактор заливается 4,950 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,050 кг октогена и 0,050 л воды, загружается 0,950 кг пироксилина 1 Пл, смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 4,750 л ЭА с дифениламином (ДФА) в количестве 0,0038 кг, в течение 40 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.

Примеры 2, 3. В реактор заливается 4,800 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,200 кг октогена и 0,200 л воды, загружается 0,800 кг пироксилина 1 Пл и смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 5,000 л ЭА с ДФА в количестве 0,0032 кг, в течение 50 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.

Пример 4. В реактор заливается 4,400 л воды, загружается водная суспензия, состоящая из 0,600 кг октогена и 0,600 л воды, загружается 0,400 кг пироксилина 1 Пл, смесь перемешивают в течение 10 мин. Затем в реактор заливают 4,000 л ЭА с ДФА в количестве 0,0016 кг, в течение 60 мин готовится пороховой лак, после ввода эмульгатора (мездрового клея) пороховой лак диспергируется на сферические частицы в течение 60 мин. После завершения процесса диспергирования вводится неорганическая соль в количестве 0,300 кг и ведется удаление растворителя дистилляцией. Полученный СФП промывается и сушится.

В примерах 1-4 в качестве нитроцеллюлозы используют пироксилин 1 Пл (ОСТ В 84-2373-87).

Таблица 1 Режимы изготовления СФП с кристаллическим бризантным ВВ октогеном и по прототипу
Наименование показателя	Пример 1	Примеры 2, 3	Пример 4	Прототип
Содержание октогена, мас.%	5	20	60	-
Модуль по ЭА, мас.ч.	5,0	6,25	10,0	2,8-5,0

После фазы формирования были сделаны срезы зерен пороха. Исследования, проведенные с помощью растрового электронного микроскопа, показали, что матрица нитрата целлюлозы, удерживая кристаллические частицы, обеспечивает механическую прочность, при этом не наблюдается распада частиц при механических воздействиях даже при вводе 60 мас.% октогена.

Баллистические характеристики изготовленных порохов приведены в табл.2.

Из данных табл.2 видно, что разработанные режимы формирования с использованием кристаллического октогена обеспечивают требуемые баллистические характеристики. В примере 4 приведены результаты на пуле массой 2,6 г без изменения габарита гильзы с дульной скоростью, равной 551 м/с, т.е. эффективность заряда возрастает на 13%. При испытаниях СФП с содержанием октогена 5 мас.% (пример 1) на максимальной навеске, согласно техническим условиям, достигнуто увеличение скорости пули на 8% при нормальном давлении. Использование октогена в количестве 60 мас.% подтверждает работоспособность СФП.

Варьирование количества вводимого октогена позволяет повышать силу СФП в пределах 1071,9-1236,0 кДж/кг, расширяя, тем самым, область применения порохов в стрелковых системах.

Таким образом, разработанный способ получения сферического пороха, обеспечивает безопасный ввод бризантного ВВ в реактор, а изготовленный порох способствует повышению баллистических характеристик.