RU2200141C1

RU2200141C1 - Pyrotechnic retarding composition

Info

Publication number: RU2200141C1
Application number: RU2001115438A
Authority: RU
Inventors: М.В. Агеев; Ю.Н. Ведерников; З.М. Гольдинштейн; В.А. Горчаков; Н.С. Егоров; В.Л. Копнов; Л.В. Корнеева; А.Г. Неклюдов; С.А. Поздняков; В.К. Попов; А.И. Шумский
Original assignee: Открытое акционерное общество по производству взрывчатых материалов и пиротехники "Нитро-Взрыв"
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: pyrotechnics; mining and coal mining industries. SUBSTANCE: proposed pyrotechnic retarding composition contains fluorine-containing organic polymer fluoroplastic =-2M, combustion rate regulator, binder and at least one oxygen-containing oxidizer. Proposed composition ensures stable and low rate of combustion. EFFECT: enhanced efficiency. 7 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к пиротехническим составам для снаряжения замедлительных узлов средств инициирования, и предназначено для обеспечения требуемого времени замедления с высокой степенью точности при проведении взрывных работ в горнорудной и угледобывающей отраслях промышленности. The invention relates to pyrotechnics, and more particularly to pyrotechnic compositions for equipping retardation units of initiation means, and is intended to provide the required deceleration time with a high degree of accuracy during blasting in the mining and coal mining industries.

Известны пиротехнические замедлительные составы, используемые в качестве замедлительных в различных устройствах с замедлением времени срабатывания. Дымный ружейный порох, запрессованный в оболочку, является первым замедлительным составом. Недостатки черного пороха - его гигроскопичность и сильная зависимость скорости горения от давления и начальной температуры [1]. Pyrotechnic retarders are known to be used as retarders in various devices with slowing down the response time. Smoke gun powder pressed into the shell is the first retarding composition. The disadvantages of black powder are its hygroscopicity and the strong dependence of the burning rate on pressure and initial temperature [1].

Известны замедлительные составы кремний - свинцовый сурик [2]. Недостатком этих составов является образование при горении пузырей паров металлического свинца, приводившие к отказам в работе изделий. Known retarding compositions of silicon - lead minium [2]. The disadvantage of these compositions is the formation of metallic lead vapors during combustion of bubbles, leading to failure of the products.

Известны пиротехнические замедлительные составы на основе марганца, хромовокислого бария и хромовокислого свинца [3]. Недостатком этих составов является значительная скорость горения (до 12 мм/с), а также склонность порошка марганца к окислению в присутствии влаги, что является причиной значительного разброса характеристик горения после хранения состава. Known pyrotechnic retardants based on manganese, barium chromate and lead chromate [3]. The disadvantage of these compositions is the significant burning rate (up to 12 mm / s), as well as the tendency of manganese powder to oxidize in the presence of moisture, which is the reason for the significant variation in the combustion characteristics after storage of the composition.

Известны замедлительные составы [4] на основе вольфрама, хромовокислого бария, перхлората калия. Недостатками данных составов является нестабильность их горения в узких каналах, а также резкое возрастание их скорости горения (в 3-4 раза) в обтюрированных конструкциях замедлительных узлов. Known retarding compositions [4] based on tungsten, barium chromate, potassium perchlorate. The disadvantages of these compositions is the instability of their combustion in narrow channels, as well as a sharp increase in their burning rate (3-4 times) in the obturated structures of the retardation nodes.

Известен пиротехнический состав [5], содержащий фторполимер, мас.%: Mg 60, политетрафторэтилен 40. Known pyrotechnic composition [5] containing fluoropolymer, wt.%: Mg 60, polytetrafluoroethylene 40.

Наиболее близким к настоящему изобретению техническим решением является пиротехнический состав, содержащий фторсодержащий органический полимер (фторопласт Ф-4Д) в качестве окислителя [6] следующей рецептуры, мас.%: Mg 32,7, фторопласт Ф-4Д 67,3. Closest to the present invention, the technical solution is a pyrotechnic composition containing a fluorine-containing organic polymer (ftoroplast F-4D) as an oxidizing agent [6] of the following formulation, wt.%: Mg 32.7, ftoroplast F-4D 67.3.

Недостатками состава-прототипа являются высокая скорость горения (2,5 мм/с), а также нестабильность скорости горения в условиях обтюрированных замедлительных узлов, приводящая к срыву послойного горения состава. The disadvantages of the prototype composition are the high burning rate (2.5 mm / s), as well as the instability of the burning rate in the conditions of the obturated retardation nodes, leading to a breakdown of the layer-by-layer combustion of the composition.

Задачей настоящего изобретения является создание замедлительного пиротехнического состава со стабильной и воспроизводимой малой скоростью горения с минимальным разбросом в замедлительных узлах средств инициирования в условиях интенсивного теплоотвода (теплопотерь). The objective of the present invention is to provide a retarding pyrotechnic composition with a stable and reproducible low burning rate with minimal dispersion in the retarding nodes of the initiation means under conditions of intense heat removal (heat loss).

Для достижения указанной технической задачи в предлагаемом пиротехническом замедлительном составе использованы фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-2М в качестве горючего, один или несколько кислородсодержащих окислителей, регулятор скорости горения и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фторопласт Ф-2М - 3-10
Регулятор скорости горения - 1,0-8
Связующее - 0,2-4
Один или несколько кислородсодержащих окислителей - Остальное
В качестве основного окислителя в предлагаемом составе использован, например, хромовокислый свинец, для стабилизации скорости горения состава в условиях интенсивных теплопотерь использован, например, окислитель - стабилизатор горения - окись свинца, в качестве регулятора скорости горения используется, например, хлорнокислый калий или фтористый свинец, в качестве связующего могут быть использованы коллоксилин, или этилцеллюлоза, или фторсодержащий органический полимер фторопласт Ф-42Л, при следующем содержании компонентов: фторопласт Ф-2М (3-10 мас.%), регулятор скорости горения (1-8 мас. %), связующее (0,2-4,0 мас.%), окись свинца (5-40 мас.%), хромовокислый свинец (остальное).To achieve the specified technical problem in the proposed pyrotechnic retarding composition used fluorine-containing organic polymer fluoroplastic F-2M as fuel, one or more oxygen-containing oxidizing agents, a combustion rate controller and a binder in the following ratio of components, wt.%:
Ftoroplast F-2M - 3-10
Burner speed controller - 1.0-8
Binder - 0.2-4
One or more Oxygen Oxidants - Else
Lead chromate, for example, was used as the main oxidizing agent in the proposed composition, to stabilize the burning rate of the composition in conditions of intense heat loss, for example, an oxidizing agent - a combustion stabilizer - lead oxide, and, for example, potassium perchloride or lead fluoride are used as a combustion rate regulator, as a binder, colloxylin, or ethyl cellulose, or a fluorine-containing organic polymer fluoroplastic F-42L can be used, with the following components: fluoroplastic -2M (3-10 wt.%), Combustion rate controller (1-8 wt.%), Binder (0.2-4.0 wt.%), Lead oxide (5-40 wt.%), Lead chromate (rest).

Предлагаемое изобретение позволяет получать замедлительный состав со стабильно воспроизводимой малой скоростью горения (0,4-2,5 мм/с) и небольшим разбросом скорости горения (до 6%) для замедлительных узлов средств инициирования. The present invention allows to obtain a retarding composition with a stably reproducible low burning rate (0.4-2.5 mm / s) and a small spread of the burning rate (up to 6%) for retarding nodes of initiation means.

Предлагаемый состав может быть приготовлен в смесительном оборудовании любого типа по технологии, общепринятой в пиротехнике. Все используемые компоненты применяют в порошкообразном виде. Хромовокислый свинец предварительно сушится и протирается через шелковое сито 61. Окись свинца используется измельченной до удельной поверхности 2500-3000 см/г², хлорнокислый калий - до удельной поверхности 3600 см²/г. Связующее (коллоксилин, этилцеллюлоза или фторопласт Ф-42Л) вводится в смесь в виде раствора в ацетоне или бутилацетате (или их смеси) в требуемой концентрации.The proposed composition can be prepared in mixing equipment of any type according to the technology generally accepted in pyrotechnics. All components used are used in powder form. Lead chromate is pre-dried and rubbed through a silk sieve 61. Lead oxide is used crushed to a specific surface of 2500-3000 cm / g ² , potassium perchlorate to a specific surface of 3600 cm ² / g. A binder (colloxylin, ethyl cellulose or F-42L fluoroplast) is introduced into the mixture in the form of a solution in acetone or butyl acetate (or a mixture thereof) in the required concentration.

Для проведения сравнительных с составом-прототипом испытаний были изготовлены образцы предлагаемого состава, содержание компонентов в которых и результаты испытаний представлены в таблице. Приведенные в таблице характеристики определены на прессованных при давлении 250 МПа образцах состава в устройствах инициирования с замедлением СИНВ-Ш, испытанных на воздухе при 20^oС и в условиях интенсивного теплообмена (теплопотерь) в водном солевом растворе при -20^oС.To conduct comparative tests with the prototype compound, samples of the proposed composition were made, the content of the components in which and the test results are presented in the table. The characteristics given in the table are determined on composition samples pressed at a pressure of 250 MPa in SINV-III initiation devices with retardation, tested in air at 20 ^o С and under conditions of intense heat transfer (heat loss) in aqueous saline at -20 ^o С.

Результаты сравнительных испытаний заявляемого состава и состава-прототипа показывают, что скорость горения заявляемого состава значительно ниже, чем состава-прототипа. Выбранное соотношение компонентов в предлагаемом составе обеспечивает оптимальное сочетание этих характеристик, и состав надежно работает в условиях интенсивных теплопотерь. The results of comparative tests of the claimed composition and the composition of the prototype show that the burning rate of the claimed composition is significantly lower than the composition of the prototype. The selected ratio of the components in the proposed composition provides the optimal combination of these characteristics, and the composition works reliably in conditions of intense heat loss.

Использование в качестве регулятора скорости горения ряда других компонентов: хлористого свинца, хлористого калия, хлористого кальция, хлористого бария, фтористого натрия, криолита и кремнефтористого натрия, в качестве кислородсодержащих окислителей таких компонентов, как хромовокислый барий, хромовокислый кальций, двуокись свинца, свинцовый сурик, а в качестве связующего канифоли, резината кальция, декстрина, поливинилового спирта, абиетиновой кислоты позволило создать замедлительные составы с техническими характеристиками, аналогичными приведенным в таблице. The use of a number of other components as a regulator of the burning rate: lead chloride, potassium chloride, calcium chloride, barium chloride, sodium fluoride, cryolite and sodium silicofluoride, as oxygen-containing oxidizing agents such components as barium chromate, calcium chromate, lead dioxide, lead minium, and as a binder of rosin, calcium resinate, dextrin, polyvinyl alcohol, abietic acid, it was possible to create delay compounds with technical characteristics, an analog as shown in the table.

Именно предлагаемое сочетание компонентов решает задачу создания замедлительного пиротехнического состава со стабильной и воспроизводимой малой скоростью с минимальным разбросом скорости горения. It is the proposed combination of components that solves the problem of creating a delayed pyrotechnic composition with a stable and reproducible low speed with a minimum variation in the burning rate.

Источники информации
1. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. Под ред. И.В.Тишунина. М.: "Мир", 1970, стр.44.Sources of information
1. Auxiliary systems of rocket and space technology. Ed. I.V. Tishunina. M.: Mir, 1970, p. 44.

2. Там же, стр.294. 2. Ibid., P. 294.

3. Там же, стр.45. 3. Ibid., P. 45.

4. Патенты США 3028229 (опубл. 03.04.62); 3701697 (опубл. 31.10.72); 3726730 (опубл. 10.04.73). 4. US patents 3028229 (publ. 03.04.62); 3701697 (publ. 31.10.72); 3,726,730 (published on April 10, 73).

5. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. Под ред. И.В.Тишунина. М.: "Мир", 1970, стр.42. 5. Auxiliary systems of rocket and space technology. Ed. I.V. Tishunina. M.: Mir, 1970, p. 42.

6. А.А.Шидловский, В.В.Горбунов. ФГВ. 1978, 14, 1, стр. 157. 6. A.A.Shidlovsky, V.V. Gorbunov. FGV. 1978, 14, 1, p. 157.

Claims

1. Pyrotechnic retarding composition for retarding units of initiation means, including an oxidizing agent and fuel, characterized in that it further comprises a combustion rate controller and a binder, at least one oxygen-containing oxidizing agent, and, as a fuel, a fluorine-containing organic polymer F-2M in the following the ratio of components, wt. %:
Fluorine-containing organic polymer ftoroplast F-2M - 3-10
Burner speed controller - 1-8
Binder - 0.2-4.0
At least One Oxygen Oxidizing Agent - Rest
2. Pyrotechnic retarder according to claim 1, characterized in that it contains lead chromate as an oxygen-containing oxidizing agent.

3. Pyrotechnic retarder according to claim 1 or 2, characterized in that it contains potassium perchloride as a burn rate controller.

4. Pyrotechnic retarder according to claim 1 or 2, characterized in that it contains lead fluoride as a regulator of the burning rate.

5. Pyrotechnic retarding composition according to paragraphs. 1, 3 or 4, characterized in that as oxygen-containing oxidizing agents, it contains lead oxide and lead chromate in the following components, wt. %:
Fluorine-containing organic polymer ftoroplast F-2M - 3-10
Burner speed controller - 1-8
Binder - 0.2-4.0
Lead oxide - 5-40
Chromate Lead - Else
while lead oxide is a stabilizer of combustion.

6. Pyrotechnic retarder according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that as a binder it contains colloxylin or ethyl cellulose.

7. Pyrotechnic retarder according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that as a binder it contains a fluorine-containing organic polymer ftoroplast F-42L.