RU2387627C1 - Explosive aerosol mixture and method of its manufacture - Google Patents
Explosive aerosol mixture and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387627C1 RU2387627C1 RU2008150449/02A RU2008150449A RU2387627C1 RU 2387627 C1 RU2387627 C1 RU 2387627C1 RU 2008150449/02 A RU2008150449/02 A RU 2008150449/02A RU 2008150449 A RU2008150449 A RU 2008150449A RU 2387627 C1 RU2387627 C1 RU 2387627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aqueous solution
- powder
- composition
- ammonium nitrate
- red phosphorus
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims description 20
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 29
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 11
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 claims description 11
- AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L tin(II) chloride (anhydrous) Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sn+2] AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PANBYUAFMMOFOV-UHFFFAOYSA-N sodium;sulfuric acid Chemical compound [Na].OS(O)(=O)=O PANBYUAFMMOFOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 abstract description 11
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg] Chemical compound [AlH3].[Mg] GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract 1
- 230000003019 stabilising effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 3
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 3
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N Phthiocol Natural products C1=CC=C2C(=O)C(C)=C(O)C(=O)C2=C1 LULCPJWUGUVEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000003072 anti-pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- MJWMNCORAUQGIX-UHFFFAOYSA-N sodium nitric acid nitrate Chemical compound [Na+].O[N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MJWMNCORAUQGIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
Description
Предложенная группа изобретений, связанных единым изобретательским замыслом, относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к составу, содержащему элементарный или технический красный фосфор, неорганическую соль и порошковый сплав металлов, и способу изготовления дымообразующего состава.The proposed group of inventions related by a single inventive concept relates to means for the formation of smoke screens, and more particularly to a composition containing elemental or technical red phosphorus, an inorganic salt and a powder alloy of metals, and a method for manufacturing a smoke-forming composition.
Использование красного фосфора в пиротехнических дымообразующих составах обусловлено рядом технологических трудностей, главными из которых являются высокая чувствительность составов к механическим воздействиям и необходимость применения в связи с этим специальных мер для обеспечения безопасности при их переработке и снаряжении приготовленными составами изделий.The use of red phosphorus in pyrotechnic smoke-generating compositions is caused by a number of technological difficulties, the main of which are the high sensitivity of the compositions to mechanical stresses and the need to apply special measures in this regard to ensure safety during their processing and equipment with prepared product compositions.
Известен способ изготовления пиротехнических составов, содержащий смешивание компонентов с жидкой технологической добавкой, провялку, грануляцию и сушку (см., А.А.ШИДЛОВСКИЙ «Основы пиротехники», М., с.300-307).A known method of manufacturing pyrotechnic compositions, comprising mixing the components with a liquid technological additive, drying, granulation and drying (see A.A.SHIDLOVSKY "Fundamentals of pyrotechnics", M., p. 300-307).
Смешивание состава проводят в лопастном смесителе до получения однородной массы в течение 20-30 минут.Mixing the composition is carried out in a paddle mixer until a homogeneous mass for 20-30 minutes.
Провялку смеси для предварительного удаления растворителя осуществляют непосредственно в смесителе с открытыми люками при подаче в чашу смесителя на завершающей стадии нагретого до 70°С воздуха.Testing of the mixture for preliminary removal of the solvent is carried out directly in the mixer with open hatches when the air heated to 70 ° C is fed into the mixer bowl at the final stage.
Грануляцию состава осуществляют после провялки протиранием через металлическую сетку с размерами ячеек 0,9-1,8 мм.Granulation of the composition is carried out after wiping by wiping through a metal mesh with mesh sizes of 0.9-1.8 mm.
Сушку гранулированного состава производят сразу же после грануляции и осуществляют путем выдержки состава в течение 2-24 часов при температуре 30-80°C.The granular composition is dried immediately after granulation and is carried out by holding the composition for 2-24 hours at a temperature of 30-80 ° C.
Обработанный связующим красный фосфор флегматизируется, что повышает его технологичность за счет снижения чувствительности к механическим воздействиям, а выполнение его гранулированным повышает безопасность в служебном обращении.The red phosphorus treated with a binder is phlegmatized, which increases its manufacturability by reducing sensitivity to mechanical stress, and its granularity increases safety in official handling.
Однако недостатком описанного способа является длительность сушки, которая заметно увеличивает технологический цикл и трудоемкость процесса приготовления состава.However, the disadvantage of the described method is the drying time, which significantly increases the technological cycle and the complexity of the preparation process.
Кроме того, необходимость ворошения состава для гранулирования фосфора красного, которое проводится в изолированном помещении вручную, создает разрыв потока и, главное, определяет повышенную опасность технологии изготовления пиротехнических составов на основе фосфора красного.In addition, the need for tedding the composition for granulating red phosphorus, which is carried out manually in an isolated room, creates a flow break and, most importantly, determines the increased danger of the technology for the manufacture of pyrotechnic compositions based on red phosphorus.
Уровень данной области техники характеризует пиротехнический аэрозолеобразующий состав, описанный в патенте РФ 2083539, C06D 3/00, C06B 39/06, 21/00, 1997 г., включающий в оптимизированном массовом соотношении фосфор красный, нитрат щелочного металла, металлическое горючее и полисульфидное связующее.The level of this technical field is characterized by the pyrotechnic aerosol-forming composition described in RF patent 2083539, C06D 3/00, C06B 39/06, 21/00, 1997, including phosphorus red, alkali metal nitrate, metallic fuel and polysulfide binder in an optimized mass ratio. .
Особенностью этого состава является использование фосфора красного с размером частиц 100-1000 мкм, в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава с удельной поверхностью не менее 1000 с2/г, в качестве нитрата щелочного металла - натрий азотнокислый с удельной поверхностью не менее 400 см2/г, в качестве полисульфидного связующего тиокол и дополнительно эпоксидной смолы в качестве связующего.The peculiarity of this composition is the use of red phosphorus with a particle size of 100-1000 microns, as a metal fuel - aluminum-magnesium alloy powder with a specific surface area of at least 1000 s 2 / g, as nitric metal nitrate - sodium nitrate with a specific surface area of at least 400 cm 2 / g, as a polysulfide binder, thiocol and optionally epoxy as a binder.
При этом дополнительно вводят в гранулируемый состав отверждающие добавки марганца (IV) окиси и гексаметилентетрамина, дифенилгуанидин для ускорения полимеризации и технологическую добавку двуокиси кремния с удельной поверхностью не менее 300 м2/г (аэросил), повышающую сыпучесть композиции.At the same time, curing additives of manganese (IV) oxide and hexamethylenetetramine, diphenylguanidine to accelerate the polymerization and a technological additive of silicon dioxide with a specific surface area of at least 300 m 2 / g (aerosil) are added to the granular composition to increase the flowability of the composition.
При взаимодействии компонентов термической смеси выделяется большое количество тепла, затрачиваемого на возгонку фосфора, основного аэрозолеобразующего компонента, что повышает эффективность формируемой маскирующей завесы.During the interaction of the components of the thermal mixture, a large amount of heat is expended on the sublimation of phosphorus, the main aerosol forming component, which increases the efficiency of the formed masking curtain.
Особенностью способа изготовления этого гранулированного пиротехнического состава является то, что не используется легколетучий растворитель, в результате чего обеспечивается безопасность при смешивании компонентов и сушке продукта, проводимой без ворошения.A feature of the manufacturing method of this granular pyrotechnic composition is that it does not use a volatile solvent, which ensures safety when mixing the components and drying the product without tedding.
Способ изготовления заключается в том, что в смесителе предварительно приготавливают связующее из тиокола и эпоксидной смолы, куда затем добавляют фосфор красный и перемешивают, после чего добавляют порошок алюминиево-магниевого сплава, который равномерно распределяют в объеме смеси.The manufacturing method consists in the fact that the binder is preliminarily prepared from the thiol and epoxy resin in the mixer, to which red phosphorus is then added and mixed, after which aluminum-magnesium alloy powder is added, which is evenly distributed in the volume of the mixture.
Далее загружают натрий азотнокислый, марганца (IV) окись, уротропин и аэросил и перемешивают.Next, sodium nitrate, manganese (IV) oxide, urotropine and aerosil are charged and mixed.
Затем добавляют раствор дифенилгуанидина в ацетоне, приготовленный непосредственно перед загрузкой в смеситель.Then add a solution of diphenylguanidine in acetone, prepared immediately before loading into the mixer.
Состав с равномерно перемешанными компонентами выгружают на лотки слоем 2-3 см и провяливают, после чего гранулируют на сите и сушат до содержания влаги и летучих не более 0,4 мас.%.A composition with uniformly mixed components is unloaded onto trays with a layer of 2-3 cm and dried, then granulated on a sieve and dried to a moisture and volatile content of not more than 0.4 wt.%.
Однако недостатками для серийного производства высокоэффективного по выходу дыма состава являются его многокомпонентность и технологическая трудность промышленной реализации в заданных пределах узких диапазонов содержания каждого компонента, влияющего на функционирование состава по назначению.However, the disadvantages for mass production of highly effective smoke-release composition are its multicomponent and technological difficulty of industrial implementation within the specified limits of the narrow ranges of the content of each component, which affects the functioning of the composition as intended.
Отмеченные недостатки устранены в составе для получения маскирующего дыма по патенту США 3650856, нац. кл. 149-19, C06D 3/00, 1974 г., который выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному аэрозолеобразующему составу.The noted disadvantages are eliminated in the composition for masking smoke according to US patent 3650856, nat. class 149-19, C06D 3/00, 1974, which is selected as the closest analogue to the proposed aerosol forming composition.
Известный состав включает (мас.%): 31-47 фосфора красного, 18-32 нитрата щелочного металла, 4-5 магния (металлическое горючее) и 25-35 полисульфидного связующего.The known composition includes (wt.%): 31-47 red phosphorus, 18-32 alkali metal nitrate, 4-5 magnesium (metallic fuel) and 25-35 polysulfide binder.
Основным недостатком известного состава, в массе которого 1/3-1/4 занимает технологическое связующее, является низкая маскирующая способность из-за ограниченного содержания основного аэрозолеобразующего компонента - фосфора красного и низкой температуры горения в конденсированной фазе (700°С), которая определяется положительным кислородным балансом термической пары «нитрат щелочного металла - металлическое горючее».The main disadvantage of the known composition, in the mass of which 1 / 3-1 / 4 is occupied by the technological binder, is the low masking ability due to the limited content of the main aerosol forming component - red phosphorus and low combustion temperature in the condensed phase (700 ° C), which is determined by the positive the oxygen balance of the thermal pair "alkali metal nitrate - metallic fuel."
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая группа изобретений, является усовершенствование пиротехнического аэрозолеобразующего состава, изготавливаемого по безопасной водной технологии, который при горении формирует плотную маскирующую дымовую завесу.The technical problem to which the present group of inventions is directed is to improve the pyrotechnic aerosol-forming composition made by safe water technology, which, when burned, forms a dense masking smoke screen.
Требуемый технический результат достигается тем, что пиротехнический аэрозолеобразующий состав для образования дымовой маскирующей завесы, содержащий фосфор красный, окислитель и металлическое горючее, согласно изобретению, содержит порошок фосфора красного с размером частиц 30-80 мкм, флегматизированный водным раствором двухлористого олова, окислитель в форме водного раствора нитрата аммония, в качестве металлического горючего - порошок алюминиево-магниевого сплава с размером частиц 50-100 мкм, при следующем соотношении компонентов (мас.%):The required technical result is achieved in that the pyrotechnic aerosol forming composition for the formation of a smoke mask, containing red phosphorus, an oxidizing agent and metallic fuel, according to the invention, contains red phosphorus powder with a particle size of 30-80 μm, phlegmatized with an aqueous solution of tin dichloride, an oxidizing agent in the form of an aqueous ammonium nitrate solution, as a metal fuel, an aluminum-magnesium alloy powder with a particle size of 50-100 microns, in the following ratio of components (ma from.%):
Предложенный состав дополнительно содержит натрий сернокислый в количестве 3-5 мас.% сверх 100%.The proposed composition additionally contains sodium sulfate in an amount of 3-5 wt.% In excess of 100%.
Особенностью предложенного способа изготовления пиротехнического аэрозолеобразующего состава для образования дымовой маскирующей завесы, включающего смешивание компонентов, является то, что готовят водный раствор двухлористого олова при соотношении воды и двухлористого олова 1:(7-13), флегматизируют порошок фосфора красного путем перемешивания его с водным раствором двухлористого олова, фильтрации полученной суспензии и сушки, готовят водный раствор нитрата аммония при температуре 70-80°С и соотношении нитрат аммония/вода=(5-6):1, смешивают водный раствор нитрата аммония при его охлаждении до комнатной температуры с флегматизированным порошком фосфора красного, затем добавляют порошок алюминиево-магниевого сплава с размером частиц 50-100 мкм и перемешивают.A feature of the proposed method for the manufacture of a pyrotechnic aerosol-forming composition for the formation of a smoke mask, including mixing the components, is that an aqueous solution of tin dichloride is prepared at a ratio of water to tin dichloride 1: (7-13), phosphorus red powder is phlegmatized by mixing it with an aqueous solution tin chloride, filtering the resulting suspension and drying, prepare an aqueous solution of ammonium nitrate at a temperature of 70-80 ° C and a ratio of ammonium nitrate / water = (5-6): 1, mixing An aqueous solution of ammonium nitrate is removed when it is cooled to room temperature with a phlegmatized powder of red phosphorus, then an aluminum-magnesium alloy powder with a particle size of 50-100 μm is added and mixed.
Для связывания свободной воды в кристаллогидрат в водный раствор нитрата аммония дополнительно вводят натрий сернокислый.To bind free water, sodium sulfate is additionally introduced into the crystalline hydrate in an aqueous solution of ammonium nitrate.
Отличительные признаки обеспечили повышение эффективности основного действия пиротехнического аэрозолеобразующего состава, водная технология изготовления которого является практически безопасной в серийном производстве.Distinctive features provided an increase in the efficiency of the main action of the pyrotechnic aerosol-forming composition, the water production technology of which is practically safe in serial production.
Дополнительным техническим преимуществом, обеспеченным группой взаимосвязанных изобретений, является то, что приготовленную в общем смесителе композицию порционно выгружают непосредственно в снаряжаемые изделия, исключив провяливание, промежуточную выгрузку на лотки, гранулирование и сушку, что заметно сократило технологический цикл, упростив способ безопасного изготовления пиротехнического состава, при горении которого генерируется аэрозоль с повышенным содержанием дисперсной фазы, характеризующийся высокой маскирующей способностью.,An additional technical advantage provided by a group of interconnected inventions is that the composition prepared in a common mixer is portioned unloaded directly into the equipped goods, eliminating wilting, intermediate unloading onto trays, granulation and drying, which significantly reduced the technological cycle, simplifying the method for the safe manufacture of the pyrotechnic composition, during combustion of which an aerosol is generated with a high content of the dispersed phase, characterized by a high masking method nost.,
Обработка порошка фосфора красного водным раствором двухлористого олова, масса которого составляет 1,3-1,9 мас.% от массы фосфора, осуществляемая совместным перемешиванием, обеспечивает формирование на частичках фосфора пленочного покрытия, выполняющего антипирогенные функции и являющегося технологическим флегматизатором при дальнейшей переработке без защитной атмосферы.The processing of red phosphorus powder with an aqueous solution of tin dichloride, the mass of which is 1.3-1.9 wt.% Of the mass of phosphorus, carried out by joint mixing, provides the formation of particles of phosphorus film coating that performs anti-pyrogenic functions and is a technological phlegmatizer during further processing without protective atmosphere.
При содержании в пиротехническом составе фосфора красного в количестве менее 54 мас.% не обеспечивается заданная эффективность аэрозолеобразования.When the content of red phosphorus in the pyrotechnic composition is less than 54 wt.%, The specified aerosol formation efficiency is not ensured.
При содержании в пиротехническом составе фосфора красного в количестве более 68 мас.% наблюдается неполное использование целевого компонента по назначению, когда фосфор является балластом.When the content of red phosphorus in the pyrotechnic composition is more than 68 wt.%, Incomplete use of the target component for the intended purpose is observed when phosphorus is ballast.
При содержании в пиротехническом составе нитрата аммония более 30 мас.% снижаются удельные показатели эффективности состава по аэрозолеобразованию.When the content of ammonium nitrate in the pyrotechnic composition is more than 30 wt.%, Specific aerosol composition efficiency indicators decrease.
При содержании в пиротехническом составе нитрата аммония менее 15 мас.% снижается динамика аэрозолеобразования, что снижает эффективность маскирующего действия состава.When the content in the pyrotechnic composition of ammonium nitrate is less than 15 wt.%, The dynamics of aerosol formation decreases, which reduces the effectiveness of the masking effect of the composition.
Нитрат аммония вводят в форме водного раствора, что заметно снижает вязкость композиции в форме суспензии, облегчая ее безопасное равномерное перемешивание.Ammonium nitrate is introduced in the form of an aqueous solution, which significantly reduces the viscosity of the composition in the form of a suspension, facilitating its safe uniform mixing.
Размер кристаллов нитрата аммония на порядок больше, чем размер частиц компонентов состава, что затрудняет получение однородной смеси композиции при его применении в порошкообразной форме.The size of the crystals of ammonium nitrate is an order of magnitude larger than the particle size of the components of the composition, which makes it difficult to obtain a homogeneous mixture of the composition when it is used in powder form.
Нитрат аммония имеет высокую растворимость в воде при температуре 70-80°C в массовой доле, примерно в 5-6 раз превышающей содержание воды в растворе (см., например, Справочник азотчика, 2-е издание, М., Химия, 1987, с.146).Ammonium nitrate has a high solubility in water at a temperature of 70-80 ° C in a mass fraction of about 5-6 times the water content in the solution (see, for example, Nitrogen Handbook, 2nd edition, M., Chemistry, 1987, p.146).
Использование при изготовлении предложенного пиротехнического состава водного раствора нитрата аммония обеспечило равномерность распределения окислителя на высокоразвитой поверхности частичек фосфора красного и при взаимодействии с активным металлическим горючим - повышение скорости горения состава в объеме, что сокращает время аэрозолеобразования и постановки маскирующей завесы.The use of an aqueous solution of ammonium nitrate in the preparation of the proposed pyrotechnic composition ensured uniform distribution of the oxidizing agent on the highly developed surface of red phosphorus particles and, when interacting with active metal fuel, increased the burning rate of the composition in the volume, which reduces the time of aerosol formation and setting the masking curtain.
Порошок алюминиево-магниевого сплава служит высокоэнергетическим металлическим горючим, часть которого окисляется технологической водой и образует элемент гидрореагирующего топлива, а совокупно с нитратом аммония обеспечивает его полное сгорание и максимальный выход аэрозоля.Powder of aluminum-magnesium alloy serves as a high-energy metallic fuel, part of which is oxidized by process water and forms an element of hydroreactive fuel, and together with ammonium nitrate ensures its complete combustion and maximum aerosol yield.
Использование в качестве металлического горючего порошка алюминиево-магниевого сплава с размерами частиц в диапазоне 50-100 мкм, сопоставимыми с фракционностью фосфора красного, обеспечивает однородность смеси при механическом перемешивании.The use of aluminum-magnesium alloy as a combustible metal powder with particle sizes in the range of 50-100 μm, comparable with the red phosphorus fractionality, ensures uniformity of the mixture with mechanical stirring.
При содержании в пиротехническом составе порошка алюминиево-магниевого сплава менее 6 мас.% не обеспечивается полнота возгонки фосфора красного, что влечет за собой снижение плотности дымовой завесы.When the content of aluminum-magnesium alloy powder in the pyrotechnic composition is less than 6 wt.%, The completeness of sublimation of red phosphorus is not ensured, which entails a decrease in the density of the smoke curtain.
При содержании в пиротехническом составе порошка алюминиево-магниевого сплава более 15 мас.% резко увеличивается скорость горения состава, вследствие чего падает время аэрозолеобразования, то есть продолжительность постановки маскирующей завесы.When the content of aluminum-magnesium alloy powder in the pyrotechnic composition is more than 15 wt.%, The burning rate of the composition sharply increases, as a result of which the aerosol formation time, i.e. the duration of setting the masking curtain, decreases.
Экспериментально оптимизировано массовое соотношение компонентов флегматизирующего фосфор красный технологического раствора, составляющее: двухлористое олово/вода=1:(7-13), при котором обеспечивается равномерность покрытия частиц.The mass ratio of the components of the phlegmatizing phosphorus red technological solution was experimentally optimized, comprising: tin / water dichloride = 1: (7-13), which ensures uniform coating of particles.
При содержании в составе двухлористого олова менее 0,7 мас %, что составляет относительно массы обрабатываемого фосфора красного в диапазоне 1,0-1,3%, не обеспечивается стабильность функциональных и технологических свойств аэрозолеобразователя из-за неполного покрытия его частичек флегматизирующей пленкой.When the content of tin dichloride is less than 0.7 wt.%, Which is relative to the mass of red phosphorus being processed in the range of 1.0-1.3%, the stability of the functional and technological properties of the aerosol forming agent is not ensured due to incomplete coating of its particles with a phlegmatizing film.
При содержании в составе двухлористого олова более 1,3 мас.% (1,9-2,4% относительно массы обрабатываемого фосфора красного) качественного улучшения аэрозолеобразователя не происходит, а избыток флегматизатора является балластным.When the content of tin dichloride is more than 1.3 wt.% (1.9-2.4% relative to the mass of red phosphorus being processed), a qualitative improvement of the aerosol former does not occur, and the excess of the phlegmatizer is ballast.
Содержание в предложенном составе воды более 6 мас.% приводит к экссудации воды в композиции при переработке состава и его хранении, что ухудшает структуру прессуемого из состава заряда, функционирующего нестабильно.The content in the proposed composition of water more than 6 wt.% Leads to the exudation of water in the composition during processing of the composition and its storage, which degrades the structure of the charge pressed from the composition, which is unstable.
При содержании в пиротехническом составе воды менее 4 мас.% не обеспечивается требуемая условиями технологической безопасности флегматизация состава.When the content in the pyrotechnic composition of water is less than 4 wt.%, The phlegmatization of the composition required by the conditions of technological safety is not provided.
В серийном производстве, когда единовременно приготавливается большая масса состава, с целью исключения возможной экссудации воды из массы композиции, которую выгружают в снаряжаемые изделия без сушки, в состав сверх 100% дополнительно вводят натрий сернокислый в количестве 3-5 мас.%. При этом свободная вода связывается за счет образования кристаллогидрата общей формулыIn mass production, when a large mass of the composition is prepared at a time, in order to exclude the possible exudation of water from the mass of the composition, which is discharged into equipped items without drying, sodium sulfate in an amount of 3-5 wt.% Is additionally added to the composition in excess of 100%. In this case, free water is bound due to the formation of crystalline hydrate of the general formula
Na2SO4×nН2О, где n<10.Na 2 SO 4 × nH 2 O, where n <10.
При введении в состав (сверх 100 мас.%) натрия сернокислого менее 3 мас.% свободная вода не свяжется полностью и может произойти экссудация воды в процессе снаряжения и эксплуатации изделий.When sodium sulfate is introduced into the composition (in excess of 100 wt.%) Less than 3 wt.%, Free water will not bind completely and water may be exudated during the equipment and operation of the products.
Содержание в составе (сверх 100 мас.%) натрия сернокислого более 5 мас.% является балластным и снижает эффективность аэрозолеобразования.The content in the composition (in excess of 100 wt.%) Of sodium sulfate more than 5 wt.% Is ballast and reduces the efficiency of aerosol formation.
Приготовление смеси в жидковязком состоянии (до образования кристаллогидратов) улучшает технологичность, позволяя порционно выгружать ее без сушки непосредственно в снаряжаемые изделия, что заметно сокращает производственный цикл и снижает трудоемкость.Preparation of the mixture in a liquid-viscous state (before the formation of crystalline hydrates) improves manufacturability, allowing it to be unloaded portionwise without drying directly into the equipped goods, which significantly reduces the production cycle and reduces labor intensity.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Therefore, each essential attribute is necessary, and their combination is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical task posed is not solved by the sum of the effects, but by a new super-effect of the sum of the attributes.
Предложенный пиротехнический аэрозолеобразующий состав изготавливается в следующей последовательности операций новой технологии по изобретению.The proposed pyrotechnic aerosol forming composition is made in the following sequence of operations of the new technology according to the invention.
Предварительно готовят флегматизированный фосфор красный в атмосфере азота. В лопастной смеситель загружают навеску двухлористого олова (ТУ-09-5393-88) в количестве 1,0-2,4% от массы обрабатываемого фосфора красного и заливают водой в массовом соотношении (7-13): 1 и перемешивают до полного растворения.Pre-cooked phlegmatized red phosphorus in a nitrogen atmosphere. In a paddle mixer, a weighed portion of tin dichloride (TU-09-5393-88) is loaded in an amount of 1.0-2.4% of the mass of processed red phosphorus and poured with water in a mass ratio (7-13): 1 and mixed until completely dissolved.
Затем в смеситель загружают порошок фосфора красного (ГОСТ 8655) с размерами частиц 30-80 мкм и перемешивают в течение 10-15 минут при нормальной температуре.Then, red phosphorus powder (GOST 8655) with a particle size of 30-80 microns is loaded into the mixer and mixed for 10-15 minutes at normal temperature.
Полученную суспензию флегматизированного фосфора красного фильтруют на подложке при нормальной температуре, после чего осадок сушат в шкафу при температуре 85-90°С в течение 5 часов.The resulting suspension of phlegmatized red phosphorus is filtered on a substrate at normal temperature, after which the precipitate is dried in a cabinet at a temperature of 85-90 ° C for 5 hours.
Высушенный продукт расфасовывают для хранения и использования при изготовлении пиротехнического аэрозолеобразующего состава по водной технологии настоящего изобретения, без дополнительных мер безопасности.The dried product is packaged for storage and use in the manufacture of a pyrotechnic aerosol forming composition according to the water technology of the present invention, without additional safety measures.
Для приготовления состава по изобретению в лопастной смеситель загружают навеску нитрата аммония (ТУ 22867-97) и заливают воду в массовом соотношении соответственно (5-6):1, в количестве, необходимом для массы готового продукта. Перемешивание проводят до полного растворения нитрата аммония.To prepare the composition according to the invention, a sample of ammonium nitrate (TU 22867-97) is loaded into a paddle mixer and water is poured in a mass ratio, respectively (5-6): 1, in an amount necessary for the mass of the finished product. Stirring is carried out until complete dissolution of ammonium nitrate.
В случае необходимости, преимущественно для относительно большой массы состава в серийном производстве дымовых боеприпасов, в приготовленный водный раствор нитрата аммония добавляют натрий сернокислый (ГОСТ 4166-76) в количестве 3-5 мас.% сверх 100% массы изготавливаемого состава.If necessary, mainly for a relatively large mass of the composition in the mass production of smoke munitions, sodium sulfate (GOST 4166-76) is added to the prepared aqueous solution of ammonium nitrate in the amount of 3-5 wt.% In excess of 100% of the mass of the manufactured composition.
Затем в смеситель порционно загружают мерную дозу порошка флегматизированного фосфора красного и перемешивают до получения однородной суспензии в течение 5 минут. При этом раствор нитрата аммония охлаждается до комнатной температуры.Then, a measured dose of phlegmatized red phosphorus powder is portionwise loaded into the mixer and mixed until a homogeneous suspension is obtained for 5 minutes. In this case, the solution of ammonium nitrate is cooled to room temperature.
Далее добавляют навеску порошка алюминиево-магниевого сплава марки ПАМ-4, магний которого при нормальной температуре практически не взаимодействует с водой приготовленной суспензии.Then add a sample of powder of aluminum-magnesium alloy PAM-4, magnesium which at normal temperature practically does not interact with the water of the prepared suspension.
Перемешивание композиции проводят в течение 5-7 минут до равномерного распределения компонентов в смеси.Mixing of the composition is carried out for 5-7 minutes until the components are uniformly distributed in the mixture.
Изготовленный пиротехнический аэрозолеобразующий состав дозированно выгружают в снаряжаемые изделия.The manufactured pyrotechnic aerosol forming composition is dosed unloaded into the equipped goods.
Предложенный состав, в зависимости от способа инициирования, может функционировать в дымокурящем режиме, а также и в режиме мгновенного действия, что расширяет область его использования по назначению.The proposed composition, depending on the initiation method, can function in a smoke-smoking mode, as well as in an instantaneous mode, which expands the scope of its intended use.
Испытания опытной партии изделий, снаряженных составом, изготовленным при ручном перемешивании компонентов массой 2,5 кг, подтвердили повышение эффективности аэрозолеобразования и маскирующей способности формируемой дымовой завесы.Tests of an experimental batch of products equipped with a composition made with manual mixing of components weighing 2.5 kg confirmed an increase in the efficiency of aerosol formation and the masking ability of the formed smoke curtain.
Предложенный порядок и режимы технологических операций обеспечили получение необходимого продукта по безопасной водной технологии с укороченным циклом, что целесообразно для применения в серийном производстве.The proposed order and modes of technological operations provided the necessary product for safe water technology with a shortened cycle, which is suitable for use in serial production.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что группа изобретений не известна специалисту по пиротехнике, а с учетом возможности серийного изготовления на действующем оборудовании пиротехнического аэрозолеобразующего состава, можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art showed that the group of inventions is not known to the specialist in pyrotechnics, and taking into account the possibility of mass production of pyrotechnic aerosol-forming composition on existing equipment, we can conclude that the patentability criteria are met.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008150449/02A RU2387627C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Explosive aerosol mixture and method of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008150449/02A RU2387627C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Explosive aerosol mixture and method of its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2387627C1 true RU2387627C1 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008150449/02A RU2387627C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Explosive aerosol mixture and method of its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2387627C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472763C1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Aerosol-generating composition for creation of smoke masking curtains |
| RU207882U1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-11-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" Министерства обороны Российской Федерации | Remote device for initiating pyrotechnic aerosol-forming agents |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3650856A (en) * | 1969-10-06 | 1972-03-21 | North American Rockwell | Red phosphorus castable smoke producing composition |
| US5522320A (en) * | 1993-07-12 | 1996-06-04 | Thiokol Corporation | Low-toxicity obscuring smoke formulation |
| RU2083539C1 (en) * | 1992-11-25 | 1997-07-10 | Научно-исследовательский институт прикладной химии | Pyrotechnic aerosol-forming composition and process for preparing thereof |
| RU2262064C2 (en) * | 2003-12-18 | 2005-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно- производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Smoke charge |
-
2008
- 2008-12-22 RU RU2008150449/02A patent/RU2387627C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3650856A (en) * | 1969-10-06 | 1972-03-21 | North American Rockwell | Red phosphorus castable smoke producing composition |
| RU2083539C1 (en) * | 1992-11-25 | 1997-07-10 | Научно-исследовательский институт прикладной химии | Pyrotechnic aerosol-forming composition and process for preparing thereof |
| US5522320A (en) * | 1993-07-12 | 1996-06-04 | Thiokol Corporation | Low-toxicity obscuring smoke formulation |
| RU2262064C2 (en) * | 2003-12-18 | 2005-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно- производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Smoke charge |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2472763C1 (en) * | 2011-10-10 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение им. В.И. Чапаева" | Aerosol-generating composition for creation of smoke masking curtains |
| RU207882U1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-11-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" Министерства обороны Российской Федерации | Remote device for initiating pyrotechnic aerosol-forming agents |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2590054A (en) | Process of producing ammonium nitrate-containing composition | |
| CN103030483A (en) | Bright green cold smoke flower medicament and preparation method thereof | |
| RU2387627C1 (en) | Explosive aerosol mixture and method of its manufacture | |
| US6982014B1 (en) | Explosive composition for fireworks and method for manufacturing the same | |
| KR0151586B1 (en) | Sodium percarbonate composition of high safety | |
| RU2083539C1 (en) | Pyrotechnic aerosol-forming composition and process for preparing thereof | |
| RU2369591C1 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition | |
| RU2369592C1 (en) | Pyrotechnic composition for formation of smoke masking curtain | |
| US4979999A (en) | Tracer composition and method of producing same | |
| RU2331619C1 (en) | Pyrotechnic composition of white flame with periodical flame flares in combustion | |
| CN100348554C (en) | Composite oxidant used for fireworks | |
| CN111875457B (en) | Color agent for fireworks and firecrackers and preparation method thereof | |
| US5145535A (en) | Method for intermolecular explosive with viscosity modifier | |
| US1968158A (en) | Process for the production of ammonium nitrate base explosive charges capable of being poured or cast | |
| CN115925499B (en) | Green-light smoke powder based on high-activity boron powder and preparation method thereof | |
| CN105641848A (en) | Compound cocrystallization preparation method for water-soluble condensed fire extinguishing aerosol fire extinguishing agent ingredients | |
| US4029530A (en) | Method of forming lead styphnate ammunition priming mixture | |
| RU2472763C1 (en) | Aerosol-generating composition for creation of smoke masking curtains | |
| CN112876325B (en) | Low-detonation-velocity mixed explosive for explosive welding and preparation method and application thereof | |
| CA1267287A (en) | Method for the manufacture of composite explosives | |
| RU2484075C2 (en) | Method to manufacture pyrotechnical charges | |
| US2265230A (en) | Basic lead styphnate and a process of making it | |
| US2647047A (en) | Explosive composition | |
| JP2799736B2 (en) | Explosive composition | |
| RU2788085C1 (en) | Aerosol-forming composition for fire extinguishing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111223 |