Verwendung einer Carbonylverbindung

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Carbonylverbindungen, nämlich von 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure bzw. 5,6-Carbonyl-erythorbinsäure zur Herstellung von Explosivstoffen (Sprengstoffen, Schiess- oder Treibstoffen und pyrotechnischen Stoffen), sowie ein Verfahren zur Her­stellung solcher Explosivstoffe, und diese Explosivstoffe selbst.

[0002] Aus der US Patentschrift Nr. 4,497,676 und der Europä­ischen Patentpublikation Nr. 268 996 sind Explosivstoffe auf Basis von Ascorbinsäure bzw. Erythorbinsäure bekannt geworden, welche hergestellt werden, indem man Ascorbinsäure oder Erythorbinsäure zusammen mit einem Nitrat-haltigen Oxidationsmittel erhitzt oder indem man ein durch Erhitzen von Ascorbinsäure bzw. Erythorbinsäure erhaltenes Abbauprodukt mit einem Nitrat-haltigen Oxidati­onsmittel vermischt.

[0003] Es wurde nun festgestellt, dass man ein qualitativ besseres Produkt dadurch erhalten kann, dass man anstelle von Ascorbinsäure bzw. Erythorbinsäure die entsprechenden 5,6-Carbonylderivate, also 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure oder 5,6-Carbonyl-erythorbinsäure verwendet.

[0004] Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zur Herstellung von Explosivstoffen, welches darin besteht, dass man 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure oder 5,6-Carbonyl-erythorbinsäure mit einem Nitrat-haltigen Oxidationsmittel und gegebenenfalls mit weiteren Zusätzen vermischt.

[0005] Die 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure und deren Herstellung ist aus der japanischen Patentpublikation 7031601 (13.10.1970), abstrahiert in C.A. 74 (1971) Ref. 88 266 C bekannt. Das entsprechende Erythorbinsäurederivat kann in Analogie hierzu hergestellt werden.

[0006] Als Nitrat-haltiges Oxidationsmittel verwendet man vorzugsweise ein Alkali- oder Erdalkalimetallnitrat, ins­besondere Kaliumnitrat, oder Ammoniumnitrat oder ein Ge­misch dieser Nitrate.

[0007] Vorzugsweise verwendet man das Nitrat-haltige Oxidati­onsmittel und die Carbonylverbindung in einem Gewichtsver­hältnis von etwa 40 : 60 - 80 : 20, vorzugsweise von etwa 60 : 40 - 65 : 35.

[0008] Die so erhaltenen erfindungsgemässen Explosivstoffe (Sprengstoffe, Schiess- oder Treibstoffe und pyrotechnische Stoffe) sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gemisch von 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure bzw. 5,6-Carbonyl-­erythorbinsäure und einem Nitrat-haltigen Oxidationsmittel, und gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten.

[0009] Das Nitrat-haltige Oxidationsmittel ist hierbei vor­zugsweise ein Alkali- oder Erdalkalimetallnitrat, insbe­sondere Kaliumnitrat, oder Ammoniumnitrat oder ein Gemisch dieser Nitrate. Als weitere Nitrat-haltige Oxidationsmittel können organische Nitrate verwendet werden. Unter einem organischen Nitrat ist hierbei jedes übliche, kohlenstoff-­haltige Nitrat mit einem stöchiometrischen Sauerstoffüberschuss zu verstehen, welches üblicherweise in der pyrotechnischen Industrie oder in der Sprengstoffindu­strie verwendet wird. Beispiele geeigneter organischer Nitrate sind Nitrocellulose, Nitroglycerin oder Pentaerithrit-Tetranitrat.

[0010] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewichtsverhältnis zwischen Nitrat-haltigem Oxidationsmit­tel (bezogen auf Kaliumnitrat) und der Carbonylverbindung etwa 40 : 60 - 80 : 20, insbesondere etwa 60 : 40 - 65 : 35. Das erfindungsgemässe Gemisch kann Zusatzstoffe wie Gelierungsmittel oder Stabilisatoren, wie substituierte Harnstoffe, z.B. Arkardit® oder Centralit®; substituierte Urethane, Phthalate, Polymere, Zusätze zu Leuchtsätzen, wie Natrium-, Barium-, Strontium- oder Kupfersalze, sowie an­dere Additive, z.B. zur Erhöhung der Explosionsenergie oder zur Verbesserung anderer wünschenswerter Eigenschaften, wie beispielsweise Bor oder Nitroguanidin, enthalten.

[0011] Der erfindungsgemässe Explosivstoff kann als Spreng­stoff, z.B. im Bergbau, als Schiessstoff oder Treibstoff oder als pyrotechnisches Material oder als energiereiches Gemisch für verschiedene Antriebszwecke verwendet werden. Dieser Explosivstoff ist beispielsweise für die Herstellung von Patronen oder Kartuschen, für Leucht- oder Signalmuni­tion, für Raketen, für Schussapparate zu technischen Zwek­ken, sowie für Feuerwerkskörper oder dergleichen verwend­bar.

[0012] Der erfindungsgemässe Explosivstoff zeichnet sich durch geringe Korrosivität, hohe Treibkraft und geringe Rauch­entwicklung aus. Im Vergleich zu ähnlichen bekannten Ex­plosivstoffen besitzt er insbesondere die folgenden vor­teilhaften Eigenschaften: höhere Explosivkraft, deutlich geringere Hygroskopizität, bessere Stabilität.

Beispiel

[0013] In einem Rundkolben werden 74,4 g Kaliumnitrat und 44,75 g 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure in 372 ml Wasser gelöst und anschliessend mit 22,4 ml 1N wässeriger Kaliumhy­droxydlösung versetzt. Die Lösung wird nun zuerst am Was­serstrahlvakuum, später am Hochvakuum zur Trockene einge­dampft. Das erhaltene weisse Gemisch wird in der Reibschale pulverisiert und anschliessend während mindestens 20 Stun­den bei 40^oC im Vakuumtrockenschrank über Silikagel ge­trocknet. Man erhält 120 g eines Explosivstoffes mit einer Explosionswärme von 769 cal/g. Der Schmelzpunkt dieser Substanz ist nicht bestimmbar, sie beginnt bei etwa 200^oC zu schäumen. pH einer Lösung von 1 g in 20 ml Wasser = 2,75. Wasserlöslichkeit: etwa 67 g/100 ml (25^oC).

Ansprüche

1. Explosivstoff, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Gemisch von 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure oder 5,6-Carbonyl-­erythorbinsäure und einem Nitrat-haltigen Oxidationsmittel, und gegebenenfalls weitere Zusätze enthält.

2. Explosivstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, dass das Nitrat-haltige Oxidationsmittel ein Alkali- oder Erdalkalimetallnitrat, insbesondere Kaliumnitrat, oder Ammoniumnitrat, oder ein Gemisch dieser Nitrate ist.

3. Explosivstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis Nitrat-haltiges Oxidationsmittel: Carbonylverbindung zwischen 40 : 60 und 80 : 20, vorzugsweise zwischen 60 : 40 und 65 : 35 liegt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Explosivstoffes nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure oder 5,6-Carbonyl-­erythorbinsäure mit einem Nitrat-haltigen Oxidationsmittel und gegebenenfalls mit Zusatzstoffen vermischt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Nitrat-haltiges Oxidationsmittel ein Alkali- oder Erdalkalimetallnitrat, insbesondere Kaliumnitrat, oder Ammoniumnitrat, oder ein Gemisch dieser Nitrate verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass man das Nitrat-haltige Oxidationsmittel und die Carbonylverbindung in einem Gewichtsverhältnis von etwa 40 : 60 bis 80 : 20, vorzugsweise von etwa 60 : 40 bis 65 : 35 verwendet.

7. Verwendung von 5,6-Carbonyl-ascorbinsäure bzw. 5,6-Carbonyl-erythorbinsäure zur Herstellung von Explo­sivstoffen.