Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Beschichten von Partikeln aus festen Treib-, Explosivstoffen und/oder Oxidatoren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß es bei einem verbesserten Schutz der Partikel vor äußeren Einwirkungen zu einer verbesserten Anhaftung der feinpartikulären Additive an den Partikeln kommt. Sie ist ferner auf derartige Partikel sowie auf einen Festtreibstoff mit solchen Partikeln gerichtet.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Partikel mit wenigstens einer, den jeweiligen Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator benetzenden und im wesentlichen feuchtigkeitsdicht umgebenden, filmbildenden und bei Raumtemperatur nicht oder nur schwer flüchtigen Flüssigkeit benetzt werden und das feinpartikuläre Additiv auf und/oder in den Flüssigkeitsfilm auf- und/oder eingebracht wird.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Flüssigkeitsfilm wirkt einerseits nach Art eines Haftvermittlers zwischen dem Partikelmaterial und dem feinpartikulären Additiv, so daß es z.B. im Falle eines Additives in Form eines Antibackmittels auch im Falle von äußeren mechanischen Einwirkungen, wie sie beim Bewegen einer losen Partikelschüttung und insbesondere bei der Einarbeitung der Partikel in Festtreibstoffe auftreten, praktisch nicht mehr zu einem zumindest bereichsweisen Ablösen des Antibackmittels und folglich nicht zu einer Agglomeratbildung kommt. Andererseits lassen die Partikel z.B. im Fall eines feinpartikulären Additives in Form von Abbrandmodifikatoren und/oder Energieträgern auch mit solchen Vertretern derselben beschichten, welche eine nur vergleichsweise geringe Affinität zu dem Partikelmaterial und folglich nur geringe Adhäsionskräfte zu dem Partikelmaterial als solchem aufweisen. Ferner vermag der nicht oder nur schwer flüchtige Flüssigkeitsfilm das Partikelmaterial dauerhaft insbesondere auch vor äußeren Einwirkungen, wie elektromagnetische Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder anderen stofflichen Einflüssen und – in gewissem Umfang – auch vor mechanischen Einwirkungen, wie Druck oder Stoß, zu schützen, so daß eine gute Lagerfähigkeit der beschichteten Partikel und eine verbesserte Verarbeitbarkeit derselben gewährleistet ist. Dabei ist ein gegenüber einer Verkapselung mit einer festen Kunstharzschicht nur äußerst geringer Zusatz an Fremdstoffen erforderlich, was zu einer demgegenüber erhöhten Reinheit der Partikel führt.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit in wenigstens einem, gegenüber der Flüssigkeit leicht flüchtigen Lösungsmittel, in welchem der jeweilige Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator nicht oder nur gering löslich ist, verdünnt wird und die Partikel mit der Lösung benetzt werden, wonach das Lösungsmittel verdampft wird. Das aus den eingangs genannten Gründen insbesondere wasserfreie Lösungsmittel erleichtert dabei die Benetzung der Partikel und ermöglicht insbesondere die Abscheidung eines nur sehr dünnen Flüssigkeitsfilms auch im Falle des Einsatzes von mehr oder minder viskosen Flüssigkeiten.

Die Partikel können z.B. zunächst mit der Flüssigkeit benetzt, was beispielsweise durch Besprühen der Partikel in einem Wirbelbett oder dergleichen oder auch bereits anläßlich der Herstellung der Partikel durch Versprühen einer Schmelze des Partikelmaterials mittels eines Sprühzerstäubungsverfahrens geschehen kann, wie es z.B. aus der DE 44 35 524 A1, DE 198 44 350 C1, DE 103 32 729.9, US 6 136 115 A etc. bekannt ist, und sodann das feinpartikuläre Additiv auf- bzw. eingebracht werden. Ferner kann vorgesehen sein, die Partikel mit der mit dem Lösungsmittel verdünnten Flüssigkeit zu benetzen, indem die Partikel z.B. in die Flüssigkeit eingebracht werden, und das Lösungsmittel anschließend in Gegenwart der Partikel abgezogen wird, wobei das feinpartikuläre Additiv während des Abziehens des Lösungsmittels, insbesondere fortwährend oder zeitlich versetzt, zugesetzt werden kann. In diesem Fall wird eine besonders gute Benetzung der Partikel erreicht, wobei das Additiv erst nach einer gewissen Benetzungszeit zugesetzt werden kann, um sicherzustellen, daß sich um die Partikel bereits ein durchgängiger Flüssigkeitsfilm gebildet hat.

Stattdessen können die Partikel auch mit der Flüssigkeit benetzt und zugleich das Additiv auf- bzw. eingebracht werden, wobei das feinpartikuläre Additiv in die gegebenenfalls mit dem Lösungsmittel verdünnte Flüssigkeit eindispergiert werden kann und die Partikel mit der Dispersion benetzt werden können. Auch in diesem Fall kann der Einsatz eines Lösungsmittels zum Verdünnen der Flüssigkeit von Vorteil sein, um eine homogene Abscheidung der feinpartikulären Additive auf den benetzten Partikeln durch allmähliches Auf konzentrieren der Dispersion bzw. Abziehen des Lösungsmittels zu erreichen.

Als Flüssigkeit kommen insbesondere organische Flüssigkeiten mit den genannten Eigenschaften einer den jeweiligen Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator hinreichenden Benetzung (d.h. der Randwinkel der Flüssigkeit, welche diese mit einer festen Oberfläche des Partikelmaterials bildet, sollte jedenfalls wenigstens 90° betragen) und einer hinreichenden Feuchtigkeitsdichtigkeit bzw. Hydrophobie, welche nicht oder nur schwer flüchtig ist. So kann beispielsweise eine Flüssigkeit aus der Gruppe der Öle, insbesondere aus der Gruppe Silikonöl und/oder Paraffinöl, eingesetzt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführung sieht vor, daß die Flüssigkeit aus der Gruppe der flüssigen Mono-, Di-, Oligo- und Polymeren gewählt wird. Der Einsatz einer solchen Flüssigkeit ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die beschichteten Partikel in ein polymeres Bindersystem eines Festtreibstoffes eingearbeitet werden sollen, welches den genannten Beschichtungsmaterialien entsprechende Polymere enthält. Auf diese Weise wird die Verträglichkeit der beschichteten Partikel mit dem Bindersystem erhöht, so daß eine homogene Einmischung bzw. Verteilung der Partikel in der Polymermatrix des Bindersystems erreicht werden kann. Demgegenüber kommt es gemäß dem Stand der Technik in vielen Fällen – trotzt eines direkten Coatings der Partikel mit einem feinpartikulären Antibackmittel – zu lokalen Anreicherungen der in das Bindersystem eingemischten Partikel, da diese eine höhere Affinität zu sich selbst als zu dem jeweiligen Polymerbinder aufweisen.

Die Auswahl der flüssigen Mono-, Di-, Oligo- und Polymeren richtet sich zweckmäßig nach dem jeweiligen Bindersystem des Festtreibstoffes. Letztere bestehen üblicherweise aus vernetzten Duroplasten, insbesondere Polybutadien (PB), welches vorzugsweise hydroxyterminiert ist (HTPB), aus mehrfunktionellen, z.B. bi- oder trifunktionellen Polyestern oder Polyethern, welche vorzugsweise hydroxysubstituiert und mit Isocyanaten ausgehärtet sind, oder insbesondere auch aus energiereichen Polymeren, wie mehrfunktionellen, z.B. bi- oder trifunktionellen Glycidylazidpolymeren (GAP), welche vorzugsweise hydroxysubstituiert und mit Isocyanaten ausgehärtet sind. Werden nun Mono-, Di-, Oligo- oder Polymere der genannten Binder als Benetzungsflüssigkeit der Partikel eingesetzt, so ergibt sich eine einwandfreie Verträglichkeit bei einer praktisch beliebigen Mischbarkeit der beschichteten Partikel mit dem Bindersystem des Festtreibstoffes.

Im Falle des Einsatzes einer solchen Benetzungsflüssigkeit kann in Weiterbildung vorgesehen sein, daß die Flüssigkeit aus der Gruppe der härtbaren, flüssigen Mono-, Di-, Oligo- und Polymeren gewählt und das Mono-, Di-, Oligo- und/oder Polymer nach Auf- bzw. Einbringen der feinpartikulären Additive auf bzw. in den Flüssigkeitsfilm der benetzten Partikel zumindest teilweise ausgehärtet wird. Die Aushärtung kann je nach Flüssigkeit und Partikelmaterial grundsätzlich auf beliebige bekannte Weise, z.B. durch moderate Erwärmung, durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, wie Infrarot- oder UV-Strahlung, durch Einsatz eines gegebenenfalls mit einem insbesondere leicht flüchtigen Lösungsmittel verdünnten Isocyanathärters oder dergleichen, geschehen. Auf diese Weise erhalten die Partikel einen besonders guten Schutz vor äußeren Einwirkungen und ist das feinpartikuläre Additiv – in diesem Fall insbesondere Abbrandmodifikatoren und/oder Energieträger – zumindest oberflächig in die dünne, nach Aushärtung des Flüssigkeitsfilmes (hoch)viskose oder auch im wesentlichen feste Schicht eingebracht.

In vielen Fällen weisen Festtreibstoffe zusätzlich zu dem polymeren Bindermaterial noch Weichmacher, insbesondere energetische Weichmacher, wie Nitratester (z.B. Trimethylolethantrinitrat (TMETN), Butantrioltrinitrat (BTTN), Diethylenglykoldinitrat (DEGDN) etc.), Nitroweichmacher (z.B.

Mischungen aus Bis(dinitropropylformal)/-acetal (BDNPF/A) etc.), Nitroaminoweichmacher (z.B. Mischungen aus N-Ethyl-/N-Methylnitratoethylnitroamin (EtNENA/MeNENA), N-n-Butyl-N-nitratoethylnitroamin (BuNENA), N,N'-Dinitratoethylnitroamin (DINA) etc.) oder Azidoweichmacher (z.B. kurzkettige bisazidoterminierte GAP-Oligmere (GAP-A), 1,5-Diazido-3-nitroaminopentan (DANPE) etc.), DOA, DOS oder dergleichen, auf. In diesem Fall kann alternativ oder zusätzlich zu einer Flüssigkeit aus der Gruppe der dem Bindersystem des Festtreibstoffes entsprechenden Mono-, Di-, -Oligo- oder Polymeren vorgesehen sein, daß die Flüssigkeit aus der Gruppe der energetischen Weichmacher gewählt wird, wobei wiederum insbesondere eine dem jeweiligen Weichmacher, z.B. der vorstehend genannten Art, entsprechende Flüssigkeit eingesetzt wird, um für eine einwandfreie Verträglichkeit und homogene Mischbarkeit der beschichteten Partikel mit dem Bindermaterial bzw. Weichmacher des Festtreibstoffes zu erzielen.

Sofern eine Verdünnung der die Partikel benetzenden Flüssigkeit mit einem Lösungsmittel vorgesehen ist, muß dieses jedenfalls gegenüber dem Partikelmaterial ein Antisolvens sein und muß ferner eine gegenüber der Flüssigkeit deutlich höhere Flüchtigkeit aufweisen. Als Lösungsmittel haben sich beispielsweise solche aus der Gruppe der Alkane, insbesondere aus der Gruppe der C₅- bis C₁₂-Alkane, vorzugsweise aus der Gruppe der C₅- bis C₁₀-Alkane, höchst vorzugsweise aus der Gruppe der C₅- bis C₈-Alkane, z.B. n- oder iso-Pentan, Cyclopentan, n- oder iso-Hexan, Cyclohexan, Heptan, Oktan etc., als geeignet erwiesen.

Als feinpartikuläre Additive in Form von Antibackmitteln haben sich vornehmlich solche aus der Gruppe der Metalloxide, Metallnitrate, Metallhydroxide, Metallcarbonate, Metallhydroxidnitrate und Metallhydroxidcarbonate als vorteilhaft erwiesen. Dabei kommen beispielsweise inerte Metalloxide, z.B. Calciumoxid (CaO), Magnesiumoxid (MgO), Titandioxid (TiO₂), Siliciumdioxid (SiO₂), Eisen(II)- (FeO), Eisen(III)oxid (Fe₂O₃) etc., oder auch katalytisch wirksamen Metalloxide, z.B. Bleioxid, insbesondere Blei(II)oxid (PbO), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Kupfer (I) – (Cu₂O), Kupfer (II) oxid (CuO), Zinkoxid (ZnO), Titan(IV)oxid (TiO₂), Vanadium/Molybdänoxide, wie V₂Mo₄O₂₅ und dergleichen, Chrom (III) oxid (Cr₂O₃) etc., in Betracht, wobei in den letztgenannten Fällen zusätzlich eine Beeinflussung der Abbrandgeschwindigkeit des Partikelmaterials möglich ist und die Antibackmittel folglich auch als Abbrandmodifikator wirken. Ferner können beispielsweise Nickel- (Ni(OH)₂), Kupfer- (Cu(OH)₂), Zinkhydroxid (Zn(OH)₂), Kaliumnitrat (KNO₃), Natriumnitrat (NaNO₃) oder beliebige andere bekannte Antibackmittel wie auch Mischungen von Antibackmitteln mit unterschiedlichen Metallen und/oder mit unterschiedlichen Anionen aus der Gruppe Oxide (Me_xO, MeO, Me₂O₃ etc .), Nitrate (MeNO₃, Me(NO₃)₂, Me(NO₃)₃ etc.), Hydroxide (MeOH, Me(OH)₂, Me(OH)₃ etc.), Carbonate (Me₂CO₃, MeCO₃, Me₂(CO₃)₃ etc.), Hydroxidnitrate (Me_m(OH)_n·Me_x(OH)_y) und Hydroxidcarbonate (Me_m(OH)_n·Me_x(CO₃)_y) mit m; n; x; y = 1; 2; 3; 4;... eingesetzt werden.

Als feinpartikuläre Additive in Form von Abbrandmodifikatoren und/oder Energieträgern haben sich einerseits solche aus der Gruppe der reaktiven Metalle, beispielsweise aus der Gruppe Aluminium (Al), Bor (B), Eisen (Fe), Magnesium (Mg), Nickel (Ni), Kupfer (Cu) und Zink (Zk), andererseits solche aus der Gruppe der festen Amin-, Amid-, Nitro-, Nitrat-, Nitramin-, Chlorat- und Perchlorat-Verbindungen als geeignet erwiesen. Hierbei kommen je nach den gewünschten Eigenschaften des Additives praktisch beliebige bekannte, feste Explosivstoffe, wie Ammoniumnitrat (AN), Ammoniumdinitramid (ADN), Ammoniumperchlorat (AP), Kaliumnitrat (KN), Natriumnitrat, 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT), 1,3,5-Triamino-2,4,6-trinitrobenzol (TATBN), 3-Nitro-1,2,4-triazol-5-on (NTO), Hexanitrostilben (HNS), Cyclotrimethylentrinitramin (Hexogen, RDX), Cyclotetramethylentetranitramin (Oktogen, HMX), 2,4,6,8,10,12-Hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitan (HNIW, CL20), 1-Diamino-2,2-dinitroethylen (DADE, FOX7), FOX12, Pentaerythritoltetranitrat (Nitropenta, PETN), Hexanitrodiphenylamin (Hexyl), Tetranitromethylanilin (Tetryl), Nitroguanidin (NQ), Triaminoguanidinnitrat (TAGN) und dergleichen, in Frage.

Desgleichen ist das Material der zu beschichtenden Partikel zweckmäßig aus der Gruppe der festen Amin-, Amid-, Nitro-, Nitrat-, Nitramin-, Chlorat- und Perchlorat-Verbindungen, wobei es besonders vorteilhaft sein kann, das Kernmaterial aus der Gruppe der feuchtigkeitsempfindlichen Ammoniumsalze, wie Ammoniumnitrat (NH₄NO₃, AN), Ammoniumdinitramid (NH₄N(NO₂)₂, ADN) und Ammoniumperchlorat (NH₄ClO₄, AP), zu wählen, um diesen durch den Flüssigkeitsfilm eine gute Feuchtigkeitsresistenz und Rieselfähigkeit zu verleihen. Indes können je nach Anwendungsfall auch andere Kernmaterialien vorgesehen sein, insbesondere die oben in Verbindung mit dem feinpartikulären Additiv genannten Vertreter.

Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß das feinpartikuläre Additiv mit einer Partikelgröße von höchstens 10 &mgr;m, insbesondere von höchstens 2 &mgr;m, beispielsweise von etwa 10 nm bis etwa 1 &mgr;m, eingesetzt wird.

Die Erfindung betrifft auch Partikel aus wenigstens einem festen Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator, welche mit wenigstens einem feinpartikulären Additiv, insbesondere aus der Gruppe der Antibackmittel, Abbrandmodifikatoren und/oder Energieträgern, mit einer gegenüber der Partikelgröße des Partikels kleineren Partikelgröße beschichtet sind.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Partikel mit wenigstens einer, den jeweiligen Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator benetzenden und im wesentlichen feuchtigkeitsdicht umgebenden, filmbildenden und bei Raumtemperatur nicht oder nur schwer flüchtigen Flüssigkeit benetzt und das feinpartikuläre Additiv auf und/oder in den Flüssigkeitsfilm auf- und/oder eingebracht ist. Als Flüssigkeit(en) kommen bevorzugt die oben in Verbindung mit dem Verfahren beschriebenen Flüssigkeiten in Betracht.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Partikel mit wenigstens einem, sie im wesentlichen feuchtigkeitsdicht umgebenden, zumindest teilweise ausgehärteten Polymer, welches aus den jeweiligen Treib-, Explosivstoff und/oder Oxidator benetzenden, flüssigen Mono-, Di-, Oligo- und/oder Polymeren erhältlich ist, beschichtet ist, wobei die Polymerschicht das feinpartikuläre Additiv enthält. Bevorzugte Vertreter solcher Mono-, Di-, Oligo- bzw. Polymere ergeben sich wiederum aus der vorstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Entsprechendes gilt für vorteilhafte Additive und Partikelmaterialien.

Während das feinpartikuläre Additiv, wie bereits erwähnt, vorzugsweise eine Partikelgröße von höchstens 10 &mgr;m, insbesondere von höchstens 2 &mgr;m, beispielsweise von etwa 10 nm bis etwa 1 &mgr;m, aufweist, besitzen die erfindungsgemäßen beschichteten Partikel bevorzugt eine Partikelgröße von höchstens 1000 &mgr;m, insbesondere von höchstens 500 &mgr;m.

Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Festtreibstoff bzw. einen Festtreibsatz, insbesondere für Raketenantriebe oder Gasgeneratoren, einen Sprengstoff oder ein Treibladungspulver, mit einem polymeren, insbesondere energetischen, Bindersystem mit gegebenenfalls einem, insbesondere energetischen, Weichmacher sowie Partikeln aus festen Treib-, Explosivstoffen und/oder Oxidatoren, welcher wenigstens einige der vorgenannten beschichteten Partikel enthält. Bevorzugte Polymere bzw. Weichmacher des Bindermaterials ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Um eine einwandfreie Verträglichkeit und Mischbarkeit der Partikel mit dem Bindersystem des Festtreibstoffes, Festtreibsatzes, Sprengstoffes oder Treibladungspulvers sicherzustellen, ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, daß die die Partikel benetzende Flüssigkeit wenigstens ein Mono-, Di-, Oligo- und/oder Polymer entsprechend wenigstens einem Polymer des polymeren Bindersystems und/oder entsprechend wenigstens einem Weichmacher des polymeren Bindersystems ist. Falls gewünscht, kann die die Partikel benetzende Flüssigkeit dabei zumindest teilweise ausgehärtet worden sein.