本发明涉及改进的冲击管结构，用作爆炸事件的引爆器。 在过去的几十年中，引爆器领域已变成发明的激烈竞争的领域。从人类文明启蒙阶段就开始的这一领域，变化来得非常缓慢。在以往的爆炸事件中，一般都是使用电线或引信绳、通过电的或机械的装置把引爆装填物连接到较大的爆炸填充物进行起爆的。
在更近的时期，已经使用用非电的无引信引爆器来启动爆炸事件。Persson在美国专利3，590，739中开创了该领域中的第一次飞跃。已经发现使用一个塑料管并在管的内部涂一层炸药可有效地引爆该引爆炸药。这个塑料管在爆炸领域被称之为冲击管。一般而言，通过小型爆炸（例如来自雷管的爆炸）引爆冲击管的一端，点燃冲击管内部的反应材料，由此产生冲击波，冲击波沿冲击管的长度传播，使冲击波的能量输送到位于冲击管另一端的炸药装填物。
和任何新兴技术一样，初创的非电引爆器冲击管地进展也面临着难以预测的困境，这些困境和新技术发展的初始阶段有关。因此已经进行了改进以便解决该领域技术人员熟知的某些连续性问题，但在实际使用中问题却依然存在。在实际使用中遇到的典型问题是：冲击敏感性、热碎裂、以及环境的影响，例如有机溶剂和/或水的渗入，它们可能使冲击管性能失效。
在爆炸领域中通常的实践是在恶劣环境中使用产品。因此，爆炸产品必须能够在对大多数其它产品来说非同寻常的环境中正常使用。温度范围可从极寒至极热。产品的环境条件可能是溶剂浸透的，如在水、有机溶剂、和/或它们各自的混合物、或它们之间的混合物中。冲击事件由任何一种固体粉碎冲击管产品而发生。当经受每一种环境考验时，冲击管的可靠性和有效性都是有风险的。由于现有的检测难以随时确定碰伤或破损的产品，因此在该领域中期望产品对上述的冲击管考验具有韧性。
期望提供较大程度的保护，这些想法在1986年2月18日授予Simon等人的加拿大专利1，200，718中公开，在这里参照引入了该专利。该特殊实施方案公开了一种夹心型结构，该结构带有一个塑料管，塑料管外套一个与其不同的第二塑料套管。
我们发现本发明作为冲击管引爆器是有用的，并且已发现本发明在上述环境条件下比现有结构更具韧性。所得的产品是一个分层结构，下面将公开这种结构。
该冲击管结构包括一个具有外壁和内壁的管，所说管包括EXEL冲击管材料（ICI爆炸业务集团拥有的商标，该单位的一部分是ICI爆炸美国公司和ICI加拿大公司，以下称之为“ICI”）、SURLYN冲击管材料（杜邦（Du Pont）的商标，可由ICI或Ensign-Bickford Company作为冲击管得到）、或某种聚乙烯，其中所说管内壁涂有反应材料并和该反应材料连通，所说管外壁与一个第一外层连通，所说第一外层包括一种聚合物合金即ZYTEL聚合物合金（杜邦的商标，可从杜邦获得，ZYTEL是尼龙6和聚烯烃的混合物，其中特别优选的是ZYTEL FE 7101，可从杜邦获得），和/或它的共混物，其中所说第一外层最好与一个第二外层相接，最好有一个第一束缚层与所说外壁以及所说第一外层连通，并且最好有一个第二束缚层与所说第一外层和所说第二外层连通。该管最好由EXEL冲击管材料、SURLYN 8940或SURLYN 8941材料制作，EXEL冲击管材料是该管最优选的材料。
管的尺寸最好是0.095英寸的外径（OD）和0.044英寸的内径（ID）。EXEL管中的反应材料或爆炸材料可以包括：季戊四醇四硝酸（PETN）、环四亚甲基四硝基胺（HMX）、或其粉末金属混合物（例如铝）。管芯装填量（即涂在管的内部的反应材料数量）的范围是自约7毫克/米至约30毫克/米。EXEL冲击管的优选装填量对于HMX/铝共混物来说是约16毫克/米。
第一外层包括聚合物的合金，例如ZYTEL聚合物合金和/或其共混物。令人惊奇的是，ZYTEL聚合物合金能够与EXEL冲击管紧密接触和/或连通。由于EXEL冲击管由聚乙烯衍生材料构成而ZYTEL聚合物合金由尼龙衍生材料组成，才使上述情况令人惊奇。一般来说，尼龙和聚乙烯不会产生界面间的紧密接触。但ZYTEL聚合物合金的共混物由聚乙烯和聚乙烯的共混物组成，这有助于说明上述的能力。优选的聚乙烯是线性低密度聚乙烯（LLDPE）和中密度聚乙烯（MDPE）。
当在分层的冲击管结构中不存在优选的第二层时，第一外层最好包括ZYTEL聚合物合金及其共混物，第一外层是ZYTEL聚合物合金则最佳。当用电子显微方法检查时，该聚合物合金包括结合成单相的各种聚合同系物，而聚合物的共混物在同一分辨率下却显示出多相的形态。用作共混物和/或合金的聚合物的分子量范围可以自每重复单元约50质量单位直至每重复单元约150，000质量单位。质量单位一般取作聚合物和/或可能存在的共聚物的平均数。已经发现，第一外层可连续地涂敷冲击管，使冲击管/外层结构的外径达到0.118英寸左右。
ZYTEL聚合物合金提供的第一外层能够在冲击管可能被迫工作的恶劣苛刻环境中展现出韧性。但已经发现，这个第一外层还能成为优选的第二外层的绝好的衬底。当存在第二外层时，第一外层可以除聚合物合金外包括其它材料。在多层结构中，为寻求韧性冲击管的性能可由组合层及复合材料结构提供。期望在冲击管结构中可以有效地利用两个以上的独立外层。
当本发明的冲击管结构是多层结构时，第一外层包括聚物合金，例如ZYTEL聚合物合金，聚二氯乙烯（Saran）、聚乙烯氯乙烯（Polyethylene vinyl chloride）（EVOH）、聚氯乙烯（PVC），任何热塑材料、热塑材料的组合物，例如聚醚砜（PES）和聚醚醚砜（PEES），橡胶或弹性体，尼龙6或尼龙66，例如MARANYL（商标，由ICI PLC供应），Kodar-PETG用作共混物，按重量计从5%-95%（Kodar是商标，由KODAK供应，Kodar PETG一般称为亚乙基-1，4-亚环己基二亚甲基对苯二酸酯（ethylene -1，4-cyclohexylenedimethylene terephthalate），它是PET[聚对苯二酸乙二醇酯]的热塑性聚酯族的一部分），Kodar和5%到95%（按重量计）的LLDPE共混物，Kodar和5%到95%（按重量计）的Pellethane共混物，例如Pellethane 2103和2355（来自DOW Chemical）以及聚酯，例如RYNITE PBT（来自DOW Chemical），以及聚酯，例如RYNITE PBT（来自杜邦，特别优选的是Rynite RE6129），以及5%到95%（按重量计）的MDPE共混物。在所说管上涂敷的这些材料的厚度对冲击管/第一外层结构而言最好达到约0.118英寸。
在进行多层组合时，第二外层的材料也可与第一外层相同。最好第二外层的材料和第一外层不相类似，以便能利用所用每一种材料的不同性质的总合或积累效应。优选的第二外层的实例是SURLYN材料，例如SURLYN 8940和8941，LLDPE，或MDPE，和/或它们的组合物。第二外层的最佳材料是LLDPE或MDPE。第二外层厚度的范围应该是，其最小厚度是能与第一外层连通的连续层的厚度，其最大厚度是按实际经济效益考虑的厚度。冲击管/第一外层/第二外层总括起来的外径（OD）的优选值是约0.150英寸。最佳的结构是约0.044英寸的内径（ID）和约0.095英寸的外径（OD），冲击管/第一外层结构的外径OD约为0.118英寸，冲击管/第一外层/第二外层结构的外径OD约为0.150英寸。可以加上附加外层，其厚度最大约为0.030英寸。
在每个相邻的外层之间、或在某些相邻的外层之间引入一个第一束缚层、以及最好还有一个第二束缚层、或多个束缚层，将能得到附加的优点。这些束缚层的实例是PLEXAR（商标，可从Quantum Chemical Corp.获得）、BYNEL（商标，可由Du Pont获得）、ADMER（商标，可由Mitsui Petrochemical Industries获得）、以及MODIC（商标，可由Mitsubishi Petrochemical Co.，LTD获得）。我们相信，这些束缚层能够通过激活两种根本不同的材料的交界表面促进粘结和/或附着。这样一些束缚层能防止毛细作用和/或层间的蠕动。对分层结构进行热退火，等离子体电晕放电，火焰、机械的和/或化学的处理，都有类似的效果。
另一种可供选择的方案是添加高达5%的偶联剂，偶联剂包括束缚层或其某个部分，例如KEN-REACT CAPS LI2/L（Kenrich）和CRODAMIDE EBS（Croda Corp.）。这些化合物有助于那些不能相互溶混的聚合物之间的相互扩散，提供层间的粘结，使聚合物和共混物容易流动通过挤压设备，降低了能量要求。
制造分层冲击管结构的方法，是那些在管/分层管结构领域的技术人员众所周知的方法。一般来说，管是垂直挤压的，加热和挤压同时进行。在管形成时在管的内部涂敷反应材料，使管冷却，然后进行冷拉伸。可使管退火，然后涂以第一外层，例如ZYTEL聚合物合金。添加第一外层可和管的形成同时进行，或者在管形成后添加。然后通过在本领域中的技术人员公知的挤压涂刷技术可添加第二外层和附加层。具体地说，最好在一个单独的附加步骤涂刷第二外层。
图1表示分层冲击管的剖面图。
图2表示切去一部分的分层冲击管。
图1表示分层冲击管结构的剖面图。2是管1的内壁，3是管的外壁。第一外层4与外壁3连通。第二外层5最好与第一外层4连通。在另一个优选实施例中，第一束缚层6是外壁3和第一外层4的分界面，优选的第二束缚层7是第一外层4和第二外层5的分界面。反应材料涂敷在内壁2上，从而完成了分层冲击管8的实用结构。
图2表示切去了一部分，其中1是一个连续的管，4是一个连续的第一外层，5是一个连续的第二外层。
下述表格表示上述结构的试验结果。
给出表中的实例的目的是为了更好地理解这里公开的发明而不是要对本发明的范围施加限制。所有的实例都是通过挤压EXEL坯管进行的，见Greenhorn等人，1989元月18日的欧洲专利申请，这里参考引用了该专利，然后外套第二和第三层。“外套”的含义是将一个附加的材料涂敷到基底或坯管上。
让样品经受油浸试验以模拟冲击管的普通环境考核。该油浸试验是将2米长的多层管样品的中部浸入温度为50℃的Shell Arctic级柴油中，该样品管的两端都是经过了热密封的。保持热密封的两端无油。不时地将样品从油槽中取出，并用常规的装置（压射壳起爆器（Shot Shell primer）、火花间隙起爆器、引爆器，等等）从干燥端起爆（爆炸）这些样品。如果起爆产生了冲击波并且冲击波穿行过管的整个长度，则认为该管没有失效。
第二个环境试验用来评价管在室温下的断裂，用75磅（34公斤）的重量在对折折叠的管上压30秒钟左右。然后通过肉眼观察检查断裂情况。如果在试验点处管上有可见的裂缝，则认为该管失效。
第三项试验涉及图3所示的设备，让5磅（2.27公斤）的重物自高处掉下落到样品管上，高度自5英寸（12.7厘米）逐渐加大到50英寸（127厘米），增量每次为5英寸。该样品管在重物跌落时要在平台上保持平直状态。冲击后，像第一项试验那样来引爆该管。如果管断裂很大，则该管将不能传播冲击波。如果该管能传播冲击波通过该冲击点，则认为该管通过了在该跌落高度下的5磅重物冲击的试验。该实验可在室温下或高于室温下进行，或在-40℃的温度下进行。
第四项试验是在室温下将一个完全无声的非电引爆器浸入室温水中。将水加压到100磅/英寸2，将样品取出并检验样品的冲击波传播情况和引爆引爆器的能力。
在表中给出各个实例的试验结果。与这些特例有关的说明如下：
实例1-所得的管极硬，因此弯曲时容易断裂。
实例2-有某些改进，该管展现出出人意料好的粉末粘结性质，但断裂仍相当容易。
实例3-管极硬，因此易于冲击断裂。有优秀的抗油浸能力。
实例4-坚硬，没有有效的抗油浸性能。
实例5-抗油浸性能有改进，管是硬的。
实例6-抗油浸，断裂和冲击敏感方面的性能有改进。
实例7-冲击敏感，并有一定的抗油浸性能。
实例8-冲击敏感，具有良好的抗油浸性能，但难以加工。
实例9-冲击敏感，具有良好的抗油浸性能。
实例10-冲击敏感，抗油浸性能差。
实例11-优秀的抗油浸性能，优秀的冲击性能，冲击可能使抗油浸性能变坏。
实例12-优秀的抗油浸性能，冲击敏感但难以加工。
实例13-在所示的三次试验中性能优秀，即使在-40℃也有柔性。各种型式都由共混物制成，三层也是优秀的。
实例14-良好的抗油浸性能，冲击敏感。
实例15-优秀的抗油浸性能，但冲击极其敏感。
实例16-难以正常运行，冲击非常敏感。
实例17-坚硬，优秀的抗油浸性能和冲击敏感性。
实例18-抗油性能差，涂层分解。
注：（1）KODAR PETG是KODAR Chemicals（柯达化工公司）的商标名称。SURLYN，ZYTEL，和RYNITE是DuPont（杜邦公司）的商标名称。
（2）冲击敏感的定义是在冲击时容易断裂。