BE458828A

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Publication number: BE458828A
Authority: BE
Priority date: 1942-11-06
Also published as: NL60657C; CH267117A; FR910809A; DE851919C

Description


  Procède de préparation de charges explosives compactes à combustion

  
et produits en résultant.

  
La présente invention se rapporte à un nouveau procédé

  
perfectionné de préparation de charges explosives compactes à

  
combustion, caractérisées par un haut rendement en gaz et susceptibles d'être produites sous des formes d'une épaisseur de matière considérable, pour engendrer une pression de gaz, ainsi qu'aux

  
charges explosives compactes à combustion, génératrices de gaz,

  
obtenues suivant ce procédé.

  
Des charges génératrices de gaz, compactes, constituées

  
par une matière explosive à combustion, sont souvent employées

  
 <EMI ID=1.1> 

  
de gaz et de dispositifs mus par réaction d'échappement de gaz,

  
par exemple de fusées.

  
Quoiqu'il soit connu d'employer des bouchons de poudre

  
noire, et quoiqu'on ait proposé, d'employer des bouchons de compositions préparées d'ingrédients similaires modifiés par la

  
présence de diluants inorganiques ou organiques, comme charges

  
pour engendrer une pression de gaz dans les buts susmentionnés,

  
on emploie à présent ordinairement des charges extrudées préparées de poudres sans fumée constituées essentiellement par des

  
compositions de nitrocellulose gélatinisée, à cause de leur rendement en gaz remarquablement supérieur et d'autres avantages.

  
Il est cependant difficile de préparer des charges à partir de

  
compositions de nitrocellulose gélatinisée possédant une épaisseur de matière quelque peu considérable si l'on se sert dans

  
leur préparation d'un solvant volatil, car le solvant ne s'évapore que très lentement de l'intérieur de la charge, et en pratique il est généralement nécessaire d'employer une composition contenant de la nitroglycérine comme agent gélatinisant pour préparer et extruder la composition sans employer un solvant volatil.

  
Il est cependant désirable de préparer des charges compactes génératrices de pression de gaz dans les buts susmentionnés sans avoir besoin d'employer des appareils de pressage et

  
aussi sans consommer les nitrates organiques requis pour la fabrication de la poudre sans fumée.

  
Jusqu'à présent on a proposé des compositions explosives

  
contenant du nitrate d'ammonium, des ingrédients oxydables, des

  
chromâtes et d'autres sels par exemple tels que des nitrates de 

  
métaux alcalins. La présente invention ne revendique pas la nouveauté de ces compositions comme telles. Cependant, il faut admet- <EMI ID=2.1> 

  
il était inconnu d'employer des compositions contenant du nitrate d'ammonium ainsi que des chromates ou des bichromates conjointement avec un inflammateur non-détonant producteur d'une flamme d'amorçage ou d'une étincelle, dans le but d'engendrer une pression de gaz par la décomposition thermique non-détonante du nitrate d'ammonium.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
dispositifs actionnés par pression de gaz constituée essentiellement ou dans une large mesure par du nitrate d'ammonium et contenant comme sensibilisateur de sa décomposition thermique un composé de chrome susceptible de former du sesquioxyde de chrome pa.r

  
 <EMI ID=4.1> 

  
position génératrice de gaz est capable d'une décomposition s'entretenant d'elle-même sans détonation lorsqu'elle est amorcée localement et à la pression ordinaire par un élément d'amorçage non détonant qui est insuffisant par lui-même pour provoquer une augmentation générale sensible de la température de la charge.

  
Suivant cette proposition antérieure il est désirable d'inclure dans la composition une matière oxydable par le nitrate d'ammonium, de manière à dégager des produits gazeux, cette matière étant présente en une proportion suffisante pour empêcher

  
la formation d'oxydes d'azote, et, dans le cas de charges destinées à l'actionnement de dispositifs mécaniques, suffisante pour fournir une forte proportion de gaz permanents dans les gaz formés. Les composés de chrome convenables comprennent, suivant les indications données, des chromates d'ammonium ou d'un métal alcalin, ou des polychromates, les chroma.tes et les bichromates d'ammonium et de potassium étant particulièrement efficaces.

  
Dans la proposition susmentionnée il est indiqué que les ingrédients peuvent être mélangés les uns aux autres par une opération de broyage et on y donne des exemples de compositions compactes préparées par le pressage de mélanges contenant du nitrate d'ammonium et du bichromate d'ammonium avec du gel minéral, du

  
bitume, ou du paraformaldéhyde comme matière oxydable.

  
Nonsbstant l'action sensibilisatrice que les composés constitués par du chromate exercent généralement sur la décomposition thermique du nitrate d'ammonium, il a été trouvé suivant la présente invention que des charges compactes de nitrate d'ammonium contenant une matière oxydable et sensibilisées par un composé constitué par du chromate, qui conviennent pour engendrer une pression de gaz, peuvent être préparées par une opération de coulée impliquant au moins une fusion partielle de la charge, à condition que la composition comprenne une quantité suffisante d'au moins un ingrédient avançant la. fusion du nitrate d'ammonium et solide à la température ordinaire, pour rendre la composition coulable à une température n'excédant pas 115[deg.]C, et préf&#65533;rablement non supérieure à 110[deg.]C.

   L'expression !!composé constitué par du chromate" employée dans la présente spécification désigne un composé de chrome capable de former du sesquioxyde de chrome par chauffage en présence de nitrate d'ammonium et de sensibiliser la décomposition thermique du nitrate d'ammonium. Il est préférable d'introduire dans la composition le composé constitué par du chromate seulement après la formation d'un mélange à une température qui soit au moins proche de la température de coulée ce mélange comprenant au moins le nitrate d'ammonium et les ingrédients avançant la fusion. La matière oxydable peut comprendre

  
ou non un ingrédient avançant la fusion du nitrate d'ammonium.

  
 <EMI ID=5.1> 

  
composé constitué par du chromate,' mais il faut éviter de maintenir les compositions contenant le composé constitué par du chromate à une température élevée, et couler la composition sans délai inutile, car autrement elle peut donner lieu à une réac-  tion exothermioue. 

  
Le composé constitué par du chromate peut être avantageusement un bichromate ou un polychromate d'un métal alcalin ou d'ammonium, et la proportion employée peut s'élever convenablement à partir d'environ 2 jusqu'à 20% du poids du nitrate d'ammonium employé.

  
Par ingrédients avançant la fusion du nitrate d'ammonium, solides à la température ordinaire, il faut comprendre des matières solides (autres que les composés constitués par du chromate) qui, lorsqu'elles sont chauffées avec du nitrate d'ammonium à d'es températures sensiblement inférieures au point de fusion de ce dernier, sont susceptibles de former des masses fondues liquides ou partiellement liquides dans lesquelles il n'existe qu'une seule

  
 <EMI ID=6.1> 

  
constituant de la phase liquide.

  
L'eau est un liquide qui avance ou favorise la fusion du nitrate d'ammonium, mais, à moins qu'il n'y'ait présence d'une quantité suffisante de sels hydratables ou d'agents équivalents pour fixer l'eau sous forme d'eau de cristallisation'lorsque la masse fondue est refroidie, la composition ne doit contenir qu'une quantité d'eau très restreinte.

   La quantité des ingrédients avançant la fusion, contenue dans la composition, y compris toute eau incapable d'être fixée comme eau de cristallisation, doit être suffisante pour rendre le liquide coulable à la température susmentionnée, car au-dessus de cette température la décomposition thermique du nitrate d'ammonium,par le composé constitué par du chromate peut se produire à une vitesse considérable, et il est bien entendu qu'il faut employer seulement des ingrédients avançant la fusion qui soient capables de subir un chauffage en présence du nitrate d'ammonium et aussi en présence du composé constitué par du chromate seul sans subir une décomposition sensible conduisant à la formation de produits gazeux, à une température n'excédant pas la température de coulée susmentionnée. Une couleur d'oline indique la décomposition du chromate.

  
En tenant compte des conditions susmentionnées on peut employer comme ingrédients avançant la fusion une grande variété de substances organiques ou inorganiques ayant les propriétés susmentionnées, d'un caractère oxydant ou oxydable ou non. Il est souvent désirable d'employer plusieurs ingrédients avançant la fusion et ceux-ci peuvent avoir, si l'on veut, des caractéristiques chimiques différentes. 

  
Il est souvent nécessaire que la quantité de matière oxydable présente dans la charge coulée soit suffisante non seulement pour empêcher la formation de toute quantité appréciable d'oxydes d'azote mais aussi pour dégager une forte proportion de gaz permanents, notamment de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène dans les produits de sa combustion. D'autre part,: la formation d'une fumée de carbone non oxydé est rarement désirable. L'emploi d'ingrédients avançant la fusion du nitrate d'ammonium d'un genre oxydable organique ou inorganique, conjointement avec des ingrédients avançant la fusion du nitrate d'ammonium d'un genre oxydant facilite la production de charges coulées possédant un bilant d'oxygène voulu à une basse température de coulée.

  
Un groupe convenable d'ingrédients avançant la fusion du nitrate d'ammonium comprend des composés salins et non salins, capables de former des mélanges eutectiques avec du nitrate d'ammonium qu'ils soient ou non d'un caractère oxydant, par exemple les nirates des métaux alcalins, les nitrates des métaux alcalinoterreux ou le nitrate de plomb, les chlorures des métaux alcalins, les chlorures des métaux alcalino-terreux, le sulfate de magnésium et le chlorure d'ammonium, ou d'autres sels non alcalins anhydres. De même, on peut employer différents composés organiques non sa-  lins. Un groupe convenable d'ingrédients avançant la fusion du  <EMI ID=7.1> 

  
par des amino-dérivés organiques faiblement basioues ou non-basiques, par exemple le dicyanodiamide, le nitrate de guanidine, la nitroguanidine, l'acétamide, la guanidine et des composés semblables.

  
Une catégorie particulièrement convenable d'ingrédients avançant la fusion est fournie aussi par les sels non-alcalins d'une grande solubilité renfermant de l'eau de cristallisation, qu'ils soient ou non d'un caractère oxydant, par exemple du nitrate de magnésium hexahydraté, des sels d'Epsom, du nitrate

  
de zinc hexahydraté, ou du nitrate de calcium tétrahydraté, du sel microcosmique et des ingrédients semblables. L'eau de cristallisation libérée par ces sels hydratés à des températures élevées exerce l'action de retardement désirable sur la décomposition thermique du bichromate d'ammonium dans la masse fondue. A titre alternatif, on peut employer, au lieu de sels hydratés contenant de l'eau de cristallisation, les sels anhydres ou des sels d'un degré d'hydratation inférieur ainsi que de l'eau en quantités s'élevant. jusqu'à celle susceptible d'être fixée sous forme d'eau de cristallisation lorsque la masse fondue est refroidie.

  
Comme ingrédients oxydables les polyhydroxy-composés organiques sont souvent oxydés trop facilement par les polychromates ou par les bichromates pour rendre service suivant la présente invention, mais on .peut incorporer dans la composition coulée, 'en qualité d'ingrédients oxydables, des combustibles solides en suspension tels que le noir de fumée, le graphite, des résines, ou analogues, la composition coulée pouvant contenir aussi des ingrédients oxydables fusibles, tels que des hydrocarbures nitrés, des hydrocarbures, des cires ou analogues, émulsifiés dans la masse fondue à l'aide d'agents émulsifiants tels oue la bentonite ou le kieselguhr.

  
L'invention est décrite d'une, manière plus détaillée dans les exemples ci-dessous, dans lesquels les parties signifient des parties en poids.

  
EXEMPLE 1.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
dues dans une chaudière pourvue d'un agitateur et ensuite un mélange préalablement préparé de 67.parties de nitrate d'ammonium en poudre et de 15 parties de dicyanodiamide est introduit dans

  
 <EMI ID=9.1> 

  
à cette température jusqu'à ce qu'autant que possible de la matière soit fondu. Ensuite 8 parties de bichromate d'ammonium finement cristallin sont délayées dans le mélange et le mélange résultant est coulé à 90 - 95 C dans des moules en bois ayant la

  
 <EMI ID=10.1> 

  
coulée résultante est ensuite enlevée des moules avant qu'elle

  
ne soit complètement refroidie.

  
EXEMPLE 2.

  
10 parties de nitrate de magnésium hexahydraté sont fondues dans une chaudière pourvue d'un appareil agitateur et un mélange préalablement préparé de 56 parties de nitrate d'ammonium finement cristallin, 6 parties de nitrate de potassium et 8 parties de dicyanodiamide y est ensuite introduit.et chauffé à 100[deg.]C. Puis on introduit 2 parties de bentonite et 11 parties de trini-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
trotoluène fondu soit bien émulsifié. Ensuite 6,5 parties de bichromate d'ammonium finement cristallin sont délayées dans le mélange qui est coulé à 95 - 100[deg.]C dans des moules en bois ayant la forme requise, desquels il est enlevé après solidification mais avant qu'il soit complètement refroidi. 

  
 <EMI ID=12.1>  

  
 <EMI ID=13.1> 

  
¯ Un mélange de 71 parties de nitrate d'ammonium finement cristallin, 10 parties de nitroguanidine et 7 parties d'acétamide est fondu en l'agitant dans une chaudière à 100[deg.]C, 8 parties de bichromate d'ammonium finement cristallin étant ensuite introduites dans le mélange, après quoi on y introduit 2 parties de bentonite et 2 parties de cire de carnauba, puis le mélange est remué jusqu'à ce que la cire de carnauba soit bien émulsifiée. Le mélange résultant est coulé dans des moules en bois ayant la forme requise, dont il est enlevé après solidification mais avant d'être tout à fait refroidi.

  
 <EMI ID=14.1> 

  
¯ Un mélange de 69 parties de nitrate d'ammonium finement cristallin, 10 parties de nitroguanidine, 2 parties de nitrate de

  
 <EMI ID=15.1> 

  
tant dans une chaudière à 100[deg.]C. 8 parties de bichromate d'ammonium finement cristallin sont ensuite introduites dans le mélange, après quoi on y introduit 2 parties de bentonite et 2 parties de

  
 <EMI ID=16.1> 

  
de carnauba soit bien émulsifiée. Le mélange résultant est coulé dans des moules en bois ayant la forme requise, dont il est enlevé après solidification mais avant d'être tout à fait refroidie.

  
EXEMPLE 5.

  
56 parties de nitrate d'ammonium finement.cristallin,
15,2 parties de nitrate de guanidine, 11,6 parties de nitroguanidine, 2 parties de nitrate de magnésium hexahydraté et 7,2 parties de dicyanodiamide sont fondues ensemble à une température de
105[deg.]C, après quoi 8 parties de bichromate d'ammonium finement cristallin sont introduites dans la masse fondue tout en agitant. La masse fondue est ensuite coulée dans des moules en carton ayant la forme requise dans lesquels on la laisse se solidifier et dont elle est enlevée avant complet refroidissement du moulage.

EXEMPLE^

  
 <EMI ID=17.1> 

  
15,2 parties de nitrate de guanidine, 11,6 parties de nitroguanidine et 7,2 parties de dicyanodiamide sont fondues ensemble à une température de 105[deg.]C, après quoi 8 parties de. bichromate d'ammonium finement cristallin sont introduites dans la masse fondue tout en agitant cette dernière. La masse fondue est ensuite coulée dans des moules en carton ayant la forme requise dans lesquels on la laisse se solidifier et dont elle est enlevée avant complet refroidissement du moulage. Les exemples 1 à 6 conduisent à des moulages de couleur orange.

  
EXEMPLE 7.

  
62 parties de nitrate d'ammonium finement cristallin, 10 parties de nitrate de sodium, 8 parties de' nitrate de guanidine et 7 parties de nitroguanidine sont chauffées et remuées ensemble à

  
 <EMI ID=18.1> 

  
dans le mélange que l'on coule à une température d'environ 100 à
102[deg.]C dans des moules ayant la forme requise dans lesquels on

  
le laisse se solidifier et dont on l'enlève avant qu'il ne soit complètement refroidi.

  
Parfois il est indiqué de couler les compositions dans

  
des gaines de celluloïd qu'on laisse sur la massé et qui sont brûlées lors de l'opération d'amorçage, au lieu de les couler

  
dans des moules dont elles sont enlevées. Suivant le procédé  faisant l'objet de la présente invention il est possible de fabriquer des charges de toute épaisseur de matière, de forme tubulaire ou pleine. 

  
 <EMI ID=19.1>  Les charges coulées décrites dans les exemples précédents sont capables de brûler après amorçage et donnent lieu à

  
un dégagement d'une très grande quantité de gaz. Lorsqu'elles . sont employées pour engendrer une pression il est souvent désirable d'employer une quantité relativement faible de poudre sans fumée préparée de nitrocellulose d'une faible épaisseur de matière, de préférence conjointement avec une faible Quantité de poudre

  
 <EMI ID=20.1> 

  
d'employer de la poudre sans fumée. Par exemple, un bouchon tubulaire coulé d'un diamètre extérieur de par exemple 5,08 cm et

  
 <EMI ID=21.1> 

  
peut être amorcé au moyen d'une fusée à poudre a amorçage électrique, contenant environ 15 à 20 gr. de poudre noire placée dans le tube.

  
 <EMI ID=22.1> 

  
1) Procédé de préparation de charges explosives compactes à combustion, propres à engendrer une pression de gaz, caractérisé en ce qu'on fait fondre au moins partiellement une charge au nitrate d'ammonium et en ce qu'on la coule à une température

  
 <EMI ID=23.1> 

  
rieure à 110[deg.]C, cette charge contenant du nitrate d'ammonium, une matière oxydable, un composé constitué par du chromate comme

  
 <EMI ID=24.1> 

  
pour rendre la charge coulable à une température n'excédant pas 
115[deg.]C et préférablement non supérieure à 110[deg.]C.

Claims

2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie une matière oxydable qui comprend elle-même l'ingrédient avançant la fusion du. nitrate d'ammonium et est capable d'en exercer l'action. <EMI ID=25.1>

qu'on emploie un ingrédient oxydable qui est un combustible solide tel que le noir de fumée, le graphite ou une résine.

4) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie un ingrédient oxydable qui est une matière fusible, par exemple un hydrocarbure nitré, un hydrocarbure ou. une cire, et en ce qu'on incorpore dans la charge un agent émulsifiant propre à émulsifier l'ingrédient fusible dans la masse fondue.

5) Procédé suivant l'une quelconoue des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à mélanger le nitrate d'ammonium avec les ingrédients avançant la. fusion, à porter le mélange une température de l'ordre de celle à laquelle il faut exécuter la coulée, dans le but de réaliser une fusion au moins partielle du dit mélange, à ajouter ensuite le composé constitué par du chromate à ce mélange et à couler enfin la charge en la versant sans qu'il s'écoule un délai suffisant à l'amorçage d'une réaction exothermique.

6) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce eue le composé utilisé constitué par un chromate est du chromate de potassium ou du bichromate d'ammoniuM.

<EMI ID=26.1>

du nitrate d'ammonium. <EMI ID=27.1>

8) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise une quantité de matière oxydable suffisante pour dégager une forte proportion de gaz permanents, notamment de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, dans les produits de combustion de la charge.

9) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise un ingrédient avançant la fusion constitué par un composé salin ou non salin capable de former un mélange eutectique avec du nitrate d'ammonium.

10) Procédé suivant la revendication 9, caractérisé

en ce qu'on utilise un ingrédient avançant la fusion constitué

par un sel anhydre non alcalin.

11) Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en

ce qu'on utilise un ingrédient avançant la fusion constitué par

un amino-dérivé organique faiblement basique ou non basique.

12) procédé suivant les revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise un ingrédient avançant la fusion, constitué par un sel non-alcalin de grande solubilité contenant de l'eau de cristallisation.

13) Procédé de fabrication de charges explosives à combustion, en substance comme ci-dessus décrit avec référence aux exemples cités.

14) A titre de produits industriels nouveaux, les charges combustibles génératrices de gaz préparées par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.

15) A titre de produits industrielsnouveaux, des charges génératrices de gaz suivant la revendication 14, caractérisées

en ce au'elles sont engainées dans un fourreau en celluloïd ou autre matière combustible.