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MÉMOIRE D E S C R 1 PT 1 F
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION
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la Société dite: IKPERIAL CHKICAL INDUSTRIES LIMITED Perfectionnements à la préparation de gélatines explosives de mine. Demande de brevet anglais du 4 Juin 1945 en sa faveur et en faveur de MM. R. J.W. REYNOLDS et S. FORDHAN.
La présente invention se rapporte à la préparation de gélatines explosives de mine améliorées ou modifiées.
L'expression t'gélatines explosives de mine" signifie dans la présente description des explosifs de mine d'une consistance cohérente, contenant une proportion suffisante d'une gelée, comprenant de la nitrocellulose en solution dans un. ou plusieurs esters nitriques explosifs liquides, pour rendre l'explosif capable d'être mis en cartouche par extrudage. La plus puissante des compositions de gélatines explosives de mine, connue sous le nom de dynamite-gomme, est constituée par une gelée pratiquement non-diluée d'ester nitrique liouide nitrocellulose, et il existe aussi une série d'explosifs moins puissants contenant des matières de tissu végétal de structure plus ou moins poreuse et de caractère oxydable, ainsi que des sels oxydants, par exemple de la farine de bois et des nitrates minéraux, répartis dans .une gelée d'ester nitrique liquide nitrocellulose.
La présente invention s'applique spécialement aux gélatines explosives de mine de haute puissance qui ne contiennent que des quantités relativement faibles de matière de tissu végétal et une proportion relativement grande de gélée d'ester nitrique liquide-nitrocellulose.
On sait que le magasinage conduit à une tendance à la diminution de la sensibilité des gélatines explosives de mine à l'amorçage, comme l'indique par exemple un essai à distance, dans lequel on aligne deux cartouches, coaxialement, à une distance déterminée d'avance l'une de l'autre et on amorce l'une d'elles par un détonateur à l'extrémité qui n'est pas en regard de l'autre cartouche. Cette tendance de perdre au magasinage la sensibilité est provoquée, au moins partiellement, par le départ progressif des petites bulles d'air incluses, introduites dans la composition au cours des opérations de mélange pendant la préparation de la composition, et elle se produit plus rapidement pendant un magasinage à une température accrue.
La perte de sensibilité est ordinairement particulièrement .. prononcée dans le cas des gélatines explosives de mine'de haute puissance, qui contiennent ordinairement une forte proportion ,de. gelée, d'ester nitrique liquide-nitrocellulose et tout au plus
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seulement de faibles proportions de matières poreuses constituées par du tissu végétale qui contiennent elles-mêmes de l'air et conduisent ainsi à des inclusions d'air plus ou moins permanentes dans les compositions.
La présente invention a pour objet des gélatines explosives de mine, et plus spécialement celles de haute puis- sa.nce, du genre susmentionné, qui contiennent par exemple pas moins que 60% d'esters nitriaues licuides gélatinisés avec de la, nitrocellulose, et dont la tendance à perdre, au cours du magasinage, et notamment d'un magasinage dans la chaleur, la sensibilité à l'amorçage est réduite.
On a déjà proposé de former un gel à partir d'une solution de nitrocellulose, par exemple dans du nitrobenzène, par un procédé dans lequel on traite cette solution par un agent
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d'enchaînement croisé comprenant un diisocyanate org2nic"me; de la diméthylolurée ou un éther dialcoylique de cette dernière ; une méthylolmélamine ou un éther de cette dernière; une N-méthylol-
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ou une IV-alcoxyméthyl-polyamide; ou un dérivé Pd:N'-bis(alcoxyr¯o- thylé) d'une diamide d'un acide dicarboxylioue.
Or, la présente invention est basée sur la découverte que la présence d'une très faible quantité d'un agent produisant l'enchaînement croisé de la nitrocellulose, comprenant de la diméthylolurée ou un éther dialcoylique de cette dernière ; une méthylolmélamine ou un éther de cette dernière'; un diisocyanate
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organique; une N-ciéthyloi- ou une N-alcoxymé thyl-polyamide; un dérivé N:N'-di-méthylolique d'une diamide d'un acide dicarboxylique;
ou un dérivé N:N'-bis (alcoxyméthylé) d'une diamide d'un acide dicarboxylique, parmi les ingrédients de la gélatine
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explosive de mine pendant leur incorporation dans In composition conduit à une diminution marquée de la. perte de sensibilité pendant le magasinage, et notamment pendant un magasinage dans la chaleur, des explosifs ainsi composés.
Par conséquent, suivant la présente invention une gélatine explosive de mine contient un agent produisant l'enchaînement croisé de la nitrocellulose.
Des exemples d'agents produisant l'enchaîne ent croisé
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de la nitrocellulose comprennent l'éther hexaméthylique de 1']-1ex.;;n+thylolméla.mine; 1'éther dibutylique de la dil1lpthylolur-"e; le diisocyanate d'hexaméthylène et la di'p8thyloladipamide.
La quantité employée de l'agent produisant l'enchaî- nement croisé de la nitrocellulose peut être utilerent d'environ
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0,05 à 0,5%. Comme la. quantité d'agent d'ench.aînewnt croisé est faible et la température à laquelle les compositions explosives sont mélangées n'est jamais très élevée, la présence de l'agent d'enchaînement croisé n'épaissit pas sensiblement la consistance de l'explosif pendant l'opération de mélange et pendant les opérations de mise en cartouches et :autres, impli- quées dans la préparation des explosifs. La manière de laquelle on amène l'agent d'enchaînement croisé en contact avec les autres ingrédients de l'explosif tient, dans une forte mesure, du domaine de l'accomodation.
Par exemple, on peut le mélanger à l'ester nitrique explosif liquide avant de gélatiniser au moyen de ce dernier la nitrocellulose, on l'on peut le mélanger à la gelée.
Il est parfois avantageux d'étendre l'agent d'enchaînement croisé d'une faible quantité d'eau.
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Les exemples suivants, dans lesquels les parties sont en poids, illustrent l'invention sans la limiter.
EXEMPLE 1.
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<tb>
<tb>
Mélange, <SEP> à <SEP> 80:20, <SEP> nitré, <SEP> de
<tb> glycérine <SEP> et <SEP> d'éthylèneglycol <SEP> 91,1%
<tb> Nitrocellulose, <SEP> d'une <SEP> teneur <SEP> en
<tb> azote <SEP> de <SEP> 12,2%, <SEP> préparée <SEP> de <SEP> linters
<tb> par <SEP> le <SEP> procédé <SEP> mécanique <SEP> ...................... <SEP> 8,2%
<tb> Ether <SEP> dibutylique <SEP> de <SEP> la <SEP> diméthylolurée......... <SEP> 0,1%
<tb> Craie <SEP> ......................................... <SEP> 0,6%
<tb>
On mélange les ingrédients les uns aux autres . d'abord pendant quelques minutes à la main;puis on transfère la masse ainsi formée dans un malaxeur McRoberts, dans lequel on la mélange à une température d'environ 30 pendant environ 50 minutes.
L'explosif ainsi obtenu est mis en cartouches par extru- dage. Après un magasinage de trois mois à 350C l'explosif pro- page l'explosion encore toujours sur une distance de 7 pouces (l7,78 cm) dans un essai à distance comme décrit plus haut. Un explosif contenant 91,2% du mélange à 80:20, nitré, de glycérine et d'éthylèneglycol, 0,6% de craie et 8,2% de la même nitrocellu- lose, et mélangé d'une manière similaire, mis en cartouches et magasiné pendant le même temps, à la même température, propage l'explosion seulement sur une distance de 1 pouce (2,54 cm) dans l'essai à distance.
EXEMPLE 2.
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<tb>
<tb>
Nitroglycérine............................... <SEP> 91,2%
<tb> Nitrocellulose, <SEP> comme <SEP> employée <SEP> dans
<tb> l'exemple <SEP> 1................................... <SEP> 8,2%
<tb> Ether <SEP> hexaméthylique <SEP> de <SEP> l'hexaméthylolmélaine <SEP> 0,1%
<tb> Ether <SEP> béta-naphtyl-métylique <SEP> ................. <SEP> 0,5%
<tb>
On mélange les ingrédients et on met le mélange en cartouches comme dans l'exemple 1.
Après un magasinage d'une semaine à 60 C cet explosif propage l'explosion sur une distance de 1 pouce (2,54 cm) dans l'essai à distance susmentionné, tandis qu'un explosif préparé du même genre de nitrocellulose, mais sans l'éther hexaméthylique de l'hexaméthylolmélamine, dans lequel le pourcentage de nitroglycérine est correspondamment accrû, manque de propager l'explosion à une seconde cartouche se trouvant en contact avec la première, dans un essai de propagation à distance, malgré que la première cartouche fut con- venablement amorcée par un détonateur.
REVENDICATIONS
1) Gélatine explosive de mine caractérisée en ce qu'elle contient un agent produisant l'enchaînement croisé de la nitrocellulose.
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SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
OF INVENTION PATENT
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the Company known as: IKPERIAL CHKICAL INDUSTRIES LIMITED Improvements in the preparation of mine explosive gelatins. English patent application of June 4, 1945 in his favor and in favor of MM. R. J.W. REYNOLDS and S. FORDHAN.
The present invention relates to the preparation of improved or modified mine explosive gelatins.
The expression “mine explosive gelatins” means in the present description mine explosives of a coherent consistency, containing a sufficient proportion of a jelly, comprising nitrocellulose in solution in one or more liquid explosive nitric esters, to render the explosive capable of being put into cartridges by extrusion. The most potent of mine explosive gelatin compositions, known as dynamite-gum, consists of a substantially undiluted jelly of nitric ester liouide nitrocellulose , and there is also a series of less powerful explosives containing plant tissue materials of more or less porous structure and oxidizable character, as well as oxidizing salts, for example wood flour and mineral nitrates, distributed in. a nitrocellulose liquid nitric ester jelly.
The present invention is especially applicable to high power mine explosive gelatins which contain only relatively small amounts of plant tissue material and a relatively large proportion of liquid nitric ester-nitrocellulose gel.
It is known that storage leads to a tendency to decrease the sensitivity of mine explosive gelatins to initiation, as indicated for example by a remote test, in which two cartridges are aligned, coaxially, at a determined distance d 'advances one from the other and one of them is initiated by a detonator at the end which is not opposite the other cartridge. This tendency to lose sensitivity on storage is caused, at least partially, by the gradual departure of the small included air bubbles introduced into the composition during mixing operations during preparation of the composition, and it occurs more rapidly. during shopping at an increased temperature.
The loss of sensitivity is usually particularly pronounced in the case of high potency mine explosive gelatins, which usually contain a high proportion of. jelly, liquid nitric ester-nitrocellulose and at most
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only small proportions of porous materials consisting of plant tissue which themselves contain air and thus lead to more or less permanent air inclusions in the compositions.
The present invention relates to mine explosive gelatins, and more especially those of high power, of the aforementioned type, which contain for example not less than 60% of liquid nitric esters gelatinized with nitrocellulose, and of which the tendency to lose, during storage, and in particular when storage in heat, the sensitivity to ignition is reduced.
It has already been proposed to form a gel from a solution of nitrocellulose, for example in nitrobenzene, by a process in which this solution is treated with an agent.
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of cross-linking comprising an organic diisocyanate; dimethylolurea or a dialkyl ether thereof; a methylol melamine or an ether thereof; an N-methylol-
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or an IV-alkoxymethyl-polyamide; or a Pd: N'-bis (alkoxy-thylated) derivative of a diamide of a dicarboxylic acid.
Now, the present invention is based on the discovery that the presence of a very small amount of an agent producing the cross-linking of nitrocellulose, comprising dimethylolurea or a dialkyl ether of the latter; a methylolmelamine or an ether thereof; a diisocyanate
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organic; an N-ciethylol- or an N-alkoxy-thyl-polyamide; an N: N'-di-methylolic derivative of a diamide of a dicarboxylic acid;
or an N: N'-bis (alkoxymethyl) derivative of a diamide of a dicarboxylic acid, among the ingredients of gelatin
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mine explosive during their incorporation into the composition leads to a marked decrease in the. loss of sensitivity during storage, and in particular during storage in heat, of the explosives thus composed.
Therefore, according to the present invention an explosive mine gelatin contains an agent producing the cross-linking of nitrocellulose.
Examples of agents producing the cross chain
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nitrocellulose include 1 '] - 1 hexamethyl ether ;; n + thylolmela.mine; Dil1lpthylolide dibutyl ether, hexamethylene diisocyanate and di'p8thyloladipamide.
The amount of the nitrocellulose cross-linkage producing agent employed can be used from about
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0.05 to 0.5%. Like the. The amount of cross-linking agent is low and the temperature at which the explosive compositions are mixed is never very high, the presence of the cross-linking agent does not significantly thicken the consistency of the explosive during the mixing operation and during the filling operations and: others, involved in the preparation of the explosives. The manner in which the cross-linking agent is brought into contact with the other ingredients of the explosive is, to a large extent, a matter of accommodation.
For example, it can be mixed with the liquid explosive nitric ester before gelatinizing the nitrocellulose by means of the latter, it can be mixed with the jelly.
It is sometimes advantageous to extend the cross-linking agent with a small amount of water.
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The following examples, in which the parts are by weight, illustrate the invention without limiting it.
EXAMPLE 1.
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<tb>
<tb>
Mixture, <SEP> to <SEP> 80:20, <SEP> nitrated, <SEP> of
<tb> glycerin <SEP> and <SEP> ethylene glycol <SEP> 91.1%
<tb> Nitrocellulose, <SEP> with a <SEP> content <SEP> in
<tb> nitrogen <SEP> from <SEP> 12.2%, prepared <SEP> <SEP> from <SEP> linters
<tb> by <SEP> the <SEP> process <SEP> mechanical <SEP> ...................... <SEP> 8.2%
<tb> Dibutyl ether <SEP> <SEP> of <SEP> dimethylolurea <SEP> ......... <SEP> 0.1%
<tb> Chalk <SEP> ......................................... <SEP > 0.6%
<tb>
The ingredients are mixed together. first for a few minutes by hand; then the mass thus formed is transferred to a McRoberts mixer, in which it is mixed at a temperature of about 30 for about 50 minutes.
The explosive thus obtained is put into cartridges by extrusion. After a three month storage at 350C the explosive still propagates over a distance of 7 inches (17.78 cm) in a remote test as described above. An explosive containing 91.2% of the 80:20 mixture, nitrated, of glycerin and ethylene glycol, 0.6% of chalk and 8.2% of the same nitrocellulose, and mixed in a similar manner, put in cartridges and stored at the same time, at the same temperature, propagates the explosion only a distance of 1 inch (2.54 cm) in the remote test.
EXAMPLE 2.
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<tb>
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Nitroglycerin ............................... <SEP> 91.2%
<tb> Nitrocellulose, <SEP> like <SEP> used <SEP> in
<tb> the example <SEP> 1 ................................... <SEP> 8, 2%
<tb> hexamethyl ether <SEP> <SEP> from <SEP> hexamethylolmelaine <SEP> 0.1%
<tb> Ether <SEP> beta-naphthyl-methyl <SEP> ................. <SEP> 0.5%
<tb>
The ingredients are mixed and the mixture is put into cartridges as in Example 1.
After a week's storage at 60 C this explosive propagates the explosion a distance of 1 inch (2.54 cm) in the aforementioned remote test, while a prepared explosive of the same kind of nitrocellulose, but without hexamethylolmelamine hexamethyl ether, in which the percentage of nitroglycerin is correspondingly increased, fails to propagate the explosion to a second cartridge in contact with the first, in a remote propagation test, although the first cartridge was properly initiated by a detonator.
CLAIMS
1) Explosive mine gelatin characterized in that it contains an agent producing the cross-linking of nitrocellulose.