BE846863A - Compositions explosives gelifiees et procede pour leur preparation. - Google Patents

Description

  Compositions explosives gélifiées

  
et procédé pour leur préparation La présente invention est du domaine des explosifs et concerne plus particulièrement un procédé pour solubiliser des nitroparaffines dans des solutions aqueuses d'oxydants à gélifier.

  
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ticulier le nitrométhane, seul ou en mélange avec d'autres nitroparaffines, sont couramment utilisés pour sensibiliser des compositions explosives hydratées gélifiées. Ces compositions sont cependant difficiles à stabiliser contre toute démixtion de leurs composants.

  
D'autre part, la solubilité du nitrométhane dans une phase aqueuse est de l'ordre de 10 à 15 % seulement. Pour accroître la sensibilité des compositions explosives de ce genre, afin de pouvoir les amorcer au détonateur, la concentration en nitrométhane doit par conséquent être augmentée, soit en solubilisant la fraction normalement insoluble de la nitroparaffine, soit en réalisant une suspension ou dispersion de cette fraction dans la composition gélifiée sous forme de très fines gouttelettes, la sensibilité d'un explosif de ce genre étant fonction du degré de division de la nitroparaffine. 

  
Dans les gels d'une viscosité suffisamment limitée pour qu'ils restent coulables et peuvent être transportés à la pompe, les fines gouttelettes de nitrométhane ont tendance à s'agglomérer en des particules plus grossières, qui finissent par précipiter, diminuant ainsi la sensibilité des compositions et

  
les rendant souvent indétonables, surtout dans les cas d'un passage obligatoire à travers une nappe d'eau,

  
qui extrait le nitrométhane séparé. Hais dans les gels non coulables, plus fortement visqueux, le nitrométhane a aussi tendance à se déposer au stockage.

  
Diverses propositions ont déjà été faites pour empêcher l'agglutination des gouttelettes de nitrométhane et la précipitation des particules agglomérées dans les compositions explosives gélifiées.

  
C'est ainsi que l'utilisation d'émulsionnants a été proposée pour stabiliser le nitrométhane, mais la présence de ceux-ci entraîne en règle générale une diminution de la résistance à l'humidité de telles compositions. La stabilité au stockage de ces émulsions-gels est fonction de la qualité du gel réalisé, de la qualité de l'émulsion et partant de l'émulsionnant, généralement une gomme végétale, de la dimension des particules de nitrométhane dispersées et de la technique de mélange mise en oeuvre.

  
Une autre proposition vise à l'emploi de la nitrocellulose en tant que gélifiant pour le nitrométhane. Les concentrations en nitrométhane considérées sont cependant insuffisantes pour produire des composi-tions explosives hautement sensibles, pouvant être amorcées au détonateur.

  
Quant au brevet des Etats-Unis d'Amérique

  
n[deg.] 3 419 444, il décrit un procédé en deux stades

  
pour la préparation de compositions explosives, qui consiste à provoquer d'abord la gélification de la nitroparaffine, avant de l'incorporer dans la solution aqueuse de l'oxydant. Outre que ce procédé est

  
plus lent et partant moins économique, il conduit à

  
une dispersion du nitrométhane gélifié dans la phase aqueuse sous forme de particules aux dimensions variables plutôt qu'à l'état de fines gouttelettes.

  
La demanderesse elle-même a déjà proposé une gélification simultanée de la nitroparaffine et de la phase aqueuse mélangées par l'utilisation d'un gélifiant pour le nitrométhane et d'un autre gélifiant pour la solution aqueuse d'oxydant.

  
Les brevets des Etats-Unis d'Amérique

  
n[deg.] 3 419 444, déjà cité, et 3 409 485 proposent, en

  
vue de l'augmentation des concentrations en nitrométhane, soit d'utiliser un dérivé soluble dans les solutions aqueuses d'oxydant, tel que le tris-(hydroxyméthyl)nitrométh&#65533;ne, soit d'ajouter un alcool susceptible d'accroître la solubilité de la nitroparaffine dans

  
les hydrogels. Ces façons de procéder ne permettent cependant pas non plus d'obtenir des compositions sensibles au détonateur et nécessitent l'utilisation de relais d'amorçage. Le deuxième de ces brevets ne considère d'ailleurs pas l'emploi des perchlorates

  
et la solubilisation du nitrométhane obtenue par

  
le moyen proposé est très partielle.

  
Pour finir, le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 765 967 décrit des compositions explosives gélifiées, qui contiennent comme oxydant un perchlorate de métal alcalin ou alcalino-terreux et comme combusible un composé organique liquide, à savoir l'éthylène glycol. Ce brevet ne considère cependant pas l'emploi des nitroparaffines et pour augmenter la sensibilité

  
des compositions explosives préparées, on y incorpore d'autres combustibles tels que de l'aluminium en poudre ou d'autres explosifs comme le T.N.T. (trinitro-2,4,6 toluène ou tolite), le PETN (tétranitrate de pentaérythrol ou penthrite) ou le RDX (hexogène ou cyclonite).

  
La demanderesse a trouvé à présent un nouveau procédé pour solubiliser des nitroparaffines dans des systèmes explosifs gélifiés dans des proportions suffisantes pour obtenir des compositions sensibles aux détonateurs usuels.

  
Pour rendre les nitroparaffines solubles, celles-ci sont complètement dissoutes dans la solution aqueuse d'un perchlorate de métal alcalin ou alcalinoterreux à l'aide d'un solubilisant, qui peut être le méthanol, l'éthanol, le propanol, un diol ou un triol. L'éthylène glycol et le diéthylène glycol se sont avérés être des solubilisants particulièrement efficaces pour les nitroparaffines.

  
Dans le cas de mélanges de nitrométhane, d'eau et de perchlorate avec une proportion de nitro-

  
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porée à raison d'environ 50 % de cette proportion; pour une proportion de nitrométhane de 20 % en poids, la proportion d'éthylène glycol sera d'environ 20 % de celle-ci.

  
Bien que le nitrométhane soit plus soluble dans une solution de perchlorate que dans l'eau ou une solution de nitrate d'ammonium, cette augmentation est cependant encore insuffisante pour atteindre le degré

  
de sensibilité souhaité. L'addition d'éthylène glycol permet de rendre le nitrométhane complètement soluble dans les solutions aqueuses de perchlorate, en particulier,du perchlorate de sodium, et les compositions gélifiées peuvent être préparées avec une telle solution sans nécessiter un gélifiant pour le nitrométhane ou

  
un émulsionnant pour assurer une dispersion satisfaisante et stable de celui-ci dans la solution de l'oxydant. Le procédé suivant l'invention donne la possibilité

  
de préparer des compositions explosives gélifiées avec un potentiel élevé et d'une grande sensibilité, même

  
aux basses températures; cette sensibilité peut encore être accrue par l'incorporation d'aluminium en fine
-poudre ou de bulles de gaz, de microsphères creuses en verre ou en matière plastique pour créer des vides dans le gel. 

  
Il est à noter que le perchlorate de sodium peut être utilisé seul comme oxydant ou comme ingrédient principal d'un mélange de sels oxydants, contenant jusqu'à 30 % de nitrate de sodium, de nitrate de calcium et (ou) de chlorate de sodium.

  
Les compositions explosives gélifiées suivant l'invention contiennent de préférence (pourcentages en poids) entre 40 et 90 % d'une solution aqueuse d'un sel oxydant, en particulier de perchlorate de so-

  
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de nitroparaffine, entre 1 et 30 % d'un solubilisant pour cette dernière, choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, les diols et triols, entre 0,1 et 3 % d'un gélifiant pour la solution aqueuse, par exemple d'une gomme végétale, et 0,02 à 0,3 % du poids du gélifiant d'un agent de réticulation. Pour accroître la sensibilité ou le potentiel d'une telle composition, on peut

  
y incorporer jusqu'à 20 % d'un combustible tel que l'aluminium en poudre. La sensibilité peut en outre être augmentée par l'incorporation d'éléments formant des vides dans le gel, par exemple des bulles de gaz ou

  
des microsphères creuses.

  
Pour régler ou ajuster le bilan d'oxygène des gels suivant l'invention, on peut y ajouter un combustible liquide ou solide usuel, de préférence un combustible liquide hydrosoluble.

  
Il est en outre possible d'accroître la sensibilité des compositions explosives gélifiées suivant l'invention par l'incorporation aux ingrédients à mélanger d'un composé susceptible de former des produits gazeux. 

  
Comme gélifiant pour la phase aqueuse,

  
on peut employer entre autres la carboxyméthylcellulose, la mêthyl-cellulose, les amidons hydrosolubles, l'amidon partiellement gélatinisé, les fécules de céréales, les gommes d'origine végétale, la gomme karaya, les polymères synthétiques, y compris les polyacrylamides et alcools polyvinyliques.

  
Les gommes végétales couramment utilisées comme gélifiants et plus particulièrement la gomme guar et surtout ses modifications chimiques donnent de bons résultats.

  
Le gélifiant peut être réticulé entre autres par l'addition d'un sel de métal polyvalent tel qu'un borate, chromate, bichromate, antimoniate, oxalate ou tartrate; le bichromate de potassium et

  
le pyroantimoniate de potassium sont des agents de réticulation très efficaces.

  
L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide des deux exemples non limitatifs de modes de réalisation; dans ces exemples, les parties et pourcentages sont en poids.

  
EXEMPLE 1

  
Une solution explosive est préparée en mélangeant 67 parties d'une solution aqueuse de perchlorate de sodium avec une concentration de 65 à

  
75 %, 12 parties d'éthylène glycol et 20 parties de nitrométhane. Ce mélange n'est sensible au détonateur que sous un confinement élevé. La sensibilité de cette solution est accrue en y incorporant 1 partie de microsphères creuses en verre. Après l'incorporation de 1 partie de gomme guar ( burtonite) comme gélifiant et de 0,03 partie de pyroantimoniate de potassium comme agent de réticulation, l'explosif obtenu peut être amorcé par un détonateur n[deg.] 6.

EXEMPLE 2

  
En mélangeant les ingrédients ci-après:

  

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 <EMI ID=5.1> 

  
1,34 g/cm3, qui peut être amorcé avec un détonateur n[deg.] 6 et avec un cordeau détonant "40 grains Il à -18[deg.]C. Dans une cartouche d'un diamètre de 5 cm, la vitesse de détonation de cette composition est de 5310 m/s.

  
Dans l'essai à la balle de fusil, par contre, cette composition ne détone pas sous l'impact d'un projectile tiré à la distance de 30 m. 

REVENDICATIONS

  
1.- Procédé de préparation d'une composition explosive gélifiée, caractérisé en ce que l'on incorpore

  
à une solution aqueuse d'un perchlorate de métal alcalin ou alcalino-terreux, constituant l'oxydant, une nitro-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
pour la nitroparaffine et un gélifiant pour la solution aqueuse d'oxydant.

Claims (1)

1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le solubilisant pour la nitroparaffine est choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol et les diols et triols.

   3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le solubilisant pour la nitroparaffine est un diol.

   4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le solubilisant pour la nitroparaffine, est l'éthylène glycol.

   5.- Procédé suivant l'une des revendications

   1 à 4, caractérisé en ce que la nitroparaffine est le nitrométhane.

   6.- Procédé suivant l'une des revendications

   1 à 5, caractérisé en ce que la solution de perchlorate est une solution de perchlorate de sodium.

   7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la solution de perchlorate de sodium contient jusqu'à 30 % en poids de nitrate de sodium, de nitrate de calcium et (ou) de chlorate de sodium. <EMI ID=7.1>

   tions 1 à 7, caractérisé en ce que le gélifiant est choisi parmi la carboxyméthyl-cellulose, la méthylcellulose, les amidons hydrosolubles, l'amidon partiellement gélatinisé, les fécules de céréales, les gommes d'origine végétale, la gomme karaya, les polymères synthétiques, y compris les polyacrylamides et les alcools polyvinyliques.

   9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le gélifiant est de la gomme guar, éventuellement modifiée par voie chimique.

   10.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ]* oxydant est sensibilisé par l'addition d'un combustible.

   11.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le combustible est de l'aluminium en particules micronisées.

   12.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on incorpore en outre à la composition un agent de réticulation.

   13.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est un sel de métal polyvalent.

   14.- Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est

   un borate, chromate, bichromate, antimoniate, tartrate ou oxalate. 15.- Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est

   le pyroantimoniate de potassium:

   16.- Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'agent de réticulation est du chromate ou du bichromate d'ammonium.

   17.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'on incorpore en outre à la composition un ingrédient capable d'y créer des vides.

   18.- Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que l'ingrédient capable de créer des vides est un gaz, du verre ou une résine en microsphères creuses, de la pâte de bois ou de la perlite.

   19.- Composition explosive gélifiée, caractérisée en ce qu'elle contient les proportions suivantes (pourcentages en poids) des ingrédients ci-après:

   40 à 90 % d'une solution aqueuse d'un sel oxydant, choisi parmi les perchlorates de métaux alcalins et alcalino-terreux, d'une concentration de 50 à 80 %;

   <EMI ID=8.1>

   choisi parmi le méthanol, l'éthanol, le propanol, les diols et triols;

   0 à 20 % d'aluminium en fines particules;

   0 à 5 % d'un produit capable de former des vides;

   0,1 à 3 % d'un gélifiant pour la solution aqueuse d'oxydant, et 0,02 à 0,3 % du gélifiant d'un agent de réticulation.

   20.- Composition explosive gélifiée suivant la revendication 19, préparée par le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 18.