BRPI0708248B1

BRPI0708248B1 - Composição de ignição e seu uso

Info

Publication number: BRPI0708248B1
Application number: BRPI0708248-7A
Authority: BR
Inventors: Bass Alain
Original assignee: Cheddite France
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2018-04-03
Also published as: PL1993978T3; AU2007217337B2; JP2009527453A; CN101384524B; CA2641938A1; CN101384524A; ES2353263T3; RU2417972C2; US20090151825A1; RU2008133760A; DE602007009943D1; CA2641938C; US8052813B2; FR2897864B1; WO2007096529A1; ATE485252T1; EP1993978A1; AU2007217337A1; EP1993978B1; MY148243A

Abstract

composição de ignição e seu uso. a invenção refere-se a uma composição de ignição e a suas aplicações, a composição compreendendo pelo menos (a) uma fração explosiva que inclui pelo menos um explosivo primário, (b) um sistema de óxido-redução e (c) um aglomerante, no qual a fração explosiva da composição representa 9 a 35% em peso da composição, os explosivos primários são pelo menos tetrazeno, e o tetrazeno representa pelo menos 95% em peso da fração explosiva.

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO DE IGNIÇÃO E SEU USO (73) Titular: CHEDDITE FRANCE. Endereço: 99 Route de Lyon, F - 26500 Bourg Les Valence, FRANÇA(FR) (72) Inventor: ALAIN BASS

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 03/04/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

1/10

COMPOSIÇÃO DE IGNIÇÃO E SEU USO [001] A presente invenção refere-se a uma composição de ignição destinada a incorporar uma cadeia pirotécnica para assegurar ignição, separação ou destruição. A composição de ignição é uma massa de material detonante que irá servir para transformar uma ação geralmente mecânica, por exemplo, percussão, em uma ação pirotécnica, provocando inflamação de uma carga em pó ou explosiva. A invenção será mais particularmente descrita na aplicação dos cartuchos de caça ou esporte, mas não limitada a essa utilização e pode convir a qualquer sistema de deformação por explosão, por exemplo, na indústria automobilística, ignição para uma almofada inflável de segurança (airbag) ou um prendedor de cinto de segurança.

[002] A composição de ignição tradicionalmente consiste em uma fração explosiva compreendendo um ou vários explosivos primários e um ou vários explosivos secundários, um sistema de oxido-redução e, possivelmente, um aglomerante e um agente de fricção. Entre os explosivos primários, o fulminato de mercúrio e nitrito de chumbo, por si só, já não são mais utilizados devido à corrosão muito importante que eles geram em armas e resíduos a base de mercúrio ou chumbo que ocorrem no meio ambiente. Utilizam-se geralmente misturas de explosivos primários, escolhidos entre as misturas trinitrorresorcinato de chumbo e tetrazeno. Assim, são comercializadas das composições que respondem a formulação seguinte:

- Uma fração explosiva que compreende a título de explosivo primário, cerca de 35% de trinitrorresorcinato de chumbo e 3 e 4 % de tetrazeno, em pesos, em relação ao peso total da composição,

- Um sistema de óxido-redução e

- Um aglomerante.

[003] Mais recentemente, têm sido desenvolvidas composições de ignição isentas de chumbo com uma fração explosiva constituída por

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2/10 misturas de diazodinitrofenol e tetrazeno, em uma proporção de tetrazeno que pode alcançar até 40% para cada uma, em pesos, em relação ao peso total da composição.

[004] A patente FR-A-2 730 991 descreve uma composição de ignição destinada a cartuchos de armas ligeiras, compreendendo 20-40% em peso de diazodinitrofenol e 5-20% em peso de tetrazeno e um sistema de óxido-redução compreendendo metais e óxido de estanho. EP-A1216215 descreve uma composição de ignição incluindo 5-40%, em peso, de um explosivo escolhido entre nitroésteres e nitraminas, 5-40%, em peso, de tetrazeno, um sistema de óxido-redução, um aglomerante e um agente de fricção. As composições preferencialmente descritas compreendem sempre uma fração explosiva com uma proporção de pelo menos 50%, em peso, da composição.

[005] Nesta busca de composições menos prejudiciais e menos poluentes, a requerente descobriu que tetrazeno ou hidrato de 1(5tetrazolil)-4-guanil tetrazeno, poderia ser usado em uma composição de ignição, como explosivo primário majoritário, até mesmo como único constituinte da fração explosiva. Esta descoberta apresenta diversos interesses. Em primeiro lugar, a fração explosiva assim obtida é livre de chumbo. Além disso, a fração surpreendente utiliza tetrazeno como explosivo primário majoritário ou como único explosivo primário permite baixar a proporção da fração explosiva na composição de ignição.

[006] Assim, a invenção refere-se a uma composição de ignição que compreende pelo menos (a) uma fração explosiva que compreende pelo menos um explosivo primário, (b) um sistema de óxido-redução e (c) um aglomerante, composição, na qual, a fração explosiva representa 9 a 35% em peso, da composição, e o explosivo primário pelo menos é o tetrazeno que representa pelo menos 95% em peso da referida fração explosiva. Preferivelmente, o tetrazeno representa pelo menos 99% em peso da fração explosiva.

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3/10 [007] Uma composição da invenção é obtida através de um processo simplificado que evita usar uma linha adicional de síntese de outro explosivo primário, a referida composição é eficaz, mesmo na ausência de qualquer outro explosivo primário ou até mesmo explosivo secundário.

[008] Além disso, o processo industrial de síntese de tetrazeno que passa pela reação de um sal de nitrito e de um sal neutro de guanidina, produto de águas-mãe que é tratado por um processo de destruição físicoquímico sem causar poluentes que contenham metais pesados. Mais especificamente, um processo industrial preferencial para obter o tetrazeno compreende reação, agitação de uma solução aquosa de sal de nitrito, por exemplo, nitrito de sódio e de uma solução aquosa de um sal neutro de guanidina, tal como, sulfato de guanidina, na ausência de um ácido mineral e na presença, possivelmente, de ácido acético e/ou um agente de cristalização. Para obter uma composição da invenção, outros ingredientes são misturados, em seguida a mistura é comprimida e depois seca.

[009] De acordo com uma modalidade preferencial para a obtenção de uma composição da invenção, que implementa um processo ao tetrazeno é se formar in situ. De acordo com este processo, uma mistura seca do sal de nitrito e um sal neutro de guanidina, ou seja, os reagentes para a preparação do tetrazeno, bem como os outros ingredientes constitutivos da composição. Coloca-se uma dosagem de quantidade adequada desta mistura seca na célula de ignição, comprime e, em seguida, umidifica a mistura, esta etapa provoca a formação do tetrazeno e, finalmente, seca-se a composição. Este método é adaptado para todos os reagentes de partida para a síntese do tetrazeno, a saber, nitrito de sódio e/ou sulfato de guanidina e todos os ingredientes constitutivos da composição da invenção. Este processo é muito vantajoso, à medida que combina segurança de manipulação e segurança ambiental.

[0010] A invenção tem igualmente por objetivo uma composição, como descrito acima, cuja fração explosiva não compreende outros

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4/10 explosivos primários além do tetrazeno e assim uma composição a fração explosiva é constituída de tetrazeno.

[0011] A fração explosiva da composição pode, quando for necessário, compreender pelo menos um explosivo secundário. Este pode ser escolhido entre os explosivos secundários bem conhecidos por um versado na técnica, e, a saber, entre os explosivos nitroaromáticos, tais como, tolita (ou 2,4,6-trinitrotolueno, 2,4,6-TNT), melinita (ou ácido pícrico) e trinitroanilina (ou picramida ou trinitroamina benzeno); explosivos de éster nítrico, tais como, pentrita (ou pentaeritritol tetranitrito, PETN) e ésteres de celulose nitrados e explosivos de nitraminas, tais como, hexogeno (ou ciclotrimetileno-trinitramina, RDX), tetrila (ou 2,4,6 trinitrofenilmetilnitramina), e Nitroguanidina octageno (ou ciclotetrametilenotetranitramina, HMX).

[0012] Uma composição da invenção possui vantajosamente as seguintes características consideradas independentemente ou em combinação.

[0013] Os oxidantes ou o sistema de óxido-redução (b) são escolhidos entre os oxidantes quimicamente estáveis, a saber, nitrato de bário, óxidos de zinco, sulfato de zinco, óxido de cobre, nitrato de cobre, óxidos de manganês, óxidos de ferro, clorato de potássio, clorato de sódio, óxido de cromo, carbonatos e suas misturas.

[0014] Os redutores ou o sistema de óxido-redução (b) são escolhidos a partir de redutores orgânicos, metais de sais metálicos, celulose e derivados de celulose eventualmente nitratos. A título de exemplo, os redutores do sistema de óxido-redução (b) são escolhidos a partir de alumínio, magnésio, zircônio e sulfureto de antimônio.

[0015] As listas de oxidantes e redutores dadas acima não são exaustivas e um versado na técnica poderá utilizar qualquer outro sistema de óxido-redução estável e compatível com a fração explosiva de acordo com a invenção, sem que a eficácia da composição seja afetada.

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5/10 [0016] A proporção do sistema de óxido-redução (b) varia preferencialmente entre 65 e 81% em peso, em relação ao peso da composição.

[0017] O aglomerante (c) é vantajosamente escolhido entre as gomas celulósicas, tal como, goma arábica, goma adragante e goma de acácia. Caso o aglomerante seja necessário, na verdade indispensável, a sua proporção na composição pode ser muito baixa, ele varia geralmente de 0,01 a 5% em peso.

[0018] A composição preferida de acordo com a invenção compreende:

a 25% de tetrazeno, a 60% de nitrato de bário, a 30% de sulfureto de antimônio, a 12% do alumínio em pó, um aglomerante.

[0019] Para aumentar a sensibilidade da fração explosiva, a composição pode compreender pelo menos um agente de fricção quimicamente inerte. O referido agente, por exemplo, é escolhido entre vidro em pó, diamante em pó carboneto em pó, cerâmica, nitretos, tal como nitreto de titânio. A proporção de agente de fricção não excede de preferência 15% em peso, em relação ao peso da composição.

[0020] Tal como acima indicado, uma composição da invenção pode ser utilizada em diferentes domínios, a saber, para a fabricação de cartuchos de tiro, caça, esporte, defesa, armas canos lisos e esfriados, em indústria automobilística para a fabricação de almofadas infláveis de segurança (airbags) ou prendedores de cinto de segurança ou para qualquer outro artigo utilizando energia pirotécnica, ou para técnicas de vedação no apoio a cartuchos explosivos. Ela também poderá encontrar aplicações nas técnicas médicas de injeção, por exemplo, para

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6/10 administração intradérmica ou sob cutânea de um medicamento, de uma vacina.

[0021] As características e os benefícios da invenção, a saber, desempenhadas pela composição da invenção são ilustrados nos exemplos comparativos seguintes.

[0022] Exemplo 1: Comparação das características balísticas entre uma composição da invenção e uma composição do estado da técnica.

As composições comparadas respondem as seguintes formulações:

Composição da Invenção:

20% de tetrazeno,

48% de nitrato de bário

8% de alumínio em pó

24% de sulfureto de antimônio

Aglomerante.

[0023] A proporção de aglomerante é reduzida em relação aos outros constituintes da composição exemplificada. As percentagens dos constituintes indicam que apresenta certa incerteza absoluta, a incorporação de aglomerante não altera significativamente a formulação desta composição.

[0024] A fração explosiva (a) na referida composição da invenção representa apenas 20% dessa composição. Essa composição constitui uma alternativa vantajosa da invenção em que a fração explosiva (a) não é constituída unicamente de tetrazeno.

[0025] Composição do estado da técnica:

30-35% dos trinitrorresorcinato de chumbo

2-5% tetrazeno

30-45% de nitrato de bário

10-20% sulfureto de antimônio.

Aglomerante.

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7/10 [0026] A observação relacionada à proporção de aglomerante mencionada acima se aplica a esta composição do estado da técnica.

[0027] A fração explosiva, de tal composição representa 32-40% da referida composição.

[0028] Ambas as composições foram postas inteiramente nas mesmas condições em três testes, um teste de sensibilidade à percussão, um teste balístico e de um teste balístico em larga escala.

1) Teste de sensibilidade à percussão.

[0029] Este teste permite medir a aptidão de uma composição para responder à percussão de uma arma e as normas de segurança.

[0030] Utiliza-se um aparelho normalizado para queda de esferas. Uma esfera de 56 g é liberada de uma altura H sobre um percutor, provocando assim uma explosão ou não da carga. A composição de ignição é colocada em uma célula que está protegida por um mata-borrão.

[0031] A partir deste teste, cálculos estatísticos respondendo às leis de Henry são determinados permitindo assim caracterizar uma composição e avaliar os limites da sua segurança e do não-funcionamento e a altura da queda, expressando a energia na qual a referida composição certamente funciona.

[0032] Os resultados em três lotes de uma composição da invenção são apresentados na Tabela 1 seguinte em que H é a altura média da queda, s representa o desvio padrão determinado sobre esta altura e o parâmetro H + 5s corresponde ao limiar da função na qual o funcionamento é de 100%.

[0033] A composição testada é descrita no início do exemplo, com uma variação na proporção de tetrazeno indicada na tabela e compensada pela proporção de nitrato de bário.

TABELA 1

Lote 20	Lote 21	Lote 22	Lote 20	Lote 21	Lote 22
20% de	18% de	23% de	20% de	18% de	23% de
tetrazeno	tetrazeno	tetrazeno	tetrazeno	tetrazeno	tetrazeno

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Peso da composição de ignição (mg)	61	61	58	68	70	72
Gramage do mataborrão	120	120	120	120	120	120
H (mm)	72	75	64	71	86	87
S	0,539	0,594	0,939	0,440	0,642	0,570
H+5s	126	135	158	122	150	145

[0034] Estes resultados são semelhantes aos obtidos com uma composição do estado da técnica como descrito acima e testada nas mesmas condições.

2) Teste de balística [0035] Durante estes testes, mediu-se a pressão do cano e a velocidade dos projéteis a uma distância predeterminada. Estes testes foram realizados de acordo com as normas CIP e SAAMI.

[0036] Depois dos constituintes do cartucho para crina e para o cone carregado com um pó disponível no mercado e uma carga de chumbo, iniciou-se uma composição da invenção ou uma composição do estado da técnica, colocando estes cartuchos em um aparelho de controle, denominado cano de disparo.

[0037] Os testes foram realizados em triplicata sobre a composição da invenção e para uma carga de chumbo de 36 g e outra de 32 g. Os valores medidos foram os seguintes:

P1 representa a pressão expressa em bar e medida no cano de disparo a 25 mm do cavalete do invólucro do cartucho: esta medida é efetuada para ajudar um sensor piezoelétrico.

S_Pi representa o desvio padrão determinado sobre esta pressão.

V1 representa a velocidade expressa em ms para conduzir um feixe de chumbo calculado em metro a partir da boca do cano: trata-se de uma média de duas velocidades, uma medida na boca do cano e a outra medida dois metros a partir da boca do cano

Svi representa o desvio padrão determinado sobre estas velocidades

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V2 representa a velocidade média, expressa em ms do feixe de chumbo calculado entre a barreira óptica situada a 2 metros da boca do cano e outra barreira óptica situada a 17 metros. Uma calculadora determina esta média.

Sv2 representa o desvio padrão determinado sobre esta velocidade.

Tc é o tempo da combustão, também chamado de barril de tempo, e representa o tempo expresso em microssegundos que decorre entre o choque sobre a ignição e a passagem do chumbo antes da célula localizada na boca do cano.

STc representa o desvio padrão determinado sobre este tempo.

[0038] As medições obtidas aparecem nas tabelas 2 e 3 abaixo. A tabela 2 corresponde aos testes realizados com uma carga de chumbo de 36 g, e a tabela 3 corresponde a testes realizados com uma carga de chumbo de 32g.

TABELA 2

	P1	Sp1	V1	Sv1	V2	Sv2	Tc	Stc
Estado da	664		386		336		3065
Técnica		33		5		4		89
Ensaio da	662		386,6		335		3178
Invenção 1		30		4		4,7		270
Ensaio da	661		386		335		3170
Invenção 2		25		4		4		70
Ensaio da	662		387		335		3129
Invenção 3		35		5		4		99

TABELA 3

	P1	Sp1	V1	Sv1	V2	Sv2	Tc	Stc
Estado da	592		402		345		3043
Técnica		32		4,8		3		93
Ensaio da	583		401		345		3078
Invenção 1		30		5,5		4		117
Ensaio da	585		400		344		3075
Invenção 2		29		5,5		4		100
Ensaio da	582		400		343		3091
Invenção 3		32		5,6		4,8		117

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10/10 [0039] A partir destes resultados que o desempenho balístico da composição da invenção é reprodutível e que pelo menos também é criado de uma composição do estado da técnica.

3) Teste de balística em larga escala [0040] Atiradores confirmaram ter testado sem saber cartuchos equipados das composições de ignição a avaliar, em stand de competição ou de caça.

[0041] Estes testes confirmaram que o desempenho das composições da invenção são pelo menos semelhantes às composições do estado da técnica.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de ignição, compreendendo pelo menos (a) uma fração explosiva que compreende pelo menos um explosivo primário, (b) um sistema de óxido-redução e (c) um aglomerante, caracterizada pelo fato de que a fração explosiva representa 9 a 35% em peso da composição, em que o explosivo primário é pelo menos tetrazeno, e em que o tetrazeno representa pelo menos 95% em peso da referida fração explosiva.

2/3

2, caracterizada pelo fato de que a fração explosiva compreende somente tetrazeno como explosivo primário.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tetrazeno representa pelo menos 99% em peso da referida fração explosiva.

3/3

3, caracterizada pelo fato de que a fração explosiva compreende pelo menos um explosivo secundário.

3. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

5 a 12% de alumínio em pó, um aglomerante.

5, caracterizada pelo fato de ser isenta de chumbo.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o explosivo secundário ou os explosivos da fração explosiva são escolhidos a partir de explosivos nitroaromáticos, tais como tolita, melinita e trinitroanilina; explosivos de éster nítrico, tais como pentrita e ésteres de nitrocelulose; e explosivos de nitraminas, tais como, hexogeno, tetrila, nitroguanidina e octogeno.

6, caracterizada pelo fato de que o agente oxidante ou os agentes do sistema de óxido-redução (b) são selecionados a partir do nitrato de bário, óxidos de zinco, sulfato de zinco, óxido de cobre, nitrato de cobre, óxidos de manganês, óxidos de ferro, clorato de potássio, clorato de sódio, óxido de cromo, carbonatos e suas misturas.

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6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o agente de redução ou os redutores do sistema de óxido-redução (b) são escolhidos a partir de redutores orgânicos, metais e sais metálicos, celulose e derivados de celulose, eventualmente nitrados.

9, caracterizada pelo fato de que a proporção do sistema de óxido-redução (b) varia entre 65 e 81% em peso em relação ao peso da composição.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o agente de redução ou os redutores do sistema de óxidoredução (b) são escolhidos a partir do alumínio, magnésio, zircônio e sulfureto de antimônio.

10, caracterizada pelo fato de que o aglomerante (c) é escolhido a partir de gomas de celulose, tais como, goma arábica, goma adragante e goma de acácia.

10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

11, caracterizada pelo fato de que a proporção de aglomerante (c) varia entre 0,01 e 5% em peso em relação ao peso da composição.

11. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

12, caracterizada pelo fato de que compreende:

12. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

13, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um agente de fricção quimicamente inerte.

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13. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

14. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a

15. Composição, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o agente é escolhido entre pó de vidro, pó de diamante, carboneto em pó, cerâmica, nitretos, tal como o nitreto de titânio.

15 a 25% do tetrazeno,

40 a 60% de nitrato de bário,

16. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que a proporção de agente de fricção é de 15% em peso em relação ao peso da composição, ou menos.

17. Uso de uma composição, conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de ser para a fabricação de cartuchos de munições, de caça, desporto e de defesa.

18. Uso de uma composição, conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de ser para a fabricação de almofadas infláveis de segurança e de prendedores de cinto de segurança.

18 a 30% de sulfureto de antimônio,

19. Uso de uma composição, conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de ser para as técnicas de selagem usando cartuchos explosivos.

20. Uso de uma composição, conforme qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de ser para técnicas médicas de injeção.

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