CA2784311A1 - Malleable solid explosive and method for obtaining it - Google Patents
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Classifications
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Abstract
La présente invention a pour objet un explosif solide malléable se présentant sous la forme d'un bloc solide constitué, pour au moins 98 % de sa masse, d'une charge explosive pulvérulente et d'un liquide choisi parmi les polymères polyols du groupe des polyisobutylènes polyols, polybutadiènes polyols, polyéthers polyols, polyesters polyols et polysiloxanes polyols, dont la masse moléculaire moyenne en nombre est comprise entre 500 et 10 000 et leurs mélanges. Elle a également pour objet un procédé d'obtention d'un tel explosif.The subject of the present invention is a malleable solid explosive in the form of a solid block consisting, for at least 98% of its mass, of a powdery explosive charge and of a liquid chosen from polyol polymers from the group of polyisobutylenes polyols, polybutadienes polyols, polyether polyols, polyester polyols and polysiloxane polyols, the number average molecular mass of which is between 500 and 10,000 and their mixtures. It also relates to a process for obtaining such an explosive.
Description
EXPLOSIF SOLIDE MALLEABLE ET SON OBTENTION
La présente invention a pour objet un nouvel explosif solide malléable, qui constitue une alternative, voire un perfectionnement, aux explosifs plastiques connus à ce jour (voir ci-après). Elle concerne également un procédé d'obtention dudit nouvel explosif solide malléable.
Le domaine technique de l'invention est celui des (blocs d') explosifs solides malléables (pâteux), communément appelés explosifs plastiques, amorcés par un détonateur, à usage militaire et civil. Ils sont généralement utilisés sous la forme de pains de quelques centaines de grammes. La malléabilité de ces pains d'explosifs permet d'adapter parfaitement leurs formes aux contours des objets ou structures à
détruire.
Le premier explosif plastique connu, sous le nom de "gelignite", a été inventé par Alfred Nobel en 1875. Il consistait en de la nitrocellulose dissoute dans de la nitroglycérine et mélangée avec de la pâte de bois et du salpêtre.
Il a aussi été décrit par le passé des explosifs plastiques composés d'une charge explosive et d'un liant de type cire ou huile minérale, ayant l'inconvénient de présenter des propriétés de malléabilité
dégradées à froid. La demande de brevet DE 20 27 209 a décrit, en 1971, un explosif malléable contenant, en vue d'améliorer sa plasticité à froid, de 8 à 15 % en masse d'huile de silicone à titre de liant (ledit explosif contient aussi avantageusement de l'oxystéarate de zinc comme additif).
Cependant, les qualités rhéologiques de ces explosifs restant insuffisantes, il est apparu indispensable de conditionner lesdits explosifs, notamment lorsqu'ils sont mis en oeuvre ou stockés en éléments de plusieurs centaines de grammes, dans des emballages, afin d'éviter leur déformation par gravité, Ainsi, la demande de brevet DE 30 46 562 MALLEABLE SOLID EXPLOSIVE AND ITS OBTAINING
The present invention relates to a new solid explosive malleable, which is an alternative, or even an improvement, to plastic explosives known to date (see below). It relates to also a method of obtaining said new malleable solid explosive.
The technical field of the invention is that of (blocks of) malleable solid explosives (pastes), commonly known as explosives detonator - primed plastics for military and civilian use. They are generally used in the form of breads of a few hundred grams. The malleability of these explosive loaves makes it possible to adapt perfectly their shapes to contours of objects or structures to destroy.
The first known plastic explosive, under the name of "gelignite", was invented by Alfred Nobel in 1875. It consisted of nitrocellulose dissolved in nitroglycerin and mixed with wood pulp and saltpetre.
It has also been described in the past plastic explosives composed of an explosive charge and a binder of wax or oil type mineral, having the disadvantage of having malleability properties cold degraded. Patent Application DE 20 27 209 describes, in 1971, a malleable explosive containing, in order to improve its cold plasticity, from 8 to 15% by weight of silicone oil as a binder (said explosive also advantageously contains zinc oxystearate as an additive).
However, the rheological qualities of these explosives remaining insufficient, it appeared essential to condition the said explosives, in particular when they are implemented or stored in elements of several hundreds of grams, in packages, in order to avoid their gravity deformation, Thus, the patent application DE 30 46 562
2 propose ce type d'explosifs incorporés dans des feuilles métalliques ou plastiques.
Aujourd'hui, les explosifs plastiques les plus communs contiennent une charge explosive (hexogène (RDX) et/ou pentrite, par exemple), un liant polymérique caoutchouc (le plus souvent de synthèse te! qu'une gomme de butadiène-styrène ou un polyisobutylène), un plastifiant (tel que le bis (2-éthylhexyl) adipate ou sébacate, le di-n-octyl phtalate, le tri-n-butyl citrate), et des additifs (tels que des colorants, anti-oxydants et marqueurs de détection). Le plastifiant (généralement présent à des taux massiques de 2 à 5 %) a pour rôle de conférer aux explosifs plastiques leur malléabilité et une meilleure tenue mécanique ne nécessitant pas leur conditionnement dans une structure (voir l'enseignement de l'art antérieur rappelé ci-dessus, relatif à des explosifs malléables sans plastifiant). Les explosifs plastiques les plus connus présentant ce type de formulation sont le plastique C-4 et le Semtex , familiers à l'homme du métier. Ces explosifs plastiques renferment donc, dans leur composition, en référence à leur caractère plastique, un liant polymérique caoutchouc (solide) associé à un plastifiant. Ces deux composants, inertes, ne participent pas à l'effet explosif recherché. Par ailleurs, le dosage maîtrisé du liant (polymère) et du plastifiant, généralement introduits à faible taux (quelques pourcents) au sein de la charge énergétique de l'explosif plastique, complexifie le procédé de fabrication de l'explosif plastique.
Dans un tel contexte, l'inventeur a cherché un nouveau type d'explosif "plastique plus précisément un nouvel explosif solide malléable, plus intéressant en termes de composition (sans plastifiant), de performance (avec charge énergétique "moins diluée") et de procédé de fabrication (plus simple).
Sans aucun lien avec le problème technique identifié ci-dessus, on a décrit, plus naftlcullerE ment dans j lem 3n(_iÉ ie brevet 2 offers these types of explosives embedded in metal foils or plastics.
Today, the most common plastic explosives contain an explosive charge (hexogen (RDX) and / or pentrite, by example), a polymeric rubber binder (most often synthetic you! butadiene-styrene gum or polyisobutylene), a plasticizer (such as bis (2-ethylhexyl) adipate or sebacate, di-n-octyl phthalate, tri-n-butyl citrate), and additives (such as dyes, anti-oxidizers and detection markers). The plasticizer (usually present at mass rates of 2 to 5%) has the role of conferring explosives plastics their malleability and better mechanical strength not requiring their packaging in a structure (see the teaching of the prior art recalled above, relating to explosives malleable without plasticizer). The best known plastic explosives with this type of formulation are C-4 plastic and Semtex, familiar to the skilled person. These plastic explosives contain, therefore, in their composition, with reference to their plastic character, a binder polymeric rubber (solid) combined with a plasticizer. These two components, inert, do not participate in the desired explosive effect. By elsewhere, the controlled dosage of the binder (polymer) and the plasticizer, generally introduced at low rates (a few percent) within the energy charge of the plastic explosive, complicates the process of manufacture of the plastic explosive.
In such a context, the inventor sought a new type of explosive "plastic more precisely a new explosive solid malleable, more interesting in terms of composition (without plasticizer), performance (with "less diluted" energy charge) and process manufacture (simpler).
Without any link with the technical problem identified above, It has been described, more clearly in the European Patent Code.
3 EP-A-1 333 015, la fabrication d'explosifs solides composites. La fabrication de ces explosifs (non malléables) comprend la coulée d'une composition explosive pâteuse dans des moules puis la réticulation de ladite composition pâteuse dans lesdits moules. Ladite composition pâteuse est obtenue par mélange de deux composants, préconstitués :
- un composant A pâteux, comprenant la charge explosive (et éventuellement d'autres ingrédients pulvérulents tels que de l'aluminium) et un polymère liquide réticulable, tel qu'un polybutadiène hydroxyté léché lique ; et - un composant B liquide, comprenant le réticulant dudit polymère liquide réticulable, (un plastifiant étant indifféremment réparti entre les composants A et B).
Ledit composant A pâteux (obtenu par simple mélange de ses constituants dans un malaxeur) n'existe pas sous la forme de blocs, n'est jamais moulé. Il n'est formulé qu'en vue de son mélange avec le réticulant et de sa réticulation ultérieure, conduisant à l'explosif solide composite.
Selon son premier objet, la présente invention concerne donc un explosif solide malléable original, qui constitue une alternative, voire un perfectionnement, aux explosifs plastiques connus à ce jour (voir ci-dessus). Ledit explosif est solide en ce qu'il ne coule pas par gravité (à la température ambiante et au-delà : en fait, jusqu'à la température où la charge explosive qu'il contient n'est plus stable). Ledit explosif est malléable en ce qu'il peut être modelé à la main (manuellement) à des températures de -40 C à +70 C. Ces "définitions" ne surprendront pas l'homme du métier ; ledit explosif solide malléable de l'invention présente des propriétés du type de celles des explosifs plastiques de l'art antérieur (niais sans plastifiant dans sa composition, voir ci-après).
L'explosif solide malléable de l'invention est caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un bloc (solide) constitué, pour au moins 98 88 de sïj II~ïj E. (~'llClt' (f1(-1rJ1e E-'xnln~;IVe pulvéf"Iule t`? et i l o Ii idF 3 EP-A-1 333 015, the manufacture of composite solid explosives. The manufacture of these explosives (non-malleable) includes the casting of a pasty explosive composition in molds then the crosslinking of said pasty composition in said molds. Said composition paste is obtained by mixing two components, preconstituted:
a pasty component A, comprising the explosive charge (and possibly other powdery ingredients such as aluminum) and a crosslinkable liquid polymer, such as liquefied hydroxybutadiene polybutadiene; and a liquid component B comprising the crosslinking agent of said polymer crosslinkable liquid, (a plasticizer being indifferently distributed between components A and B).
Said pasty component A (obtained by simple mixing of its constituents in a mixer) does not exist in the form of blocks, is never mold. It is only formulated for mixing with the crosslinking agent and its subsequent crosslinking, leading to the composite solid explosive.
According to its first object, the present invention thus relates to a original malleable solid explosive, which is an alternative or even a advanced plastic explosives known to date (see below).
above). Said explosive is solid in that it does not flow by gravity (at the ambient temperature and beyond: in fact, up to the temperature where the explosive charge it contains is no longer stable). Said explosive is malleable in that it can be modeled by hand (manually) at temperatures of -40 C to +70 C. These "definitions" will not surprise the skilled person; said malleable solid explosive of the present invention Properties of the type of plastic explosives of the prior art (but without plasticizer in its composition, see below).
The malleable solid explosive of the invention is characterized in that that it is in the form of a (solid) block constituted, for at least 98 88 of II ~ Ejj E. (~ 'llClt' (f1 (-1rJ1e E -'xnln ~; IVe pulvéf "Iule t`? And it o ii idF
4 choisi parmi les polymères polyols du groupe des polyisobutylènes polyols, polybutadiènes polyols, polyéthers polyols, polyesters polyols et polysiloxanes polyols, dont la masse moléculaire moyenne en nombre est comprise entre 500 et 10 000 et leurs mélanges. Ledit explosif solide malléable de l'invention combine, de façon originale, des caractéristiques de présentation (d'état) physique et de composition.
L'explosif solide malléable de l'invention se présente donc sous la forme d'un bloc, Le. sous la forme d'une masse compacte. Il s'agit en fait d'un bloc, obtenu par moulage ou par découpage d'une pâte (voir son procédé d'obtention décrit ci-après). L'explosif solide malléable de l'invention peut ainsi être obtenu par moulage d'un composant A pâteux selon la demande de brevet EP-A-1 333 015. L'invention présentement revendiquée offre un débouché original à ce composant A, propose une utilisation tout-â-fait originale à celui-ci (dans le cadre de l'invention, ledit composant n'est pas réticulé mais utilisé "en l'état", après une simple mise en forme). Notons toutefois que le champ de l'invention n'est aucunement limité auxdits composants A selon la demande de brevet EP-A-1 333 015.
On se propose maintenant de développer les caractéristiques de composition de l'explosif solide malléable de l'invention.
La charge explosive pulvérulente (dont la(les) granulométrie(s), non originale(s) per se, est(sont), de façon classique, généralement comprise(s) entre 2 et 500 pm) du bloc renferme un ou plusieurs explosifs (en mélange). Le(s)dit(s) explosif(s) présent(s) l'est (le sont) avantageusement à différentes granulométries (coupes granulométriques).
Il est ainsi possible d'avoir des taux de charge élevés. Avantageusement, la charge explosive pulvérulente du bloc représente au moins 85 /o en masse de la niasse totale du bloc.
Le liquide présent consiste également en un liquide (choisi parmi les polymères polyols précisés ci-dessus) ou un mélange de liquides ~i i (choisis purrni les Polymères polyols prr`~r is~ s c i r~E~ssus) Il ~~IJt ~trP oru non un solvant de la charge explosive pulvérulente. Dans l'hypothèse où
ledit liquide est un solvant de ladite charge, on comprend que ladite charge est présente à des concentrations au-delà de la concentration de saturation, dans la mesure où un bloc solide est en cause. 4 chosen from polyol polymers of the group of polyisobutylene polyols, polybutadienes polyols, polyether polyols, polyester polyols and polysiloxane polyols, the number-average molecular mass of which is between 500 and 10,000 and their mixtures. Said solid explosive malleable of the invention combines, in an original way, characteristics physical presentation and composition.
The malleable solid explosive of the invention is thus under the shape of a block, The. in the form of a compact mass. This is in made of a block, obtained by molding or by cutting a paste (see obtaining process described below). The malleable solid explosive of the invention can thus be obtained by molding a pasty component A
according to the patent application EP-A-1 333 015. The invention presently claimed offers an original outlet to this component A, proposes a use quite original to it (in the context of the invention, said component is not cross-linked but is used "as is" after a simple in shape). Note, however, that the scope of the invention is in no way limited to said components A according to the patent application EP-A-1 333 015.
It is now proposed to develop the characteristics of composition of the malleable solid explosive of the invention.
The powdery explosive charge (of which the granulometry (s), non-original (s) per se, is (are), conventionally, generally between 2 and 500 μm) of the block contains one or more explosives (in mixture). The explosive claim (s) present is (are) advantageously to different particle sizes (granulometric slices).
It is thus possible to have high charge rates. advantageously, the powdery explosive charge of the block represents at least 85% by mass of the total mass of the block.
The liquid present also consists of a liquid (chosen among the polyol polymers specified above) or a mixture of liquids ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~ trP oru not a solvent of the powdery explosive charge. Assuming said liquid is a solvent of said charge, it is understood that said charge is present at concentrations above the concentration of saturation, as long as a solid block is involved.
5 Le bloc d'explosif solide malléable est essentiellement (pour au moins 98 % de sa masse) constitué de ladite charge et dudit liquide. En sus de ladite charge et dudit liquide, il n'est susceptible de renfermer que des additifs (voir ci-après). Il peut tout-à-fait être uniquement (à 100 0.10) constitué de ladite charge et dudit liquide. Aucun plastifiant n'est présent dans sa composition.
L'homme du métier a d'ores et déjà saisi le nouveau type d'explosif solide malléable proposé par l'invention, à base d'un liquide et d'un solide (charge explosive) pulvérulent. Il conçoit que les liquide(s) et solide(s) associés le sont opportunément pour l'obtention du but recherché un bloc solide malléable (voir les "définitions" données ci-dessus aux deux qualificatifs : "solide" et "malléable"). Il conçoit que les principaux paramètres en cause, pour l'obtention d'un bloc présentant des propriétés rhéologiques adéquates (une consistance adéquate), sont - la granulométrie de la charge solide ; on a vu ci-dessus qu'il est opportun d'utiliser en mélange plusieurs coupes granulométriques ;
- la viscosité du liquide ou mélange de liquides ;
- le rapport massique solide(s)/liquide(s) (S/L).
Notons par ailleurs que des interactions chimiques sont tout-à-fait susceptibles de se développer entre lesdits solide(s) et liquide(s) (voir ,s ci-après), qu'en tout état de cause le(s)dit(s) liquide(s) assure(nt) la fonction de liant de la charge pulvérulente, En référence aux trois paramètres ci-dessus, on peut, de façon nullement iimitativve, préciser ce qui suit. En vue de l'obtention d'un solide, le rapport massique (S/L) est a ,c?/-ion élevé. On a vu ci-dessus que la hoir ge expi ~sivt p ilvérUluni f rie bloc repre nte a nt 'i i `ment The malleable solid explosive block is essentially 98% of its mass) consisting of said charge and said liquid. In above said charge and said liquid, it is likely to contain only additives (see below). It can be entirely only (at 100 0.10) consisting of said charge and said liquid. No plasticizer is present in its composition.
The skilled person has already seized the new type of malleable solid explosive proposed by the invention, based on a liquid and a solid (explosive charge) powder. He conceives that the liquid (s) and solid associate (s) are appropriate for the purpose wanted a malleable solid block (see the "definitions" given below).
on both qualifiers: "solid" and "malleable"). He understands that the main parameters involved, to obtain a block presenting adequate rheological properties (adequate consistency), are - the particle size of the solid charge; we saw above that it is it is advisable to use several granulometric slices in a mixture;
the viscosity of the liquid or mixture of liquids;
- Solid mass ratio (s) / liquid (s) (S / L).
Note also that chemical interactions are all-to-be likely to develop between said solid (s) and liquid (s) (see , s below), that in any event the (s) said (s) liquid (s) ensure (s) the binder function of the powdery charge, With reference to the three parameters above, one can, so by no means iimitativve, specify the following. In order to obtain a solid, the mass ratio (S / L) is a, c? / - ion high. We saw above that the at the end of the year
6 moins 85 % en masse de la masse totale du bloc. Par ailleurs, on associe avantageusement un liquide de viscosité dynamique comprise entre 0,1 et 1 Pa.s dans la gamme de température : - 40 C et + 70 C et une charge explosive de granulométrie comprise entre 1 et 150 lim. Très avantageusement, on choisit une charge explosive solide présentant plusieurs coupes granulométriques entre 1 et 150 hm.
En tout état de cause, dans d'autres domaines techniques (agroalïmentaire et pharmaceutique, notamment), on maîtrise parfaitement l'association d'une charge pulvérulente et d'un liquide pour obtenir un solide malléable. L'enseignement dans ces domaines, relatif aux paramètres ci-dessus et au procédé décrit ci-après, est tout-à-fait transposable au domaine de l'invention.
La charge explosive des blocs explosifs solides de l'invention n'est pas perse originale. Elle peut notamment consister en de l'octogène (HMX), de l'hexogène (RDX), du tétranitrate de pentaérythrite (pentrite ou PETN), de l'hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL20), du triaminotrinitrobenzène (TATB), de la 5-nitro-2,2,4-triazole-3-one (ONTA), de l'hexanitrostilbène (HNS), du 1,1-diamino-2,2-dinitroéthène (DARNE ou Fox-7) ou en un de leurs mélanges. Elle est avantageusement choisie parmi l'octogène, l'hexogène, la penthrite et le CL20. L'hexogène est la charge explosive (énergétique) préférée des blocs de l'invention.
Le liquide est donc choisi parmi les polymères polyols ci-après :
polyisobutylènes polyols, polybutadiènes polyols, polyéthers polyols, polyesters polyols et polysiloxanes polyols, dont la masse moléculaire moyenne en nombre est comprise entre 500 et 10 000, et leurs mélanges.
Ledit liquide est avantageusement choisi parmi lesdits polybutadiènes polyols et leurs mélanges. Ledit liquide consiste très avantageusement en un polybutadiène hydroxytéléchélique de ce type. En fait, conviennent parfaitement, à titre de liquide pour les explosifs solides malléables de invention, les polybutadi~nes hvci roxvtéléchéliques habituellement utilisés 6 less 85% by mass of the total mass of the block. Moreover, we associate advantageously a liquid with a dynamic viscosity of between 0.1 and 1 Pa.s in the temperature range: - 40 C and + 70 C and a load explosive particle size between 1 and 150 lim. Very advantageously, a solid explosive charge having a several grain size cuts between 1 and 150 hm.
In any case, in other technical fields (agroalimentary and pharmaceutical, in particular) perfectly the combination of a powdery charge and a liquid for get a malleable solid. Education in these areas, relating to above parameters and to the process described below, is quite transposable to the field of the invention.
The explosive charge of the solid explosive blocks of the invention is not original Persian. It may especially consist of octogen (HMX), hexogen (RDX), pentaerythritol tetranitrate (pentrite or PETN), hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL20), triaminotrinitrobenzene (TATB), 5-nitro-2,2,4-triazol-3-one (ONTA), hexanitrostilbene (HNS), 1,1-diamino-2,2-dinitroethene (DARNE or Fox-7) or one of their mixtures. It is advantageously chosen among octogen, hexogen, penthrite and CL20. Hexogen is the preferred explosive charge (energy) of the blocks of the invention.
The liquid is therefore chosen from the following polymer polyols:
polyisobutylene polyols, polybutadienes polyols, polyether polyols, polyesters polyols and polysiloxanes polyols, the molecular mass of which number average is between 500 and 10,000, and mixtures thereof.
Said liquid is advantageously chosen from said polybutadienes polyols and mixtures thereof. Said liquid is very advantageously a hydroxytelechelic polybutadiene of this type. In fact, agree perfectly, as a liquid for the malleable solid explosives of invention, the polyvinyl alcoholic polybutadienes commonly used
7 à l'état réticulé comme liant des propergols solides pour l'auto-propulsion.
L'homme du métier connaît ce type de polymère (voir notamment l'enseignement de la demande EP-A-1 333 015).
On a vu ci-dessus que ladite charge et ledit liquide constituent de 98 % à 100 % (en masse) de l'explosif solide malléable de l`invention, des blocs d'explosif solide malléable de l'invention. Lesdits blocs d'explosif sont en fait susceptibles de renfermer des additifs, notamment des agents anti-oxydants, des agents anti-durcissement au vieillissement, des marqueurs chimiques de détection, pour au plus 2% de leur masse totale..
Des additifs, susceptibles d'être renfermés dans lesdits blocs d'explosif sont notamment - au moins un agent anti-oxydant (du liquide type polymère polyol), tels que, par exemple, le di-tertiobutyl paracrésol méthane, le 2,2-méthylène bis (4-méthyl-6-tertio butyl) phénol et leurs mélanges ;
- au moins un agent asti-durcissement en vieillissement, notamment à
chaud, tels que, par exemple, une huile de silicone, le tétraéthylènepentamineacrylonitrile (TEPAN), la lécithine de soja et leurs mélanges ;
- au moins un marqueur chimique de détection tels que, par exemple, le EGDN (DiNitrate d'EthylèneGlycol), le DMDNB (2,3-DiMéthyl-2,3-DiNitroEutane), le p-MNT (para-MonoNitroToluène) ou o-MNT (ortho-MonoNitroToluène). La présence d'un marqueur chimique est en fait obligatoire pour être en conformité avec la convention de Montréal du 1 er mars 1.991 portant sur le "marquage des explosifs plastiques et en feuilles aux fins de leur détection".
Selon une variante avantageuse, le bloc d'explosif solide malléable de l'invention renferme, en pourcentages en masse - de 0 11,9 à 2 89 d'au moins un additif, et - pour au Moins 98 õ (de sa masse) 7 in the crosslinked state as binder solid propellants for self-propulsion.
The skilled person knows this type of polymer (see in particular teaching of the application EP-A-1 333 015).
It has been seen above that said charge and said liquid constitute from 98% to 100% (by weight) of the malleable solid explosive of the invention, blocks of malleable solid explosive of the invention. Said explosive blocks are in fact likely to contain additives, especially agents anti-oxidants, anti-aging agents, chemical detection markers, for not more than 2% of their total mass ..
Additives, likely to be contained in said blocks explosives are at least one antioxidant (of the polymer polyol type liquid), such as that, for example, di-tert-butyl paracresol methane, 2,2-methylene bis (4-methyl-6-tert-butyl) phenol and mixtures thereof;
at least one aging-hardening agent, in particular with such as, for example, a silicone oil, the tetraethylenepentamineacrylonitrile (TEPAN), soy lecithin and their mixtures;
at least one chemical detection marker such as, for example, the EGDN (EthyleneGlycol DiNitrate), DMDNB (2,3-DiMethyl-2,3-DiNitroEutane), p-MNT (para-MonoNitroToluene) or o-MNT (ortho Mononitrotoluene). The presence of a chemical marker is actually required to comply with the Montreal Convention of 1 March 1991 on the "marking of plastic explosives and leaves for the purpose of their detection ".
According to an advantageous variant, the solid explosive block malleable of the invention contains, in percentages by mass from 0 11.9 to 2 89 of at least one additive, and - for at least 98 õ (of its mass)
8 + de 85 % à 95 %, très avantageusement de 87 01o à 90 %, d'une charge explosive pulvérulente (une unique charge ou un mélange de charges de nature ou(et) de granulométrie différente(s)), et - de 3 % à 13 %, très avantageusement de 8 à 12 010, d'un liquide polymère polyol du type précisé ci-dessus (un unique liquide ou un mélange d'au moins deux liquides).
Les blocs de l'invention ont généralement une masse comprise entre 100 g et 5 kg. On peut considérer lesdits blocs d'explosif solide malléable comme des pains (au sens des pains d'explosifs plastiques de l'art antérieur).
Les blocs de l'invention présentent des qualités rhéologiques et des performances supérieures à celles des blocs d'explosifs malléables incorporant un plastifiant. Ils peuvent être stockés et mis en oeuvre en pains de forte masse (par exemple de plusieurs kilogrammes) sans précaution aucune en référence à leur tenue mécanique, contrairement aux explosifs malléables de l'art antérieur sans plastifiant.
Sans être lié par une quelconque théorie, on peut penser que la charge explosive et le liquide polymère polyol formant l'explosif malléable de l'invention interagissent pour conférer audit explosif des propriétés rhéologiques particulièrement intéressantes. La présence de fonctions hydroxy (OH) dans la formule chimique des polymères polyols (fonctions hydroxy non présentes dans les formules chimiques des liants polymériques de l'art antérieur) est très certainement à l'origine de cette interaction particulière.
Selon son deuxième objet, la présente invention concerne un procédé d'obtention d'un explosif solide malléable tel que décrit ci-dessus (premier objet de ladite invention). Ledit procédé comprend :
- l'obtention d'une pâte par malaxage d'un mélange constitué, pour au moins 98% de sa masse, d'une charge explosive pulvérulente et d'l n liquide (tel que l,'ré(Ise c i-dessus),.
WO 2011/083248 from 85% to 95%, very advantageously from 87% to 90%, a powdery explosive charge (a single charge or a mixture of different types of fillers or (and) different size (s)), and - from 3% to 13%, very advantageously from 8 to 12 010, of a polyol polymer liquid of the type specified above (a single liquid or a mixture of two or more liquids).
The blocks of the invention generally have a mass included between 100 g and 5 kg. These blocks of solid explosive can be considered malleable like breads (in the sense of the plastic explosive loaves of the prior art).
The blocks of the invention have rheological and better performance than malleable explosive blocks incorporating a plasticizer. They can be stored and implemented in breads of high mass (for example several kilograms) without no precaution with reference to their mechanical strength, unlike malleable explosives of the prior art without plasticizer.
Without being bound by any theory, we can think that the explosive charge and the polymer polyol liquid forming the malleable explosive of the invention interact to confer on the explosive properties rheological particularly interesting. The presence of functions hydroxy (OH) in the chemical formula of polyol polymers (functions hydroxy not present in the chemical formulas of binders polymers of the prior art) is certainly at the origin of this particular interaction.
According to its second object, the present invention relates to a process for obtaining a malleable solid explosive as described above (first object of said invention). Said method comprises:
- Obtaining a paste by mixing a mixture, for at least 98% of its mass, an explosive charge powder and liquid (such as the above).
WO 2011/08324
9 PCT/FR2010/052827 - le moulage de ladite pâte dans un(des) moule(s) et le démoulage de ladite pâte moulée pour l'obtention d'un(de) bloc(s) dudit explosif solide malléable ou le découpage de ladite pâte pour obtenir des blocs dudit explosif solide malléable.
On comprend qu'il s'agit d'un procédé par analogie préconisé pour la première fois dans un contexte de mélanges : charge explosive pulvérulente + liquide polymère polyol tel que précisé ci-dessus.
Le malaxage charge explosive pulvérulente + liquide polymère polyol, pour l'obtention de la pâte, peut être mise en oeuvre à température ambiante ou à chaud. La température de malaxage est évidemment compatible avec les normes de sécurité, au vu de la nature exacte de la charge explosive. Dans cet esprit, elle est généralement inférieure à 80 C.
Le procédé d'obtention de l'explosif original de l'invention peut être mis en oeuvre en continu ou en discontinu.
On précise ci-après, à titre purement illustratif, trois variantes de mise en oeuvre dudit procédé. Selon une première variante : on mélange à
chaud (typiquement 60 C) les constituants des blocs de l'invention dans un malaxeur ; le mélange obtenu (dont la masse peut par exemple varier de 100 kg à 5 tonnes) est ensuite déchargé du malaxeur pour être introduit dans un entonnoir terminé par une vis sans fin ; ledit mélange est entrainé par la vis sans fin pour être disposé dans des moules (dont le volume peut être variable, typiquement compris entre 100 et 700 cm3 selon les applications visées, généralement de 350 cm)i; ledit mélange contenu dans chaque moule est ensuite démoulé pour l'obtention d'un bloc d'explosif malléable. Selon une seconde variante, le mélange est obtenu par malaxage en continu à chaud puis directement extrudé dans des moules (dont le volume peut être variable, typiquement compris entre 100 et 700 cm ~ selon les applications visées, généralement de 350 cm'}.
Selon une troisième variante, le mélange est obtenu par malaxage en continu à chaud puis directement extrudé, le jonc extrudé étant haché de façon à obtenir directement des blocs de masse déterminée.
La masse volumique du bloc d'explosif obtenu peut varier en fonction de la quantité d'air piégée dans la charge explosive pendant le 5 procédé d'obtention. Ladite masse volumique est avantageusement comprise entre 1300 et 1700 kg/m3.
L'invention, sous ses aspects de produit et de procédé, est maintenant illustrée, de façon nullement limitative, par l'exemple ci-après de réalisation d'un explosif solide malléable selon l'invention (à partir de 9 PCT / FR2010 / 052827 molding said paste in one or more molds and demolding said molded dough to obtain a (de) block (s) of said malleable solid explosive or cutting of said paste for obtaining blocks of said malleable solid explosive.
It is understood that this is a method by analogy recommended for the first time in a context of mixtures: explosive charge powder + polymer polyol liquid as specified above.
Mixing explosive charge powder + polymer liquid polyol, for obtaining the dough, can be carried out at room temperature ambient or hot. The mixing temperature is obviously compatible with safety standards, in view of the exact nature of the explosive charge. In this spirit, it is generally below 80 C.
The process for obtaining the original explosive of the invention may be implemented continuously or discontinuously.
For the purposes of illustration, three variants of implementing said method. According to a first variant:
hot (typically 60 C) the constituents of the blocks of the invention in a mixer; the mixture obtained (whose mass may for example vary from 100 kg to 5 tons) is then discharged from the mixer to be introduced into a funnel terminated by an endless screw; said mixture is driven by the worm to be placed in molds (the volume can be variable, typically between 100 and 700 cm3 depending on the intended applications, generally 350 cm) i; said mixture contained in each mold is then removed from the mold to obtain a malleable explosive block. According to a second variant, the mixture is obtained by continuous hot mixing then directly extruded into molds (whose volume can be variable, typically between 100 and 700 cm ~ depending on the intended applications, generally 350 cm '}.
According to a third variant, the mixture is obtained by mixing with continuous hot and then extruded directly, the extruded rod being chopped way to directly obtain blocks of determined mass.
The density of the explosive block obtained can vary in depending on the amount of air trapped in the explosive charge during the 5 process for obtaining. Said density is advantageously between 1300 and 1700 kg / m3.
The invention, in its product and process aspects, is now illustrated, in no way limiting, by the example below embodiment of a malleable solid explosive according to the invention (from
10 ses ingrédients constitutifs).
Le tableau 1 ci-après présente la composition dudit explosif solide malléable selon l'invention.
Le liquide est un polybutadiène hydroxytéléchélique (PBHT). Il s'agit du PBHT R45HTLO commercialisé par la société Sartomer (Mn = 3000). Il intervient à environ 10 % en masse.
La charge explosive pulvérulente (qui intervient à 88 % en masse) est constituée de RDX. Elle est plus précisément constituée de deux charges de RDX de granulométrie différente, référencées charge 1 et charge 2 dans le tableau 1. La granulométrie de ces deux charges 1 et 2 est donnée par trois valeurs relevées sur la courbe de cumul des pourcentages volumiques de particules en fonction du diamètre (sphérique équivalent) des particules, cumul selon les diamètres croissants Dft : diamètre pour lequel le pourcentage volumique cumulé
est égale à 10% i~
D~, diamètre pour lequel le pourcentage volumique cumulé
est égale à 5011% ;
D~,(, diamètre pour lequel le pourcentage volumique cumulé
est égale à 90 I_a composition massique du bloc d'explosif solide malléable 30 cont1ent par' clle r` des ''dd~tif (o t a n t, ...-_._=
, PJJ üusa u~~ uutiiuiâ ~t.u ~7geit. ai1Ll'o,'~UdIIL, LM d(JL2IIL arlll' 10 its constituent ingredients).
Table 1 below shows the composition of the explosive malleable solid according to the invention.
The liquid is a hydroxytelechelic polybutadiene (PBHT). he is the PBHT R45HTLO marketed by Sartomer (Mn = 3000). It intervenes at about 10% in mass.
The powdery explosive charge (which occurs at 88% in mass) consists of RDX. It is more precisely composed of two RDX loads of different size, referenced load 1 and load 2 in Table 1. The particle size of these two fillers 1 and 2 is given by three values taken from the accumulation curve of volume percentages of particles as a function of diameter (spherical equivalent) of the particles, accumulated according to the increasing diameters Dft: diameter for which the cumulative volume percentage is equal to 10% i ~
D ~, diameter for which the cumulative volume percentage is equal to 5011%;
D ~, (, diameter for which the cumulative volume percentage is equal to 90 I_a mass composition of the malleable solid explosive block 30 of them mention '' dd ~ tif (otant, ...-_._ =
, PJJ üusa u ~~ uutiiuiâ ~ tu ~ 7geit. AIH, '~ UdIIL, LM d' JL2IIL arlll '
11 durcissement au vieillissement et un marqueur chimique), pour moins de 2 pourcents de sa masse totale.
Tableau 1 Composition du bloc d'explosif solide malléable Constituants pourcentage Granulométrie massique (%) Liquide Poiybutadiène 10,4 hydroxyté léché 1 i que Charge explosive Charge 1 : RDX 67 d10=40 pm, d50=100 pm, d90=220 pm.
Charge 2 RDX 21 d10=1 pm, d r0=4 pm, d90 10 pm.
/
Agent 2,2-méthylène bis 0,40/o anti-oxydant (4-méthyl-6-tertio butyl) phénol Marqueur 2,3-diméthyl-2,3- 1 /
chimique dinitrobutane Agent anti- lécithine de soja 0,2 /
durcissement au vieillissement Les constituants du bloc d'explosif solide malléable de l'invention sont malaxés à chaud (60 C +/-10 C), chaque opération de malaxage met en oeuvre environ 200 kg de matière. La pâte obtenue est ensuite déchargée et introduite dans un entonnoir muni d'une vis sans fin pour le remplissage de moules. Le volume des moules est d'environ 50 cm'. Le bloc solide d'explosif malléable généré dans chaque moule est ensuite 11) démoulé pour l'obtention d'un pain d`explosif malléable Ci'(nvirnn 0,5 kg. 11 age hardening and a chemical marker), for less 2 percent of its total mass.
Table 1 Composition of the malleable solid explosive block Constituents percentage Granulometry mass (%) Poiybutadiene Liquid 10.4 hydroxide licked 1 i that Explosive charge Charge 1: RDX 67 d10 = 40 pm, d50 = 100 pm, d90 = 220 pm.
Charge 2 RDX 21 d10 = 1 pm, d r0 = 4 pm, d90 10 pm.
/
2,2-methylene bis 0,40 / o agent antioxidant (4-methyl-6-tertio butyl) phenol 2,3-dimethyl-2,3-1 / marker dinitrobutane chemical Anti-lecithin soy agent 0.2 /
hardening aging The constituents of the malleable solid explosive block of the invention are hot kneaded (60 C +/- 10 C), each kneading operation about 200 kg of material. The resulting paste is then unloaded and introduced into a funnel equipped with a worm screw for filling of molds. The volume of the molds is about 50 cm 2. The solid block of malleable explosive generated in each mold is then 11) demolded to obtain a malleable moldable bread Ci '(nvirnn 0.5 kg.
12 La masse volumique des pains d'explosif obtenus par ce procédé
peut varier en fonction de la quantité d'air piégée dans la pâte pendant le procédé. Ladite masse volumique est comprise entre 1480 et 1520 log/m3. 12 The density of the explosive loaves obtained by this process may vary depending on the amount of air trapped in the dough during the process. Said density is between 1480 and 1520 log / m3.
Claims (11)
2% en masse d'au moins un additif. 5. Malleable solid explosive according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that said block encloses up to 2% by weight of at least one additive.
+ de 85 à 95 %, avantageusement de 87 à 90 %, en masse de ladite charge explosive, + de 3 à 13 %, avantageusement de 8 à 12 %, en masse dudit liquide. 7. Malleable solid explosive according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that said block encloses from 0 to 2% by weight of at least one additive, and - for at least 98% of its mass:
from 85 to 95%, advantageously from 87 to 90% by weight of said explosive charge, more than 3 to 13%, advantageously 8 to 12%, by weight of said liquid.
- l'obtention d'une pâte par malaxage d'un mélange constitué, pour au moins 98% de sa masse, d'une charge explosive pulvérulente et d'un liquide choisi parmi les polymères polyols du groupe des polyisobutylènes polyols, polybutadiènes polyols, polyéthers polyols, polyesters polyols et polysiloxanes polyols, dont la masse moléculaire en nombre est comprise entre 500 et 000 et leurs mélanges, - le moulage de ladite pâte dans un(des) moule(s) et le démoulage de ladite pâte moulée pour l'obtention d'un(de) bloc(s) dudit explosif solide malléable ou le découpage de ladite pâte pour l'obtention de blocs dudit explosif solide malléable, 9. Process for obtaining a malleable solid explosive according to any of claims 1 to 8, characterized in that includes:
- Obtaining a paste by mixing a mixture, for at least 98% of its mass, an explosive charge powder and a liquid selected from polyol polymers from the group of polyisobutylene polyols, polybutadienes polyols, polyether polyols, polyester polyols and polysiloxane polyols, whose number-average molecular weight is between 500 and 000 and their mixtures, molding said paste in one or more molds and demolding said molded dough to obtain a (de) block (s) of said malleable solid explosive or cutting of said paste for obtaining blocks of said malleable solid explosive,
une température inférieure ou égale à 80°C. 10. Process according to claim 9, characterized in that said mixing is carried out at ambient temperature or at a temperature of a temperature lower than or equal to 80 ° C.
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