FR2459213A1 - Removing processing solvent from propellant casting powders - by adding miscible organic liq. which is not a solvent for the powder - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé de sèchage pour poudres de moulage utilisées dans la fabrication des compositions propulsives. The invention relates to a drying process for molding powders used in the manufacture of propellant compositions.
Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'extraction permettant d'éliminer d'une poudre de moulage pour composition propulsive le solvant liquide subsistant après la fabrication de cette poudre. L'invention a également pour objet un procédé d'élimination du "solvant de procédé" restant dans la poudre de moulage crue par sèchage en phase liquide et de maintien de la poudre de moulage liquide séchée ainsi retenue humidifié avec le liquide de sèchage jusqu'à et y compris le début de l'étape de moulage, ce qui permet d'éliminer les risques encourus lors du sèchage thermique conventionnel de la poudre crue ainsi que lors de la manipulation subséquente du matériau sec obtenu. According to a first aspect, the invention relates to an extraction process for removing from a molding powder for propellant composition the liquid solvent remaining after the manufacture of this powder. The invention also relates to a method of removing the "process solvent" remaining in the raw molding powder by drying in the liquid phase and maintaining the dried liquid molding powder thus retained moistened with the drying liquid to a liquid. at and including the beginning of the molding step, which eliminates the risks incurred during the conventional thermal drying of the raw powder and during the subsequent manipulation of the dry material obtained.
Dans la fabrication des compositions propulsives moulées certains -sinon l'ensemble- des composants sont conformés en une poudre de moulage particulaire qui est ensuite introduite dans un moule et moulée par passage d'un liquide de moulage convenable au travers de la masse obtenue pour en remplir les vides on effectue ensuite la polymérisation de la masse obtenue dans des conditions de durée et de température adaptées à la formation d'une composition propulsive solide homogène. In the manufacture of molded propellant compositions some or all of the components are formed into a particulate molding powder which is then introduced into a mold and molded by passing a suitable molding liquid through the mass obtained to form a molded powder. filling the voids is then carried out polymerization of the mass obtained under conditions of time and temperature suitable for the formation of a homogeneous solid propellant composition.
La poudre de moulage est de préférence toute composition sans fumée adaptée, à base simple ou à double base qui, de fa çon connue en soi, comporte des composants supplémentaires choisis parmi l'éthyl centralite (diéthylurée symétrique), la diphé nylkamine, le dibutylphtalate, le sulfate de potassium ou tout autre produit similaire.Le tableau ci-après donne des exemples de ces formulations.
The molding powder is preferably any suitable smoke-free base or double base composition which, in a manner known per se, comprises additional components selected from ethyl centrality (diethylurea symmetrical), diphenylamine and dibutyl phthalate. potassium sulfate or any other similar product. The following table gives examples of these formulations.
<tb> <SEP> Parties <SEP> pour <SEP> cent <SEP> parties
<tb> <SEP> Composition <SEP> de <SEP> poudre <SEP> du <SEP> total <SEP> de <SEP> la <SEP> poudre <SEP> de <SEP> moulage
<tb> <SEP> de <SEP> moulage <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Nitrocellulose <SEP> 91,0 <SEP> 75,0 <SEP> 4o,o <SEP> 30,0 <SEP> 20,0
<tb> Nitroglycérine <SEP> 17,0 <SEP> 27,5 <SEP> 10,0 <SEP> 10,0
<tb> Perchlorate <SEP> d'ammonium <SEP> 30,0 <SEP> 28,0 <SEP> 7,0
<tb> Cyclotétraméthylène
<tb> <SEP> tétranitramine <SEP> 36,0
<tb> Poudre <SEP> d'aluminium <SEP> 29,0 <SEP> 25,0
<tb> Resorcinol <SEP> 1,5 <SEP> 2,0 <SEP> 1,0
<tb> 2-Nitrodiphénylamine <SEP> 2,0 <SEP> 2,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0
<tb> Dioctyl <SEP> Phtalate <SEP> 4,0
<tb> Stéarate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 3,0
<tb> Salicylate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 3,0
<tb> Béta <SEP> Résorcyclate <SEP> de <SEP> plomb <SEP> 3,0 <SEP>
<tb> <tb><SEP> Parts <SEP> for <SEP> hundred <SEP> parts
<tb><SEP> Composition <SEP> of <SEP> powder <SEP> of <SEP> total <SEP> of <SEP><SEP> powder <SEP> of <SEP> molding
<tb><SEP> of <SEP> molding <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Nitrocellulose <SEP> 91.0 <SEP> 75.0 <SEP> 40, o <SEP> 30.0 <SEP> 20.0
<tb> Nitroglycerin <SEP> 17.0 <SEP> 27.5 <SEP> 10.0 <SEP> 10.0
<tb> Ammonium perchlorate <SEP><SEP> 30.0 <SEP> 28.0 <SEP> 7.0
<tb> Cyclotetramethylene
<tb><SEP> tetranitramine <SEP> 36.0
<tb> Powder <SEP> aluminum <SEP> 29.0 <SEP> 25.0
<tb> Resorcinol <SEP> 1.5 <SEP> 2.0 <SEP> 1.0
<tb> 2-Nitrodiphenylamine <SEP> 2.0 <SEP> 2.0 <SEP> 1.0 <SEP> 1.0 <SEP> 1.0
<tb> Dioctyl <SEP> Phthalate <SEP> 4.0
<tb> Stearate <SEP> of <SEP> Lead <SEP> 3.0
<tb> Salicylate <SEP> of <SEP> Lead <SEP> 3.0
<tb> Beta <SEP> Resorcyclate <SEP> of <SEP> Lead <SEP> 3.0 <SEP>
<Tb>
Les composants individuels de la poudre de moulage sont mélangés à une quantité suffisante d'un solvant de procédé adapté afin de former une masse pâteuse extrudable ou malaxable. The individual components of the molding powder are mixed with a sufficient amount of a suitable process solvent to form an extrudable or kneadable slurry.
La matière -pateuse est ensuite transformée en particules, séchée à l'étuve et amenée aux moules. Une série d'opérations de ce type consiste à former la masse pâteuse puis à l'extru- der en torons, à découper les torons pâteux en granulés, à éliminer le solvant de procédé des granulés par séchage à l'étuve, à tamiser les granulés secs pour en éliminer les fines et les particules surdimensionnées, à transférer les granulés séchés au stockage, à transférer les granulés séchés du stockage au poste de moulage, à les décharger par gravité dans l'unité de moulage et à mouler les granulés en faisant passer un plastifiant dans les vides de la masse granulaire puis à polymériser, généralement à température ambiante, pendant une période suffisament longue pour effectuer le gonflement et la pense en gelée des gra nulés et arriver ainsi à former une masse homogène de composition propulsive solide présentant les propriétés ballistiques et mécaniques requises. The material -pateuse is then transformed into particles, dried in an oven and fed to the molds. A series of operations of this type consists of forming the pasty mass and then extruding it into strands, cutting the pasty strands into granules, removing the process solvent from the granules by drying in an oven, sifting the dry granules to remove fines and oversize particles, to transfer the dried granules to storage, to transfer the dried granules from the storage to the molding station, to discharge them by gravity into the molding unit and to mold the granules by pass a plasticizer into the voids of the granular mass and then polymerize, generally at room temperature, for a sufficiently long period to effect the swelling and the jelly-like thinking of the granules and thus to form a homogeneous mass of solid propellant composition having the ballistic and mechanical properties required.
Les risques existant dans la manipulation de la poudre sèche sont nombreux. On peut facilement comprendre que la manipulation de ces poudres sèches au cours des opérations de mélan ge, de mise en forme, de tamisage et autres conduit à la formation de poussières, à des collisions, à des frictions interparticulaires des particules sèches quand elles passent dans une ou plusieurs de ces étapes opérationnelles, tout ceci amenant une sensibilité élevée des particules à un amorçage accidentel, en raison spécialement des charges électrostatiques qui se développent de façon inhérente dans ces conditions. The risks existing in the handling of the dry powder are numerous. It can easily be understood that the handling of these dry powders during melting, shaping, sieving and other processes leads to dust formation, collisions, interparticle friction of the dry particles as they pass through. one or more of these operational steps, all of which result in high particle sensitivity to accidental initiation, especially because of the electrostatic charges that are inherently developing under these conditions.
La présente invention a pour objet une méthode d'élimination du solvant de procédé du mélange pâteux de poudre de moulage tout en maintenant ladite poudre dans un état humide jusqu'à (et y compris) sa mise en place dans le moule pour l'étape de moulage, ce qui permet d'éliminer les risques inhérents au séchage classique en étuve et à la manipulation des poudres sèches. The present invention relates to a method of removing the process solvent from the pasty mixture of molding powder while maintaining said powder in a wet state up to (and including) its placement in the mold for the step This eliminates the risks inherent in conventional drying in an oven and the handling of dry powders.
Selon l'invention, les particules de poudre contenant le solvant de procédé résiduel, provenant de la fabrication de la poudre, sont séchées en phase liquide pour éliminer le solvant afin d'être en état permettant leur moulage pour former une composition propulsive. Le sèchage en phase liquide est effectué par mise en contact des particules de poudre avec un solvant organique constituant le liquide de sèchage, qui est miscible avec le solvant de procédé résiduel mais qui ne présente pratiquement pas d'action solvante pour les composants de la poudre et ne pénètre pratiquement pas à l'intérieur des particules ; l'action de sèchage en phase liquide consiste à faire diffuser le solvant de procédé au travers de la phase solide des particules de poudre de moulage et à faire passer ledit solvant des surfaces des particules au liquide de sèchage qui se trouve à leur contact direct. Le liquide de sèchage fonctionne essentiellement comme un solvant d'extraction mais d'une manière unique, c'està-dire que son action de solvant sélectif se produit aux surfaces des particules de la poudre de moulage puisqu'il n'y a pratiquement pas de pénétration du liquide de sèchage à l'intérieur des particules. On peut donc qualifier les liquides de sèchage utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de solvants d'extraction tout en précisant le caractère unique tant du solvant d'extraction que du procédé. According to the invention, the powder particles containing the residual process solvent, originating from the manufacture of the powder, are dried in the liquid phase to remove the solvent in order to be in a state allowing their molding to form a propellant composition. Drying in the liquid phase is carried out by contacting the powder particles with an organic solvent constituting the drying liquid, which is miscible with the residual process solvent but which has practically no solvent action for the components of the powder. and hardly penetrates the interior of the particles; the liquid phase drying action comprises diffusing the process solvent through the solid phase of the molding powder particles and passing said solvent from the surfaces of the particles to the drying liquid which is in direct contact with them. The drying liquid functions essentially as an extraction solvent but in a unique manner, that is, its selective solvent action occurs at the surfaces of the particles of the molding powder since there is hardly any penetration of the drying liquid inside the particles. The drying liquids used for the implementation of the process according to the invention of extraction solvents can thus be qualified while specifying the uniqueness of both the extraction solvent and the process.
Bien que tous les liquides présentant les propriétés définies plus haut puissent être utilisés comme liquides de sè charge dans l'application pratique de l'invention, on préfère utiliser les hydrocarbures aliphatiques saturés liquides et leurs mélanges et particulièrement un ou plusieurs composés appàrtenant au groupe des hexanes, heptanes, octanes et nonanes et de préférence le n-hexane, le n-heptane ou les mélanges n-hexane/n-heptane. Although all the liquids having the properties defined above can be used as liquid seals in the practical application of the invention, it is preferred to use liquid saturated aliphatic hydrocarbons and mixtures thereof and particularly one or more compounds belonging to the group of hexanes, heptanes, octanes and nonanes and preferably n-hexane, n-heptane or mixtures n-hexane / n-heptane.
Parmi les solvants de procédé, bien connus, et qui servent à la fabrication des particules de poudre de moulage pâteux décrites plus haut, on peut citer l'acétone, l'étha- nol, l'iso-propanol, le n-propanol, le n-butanol, l'iso-butanol, le toluène, l'acétate d'éthyl, l'acétate de n-butyl, l'acétate dtisobutyl, le tétrahydrofurane, la méthyléthylcétone, la diéthylcétone et l'éther éthylique. Ces solvants peuvent être employés seuls ou en mélanges, selon différents rapports. Among the known process solvents used in the manufacture of the pasty molding powder particles described above, mention may be made of acetone, ethanol, iso-propanol and n-propanol. n-butanol, iso-butanol, toluene, ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, diethyl ketone and ethyl ether. These solvents can be used alone or in mixtures, according to different ratios.
L'invention s'applique au sèchage des particules de poudre de moulage de toute forme ou dimension convenable. The invention is applicable to the drying of particles of molding powder of any suitable shape or size.
Dans la pratique, toutefois, on préfère partir de granulés découpés à partir de torons produits par extrusion de la masse pâteuse et c'est pourquoi les particules de poudre de moulage seront dénommés le plus souvent simplement granulés, mais il est bien entendu que la présente invention ne saurait se limiter à ce type de particules. In practice, however, it is preferred to start from granules cut from strands produced by extrusion of the pasty mass and that is why the particles of molding powder will be called most often simply granulated, but it is understood that the present invention can not be limited to this type of particles.
Le sèchage en phase liquide selon l'invention peut être mené à bien dans toutes conditions convenables de mise en contact. En général, ce sèchage est effectué pendant une période allant de 2 à 30 jours à des températures allant de 21* à 38'C, bien que l'on puisse, si on le désire, travailler à des températures plus élevées, jusqu'à 710C, une gamme allant de 15,6 à 71*C rassemblant en règle générale, les conditions de température appliquées ; le rapport du liquide de sèchage à la masse particulaire pâteuse de poudre de moulage, bien que dépendant de façon significative du gradient de concentration du solvant de procédé entre la masse pâteuse et le liquide de sèchage, se situe généralement entre 1:1 et 10:1, en poids, bien que l'on puisse avantageusement utiliser des rapports plus élevés jusqu'à environ 15:1. Drying in the liquid phase according to the invention can be carried out under all suitable conditions of contacting. In general, this drying is carried out for a period ranging from 2 to 30 days at temperatures ranging from 21 ° to 38 ° C., although it is possible, if desired, to work at higher temperatures, up to 710C, a range of 15.6 to 71 ° C generally bringing together the temperature conditions applied; the ratio of the drying liquid to the pasty particulate mass of the molding powder, although significantly depending on the concentration gradient of the process solvent between the pasty mass and the drying liquid, is generally between 1: 1 and 10: 1, by weight, although higher ratios can advantageously be used up to about 15: 1.
Les exemples suivants illustreront d'ailleurs bien l'invention sans la limiter: ils concernent l'élimination du solvant de procédé des granulés de poudre crue selon le procédé de sèchage liquide de l'invention. The following examples will furthermore illustrate the invention without limiting it: they relate to the removal of the process solvent from the raw powder granules according to the liquid drying method of the invention.
Exemple 1
On forme 700 g (sans solvant de procédé) d'une masse pâteuse de poudre de moulage en mélangeant les composants en présence d'environ 295 g d'un mélange acétone-éthanol, en tant que solvant de procédé, le rapport en volume acétone : éthanol étant d'environ 1,5:1. La masse pâteuse est alors extrudée en torons de section transversale circulaire, ayant un diamètre d'environ 36,8 mm puis on découpe les torons en granulés crus d'environ 38,1 mm.La composition de la poudre de moulage (sans le solvant)est la suivante
Composant % en poids
Nitrocellulose 28,0
Nitroglycérine 9,5
Perchlorate d'ammonium 42,5
Poudre d'aluminium i4,0
Resorcinol 1,5 2-Nitrodiphénylamine 1,0
Fibres de Zirconium 3,5
Dans chaque série d'essais on met en contact une partie de la masse de granulés crus avec du n-heptane, qui est miscible au solvant acétone-éthanol restant dans les granulés mais pré- sente une action solvante faible, sinon nulle, pour les composants des granulés. Les essais ont été effectués dans certaines conditions de durée, température et agitation non seulement pour démontrer le séchage en phase liquide des granulés selon l'invention mais aussi pour illustrer les relations existant entre les variables ci-dessus.Tous les essais ont été effectués en utilisant 10 parties en poids de n-heptane pour une partie en poids (base sans solvant) de la masse de granulés un échantillon de granulés est retiré du contact avec le nheptane à des intervalles de temps cumulés et analysé quant à sa teneur en n-heptane, acétone et éthanol afin de mesurer le degré de sèchage en phase liquide atteint, c'est-à-dire le sèchage de granulés dépourvus d'acétone-éthanol sanipénétration notable des granulés par le n-heptane. Les résultats sont rassemblés dans le tableau I. Example 1
700 g (without process solvent) of a pasty mass of molding powder are formed by mixing the components in the presence of about 295 g of an acetone-ethanol mixture, as a process solvent, the acetone volume ratio. ethanol being about 1.5: 1. The pasty mass is then extruded into strands of circular cross-section, having a diameter of approximately 36.8 mm and then the strands are cut into green granules of approximately 38.1 mm. The composition of the molding powder (without the solvent )is the following
Component% by weight
Nitrocellulose 28.0
Nitroglycerin 9.5
Ammonium perchlorate 42.5
Aluminum powder i4,0
Resorcinol 1.5 2-Nitrodiphenylamine 1.0
Zirconium fibers 3,5
In each series of tests, a portion of the mass of green granules is brought into contact with n-heptane, which is miscible with the solvent acetone-ethanol remaining in the granules but has a low, if any, solvent action for the solvents. components of the granules. The tests were carried out under certain conditions of duration, temperature and stirring not only to demonstrate the liquid phase drying of the granules according to the invention but also to illustrate the relationships existing between the above variables. All the tests were carried out in using 10 parts by weight of n-heptane per one part by weight (solvent-free basis) of the mass of granules a sample of granules is removed from contact with the nheptane at cumulative time intervals and analyzed for its n-content. heptane, acetone and ethanol to measure the degree of drying in the liquid phase achieved, that is to say the drying of granules without acetone-ethanol noticeable sanipénétration granules by n-heptane. The results are collated in Table I.
TABLEAU I
Analyse des granulés
Pour cent en poids
Portion de Durée Total Fraction granulés cumulative acétone d'acétone essayés de contact n-hep- Etha- Acé- et et d'étha (grammes) (minutes) tane nol tone éthanol nol origi (base sec) nellement
ajoutée
Essai 1 - Contact à 250C 100 O -- 4,39 8,67 13,06 -
15 0,31 4,74 5,92 10,66 0,82
30 0,15 4,25 4,92 9,17 0,70
60 0,34 3,81 4,40 8,21 0,63
120 0,08 2,83 3,70 6,53 0,50
360 0,19 2,16 2,62 4,78 0,37
1440 0,09 1,15 1,60 2,75 1,21
Essai 2 - Contact à 250C avec agitation pendant les 360 pre
mières minutes 100 O -- 4,39 8,67 13,06 -
15 0,12 4,25 5,46 9,71 0,74
30 o,o8 4,14 5,06 9,20 0,70
60 o,og 3,36 4,22 7,58 o,58
120 o,o8 2,90 3,58 6,48 0,50
360 0,08 2,26 2,68 4,94 0,38
1440 o,og 1,15 1,60 2,75 0,21
Essai 3 - Contact à 37,8 C 100 -0 -- 5,68 8,33 14,01 -
15 o,ol 3,44 5,15 8,59 0,61
30 o,o6 3,41 5,14 8,55 0,63
60 o,og 3,32 4,27 7,59 0,54
120 0,08 2,65 3,49 6,14 0,55
1440 0,27 0,71 1,34 2,05 0,15
Essai 4 - Contact à 48,90C 100 O -- 5,68 8,33 14,01 -
15 o,lo 4,o8 5,34 9,42 0,67
30 o,lo 3,36 4,48 7,84 0,56
60 o,î6 3,31 4,02 7,33 0,52
0,14 2,05 2,71 4,76 0,34
1440 0,40 o,89 1,33 2,22 0,16
Essai 5 - Contact à 600c
O -- 5,68 8,33 14,01 -
15 o,17 3,05 4,24 7,29 0,52
30 0,17 2,86 4,o4 6,90 o,4g
60 0,18 2,30 3,10 5,40 0,39
120 0,17 1,38 2,68 4,o6 0,29
1440 0,41 0,41 0,73 1,14 o,o81
Les essais rassemblés dans le Tableau I démontrent que, quand on augmente la température de contact du liquide de sèchage et des particules de poudre crue de moulage, on augmente également la vitesse de sèchage, c'est-à-dire l'élimination du solvant de procédé de la poudre crue. TABLE I
Pellet analysis
Percent by weight
Portion of Total Time Fraction granules cumulative acetone acetone tested contact n-hep- Etha- Acetone and etha (grams) (minutes) tane nol tone ethanol nol origi (dry basis)
added
Test 1 - Contact at 250C 100 O - 4.39 8.67 13.06 -
15 0.31 4.74 5.92 10.66 0.82
30 0.15 4.25 4.92 9.17 0.70
60 0.34 3.81 4.40 8.21 0.63
120 0.08 2.83 3.70 6.53 0.50
360 0.19 2.16 2.62 4.78 0.37
1440 0.09 1.15 1.60 2.75 1.21
Test 2 - 250C contact with stirring during 360 pre
minutes 100 O - 4.39 8.67 13.06 -
0.12 4.25 5.46 9.71 0.74
30 o, o8 4.14 5.06 9.20 0.70
60 o, og 3.36 4.22 7.58 o, 58
120 o, o8 2.90 3.58 6.48 0.50
360 0.08 2.26 2.68 4.94 0.38
1440 o, og 1.15 1.60 2.75 0.21
Test 3 - Contact at 37,8 C 100 -0 - 5,68 8,33 14,01 -
15 o, ol 3.44 5.15 8.59 0.61
30 o, o6 3.41 5.14 8.55 0.63
60 o, og 3,32 4,27 7,59 0,54
120 0.08 2.65 3.49 6.14 0.55
1440 0.27 0.71 1.34 2.05 0.15
Test 4 - Contact at 48,90C 100 O - 5,68 8,33 14,01 -
15 o, lo 4, o8 5.34 9.42 0.67
30 o, lo 3.36 4.48 7.84 0.56
60 o, î6 3.31 4.02 7.33 0.52
0.14 2.05 2.71 4.76 0.34
1440 0.40 o, 89 1.33 2.22 0.16
Test 5 - Contact at 600c
O - 5.68 8.33 14.01 -
15 o, 17 3.05 4.24 7.29 0.52
30 0.17 2.86 4, o4 6.90 o, 4g
60 0.18 2.30 3.10 5.40 0.39
120 0.17 1.38 2.68 4, o6 0.29
1440 0.41 0.41 0.73 1.14 o, o81
The tests summarized in Table I demonstrate that, when the contact temperature of the drying liquid and the particles of the raw molding powder are increased, the drying speed is also increased, that is to say the removal of the solvent process of the raw powder.
Exemple 2
Une partie d'une autre masse de 700 g de poudre crue de moulage de même composition que celle de l'exemple 1 et formée selon le procédé décrit dans l'exemple 1, y compris l'utilisation comme solvant de procédé du solvant acétone-éthanol de composition similaire à celle du solvant de l'exemple l,est mise en contact avec du n-heptane à 600C dans une série d'essais, afin de démontrer le sèchage en phase liquide selon l'invention, à cette température, pendant une durée unique de 72 heures ; une autre partie de la meme masse de 700 g de granulés crus est mise au contact, dans une autre série d'essais avec du n-heptane, dans les memes conditions et pendant le meme laps de temps, si ce n'est que la mise au contact est faite en trois étapes séparées de 24 heures chacune ce qui veut dire qu'après chaque période de 24 heures on élimine le n-heptane de la poudre de moulage et on le remplace par du n-heptane frais. Les deux séries d'essais sont effectuées en utilisant 10 parties en poids de n-heptane de pureté très élevée pour une partie en poids de masse granulaire.Example 2
A part of another mass of 700 g of raw molding powder of the same composition as that of Example 1 and formed according to the method described in Example 1, including the use as a process solvent of the acetone-solvent. ethanol of composition similar to that of the solvent of Example 1, is brought into contact with n-heptane at 600C in a series of tests, in order to demonstrate the drying in the liquid phase according to the invention, at this temperature, during a unique duration of 72 hours; another part of the same mass of 700 g of raw pellets is put in contact, in another series of tests with n-heptane, under the same conditions and for the same period of time, except that the contact is made in three separate steps of 24 hours each which means that after each period of 24 hours the n-heptane is removed from the molding powder and replaced with fresh n-heptane. The two series of tests are carried out using 10 parts by weight of n-heptane of very high purity for one part by weight of granular mass.
Dans chaque essai on retire une partie des granulés du contact avec le n-heptane à la fin de chaque période cumulée indiquée et on l'analyse comme décrit dans l'exemple 1. Les résultats de ces essais sont rassemblés dans le tableau II. In each test a portion of the granules were removed from contact with n-heptane at the end of each indicated cumulative period and analyzed as described in Example 1. The results of these tests are collated in Table II.
TABLEAU II
Analyse des granulés
Pour cent en poids
Portion de Durée Total Fraction granulés cumulative acétone d'acétone essayés de contact n-hep- Etha- p et et d'étha- (grammes) (minutes) tane nol tone éthanol nol origi (base sec) nellement
ajoutée
Essai 1 - 600C - Etape unique 00 0 -- 5,83 7,89 13,72 -
24 0,61 0,35 0,52 0,87 0,063
48 0,89 0,22 0,48 0,87 0,052
72 -- 0,23
Essai 2 - 600C - Trois étapes, chacune de 24 h à l'équilibre 100 0 -- 5,83 7,89 13,72 -
24 0,62 0,79 o,88 1,67 0,12
48 0,53 0,13 0,31 o,44 0,32
72 0,42 0,00 0,25 0,25 0,018
Les données rassemblées dans le Tableau II font apparaître que l'opération en plusieurs étapes correspond à des taux plus bas de solvant de procédé dans la poudre crue de moulage et, de ce fait, correspond à une augmentation de l'efficacité de sèchage comparativement à l'étape unique.TABLE II
Pellet analysis
Percent by weight
Portion of Total Time Fraction granules cumulative acetone acetone tested contact n-hep- etha- and etha- (grams) (minutes) tane nol tone ethanol nol origi (dry basis)
added
Test 1 - 600C - Single Step 00 0 - 5.83 7.89 13.72 -
24 0.61 0.35 0.52 0.87 0.063
48 0.89 0.22 0.48 0.87 0.052
72 - 0.23
Test 2 - 600C - Three steps, each 24 hours at equilibrium 100 0 - 5.83 7.89 13.72 -
24 0.62 0.79 o, 88 1.67 0.12
48 0.53 0.13 0.31 o, 44 0.32
72 0.42 0.00 0.25 0.25 0.018
The data collected in Table II show that the multistage operation corresponds to lower levels of process solvent in the raw molding powder and, therefore, corresponds to an increase in drying efficiency compared to the single step.
Exemple 3
Une autre masse de 700 g de granulés de poudre crue de moulage de même composition que celle de l'exemple 1, y compris l'utilisation du solvant de procédé acétone-éthanol de même composition et dans les memes proportions que celles indiquées dans l'exemple I:est mise en contact avec du n-heptane dans différentes conditions de température, rapport de poids n-heptane/masse de granulés solides, et d'extraction en multi-étapes afin d'illustrer l'influence de ces variables sur le sèchage en phase liquide selon l'invention.Example 3
Another mass of 700 g of granules of raw molding powder of the same composition as that of Example 1, including the use of the acetone-ethanol process solvent of the same composition and in the same proportions as those indicated in FIG. Example I: is brought into contact with n-heptane under different temperature conditions, weight ratio n-heptane / mass of solid granules, and extraction in multi-steps to illustrate the influence of these variables on the drying in the liquid phase according to the invention.
Dans chaque essai, une partie des granulés était retirée du contact avec le solvant d'extraction à la fin de chaque période de temps cumulé et analysée comme décrit dans l'exemple I. Les résultats obtenus sont rassemblés dans le Tableau III et illustrent l'influence du temps de contact sur l'efficacité de l'action de sèchage. In each test, a portion of the granules was removed from contact with the extraction solvent at the end of each cumulative time period and analyzed as described in Example I. The results obtained are collated in Table III and illustrate the influence of the contact time on the effectiveness of the drying action.
TABLEAU III
Analyse des granulés
Pour cent en poids
Portion de Durée Total Fraction granulés cumulative acétone d'acétone essayés de contact n-hep- Etha- Acé- et et d'étha (grammes) (minutes) tane nol tone éthanol nol origi (base sec) nellement
ajoutée
Essai 1 - 600C - Rapport n-heptane/granulés l:1 en poids
Etapes successives de 24 h* 120 O -- 4,04 7,64 11,68 -
48 0,68 l,lo 1,78 2,88 0,25
72 i,14 0,92 1,23 2,15 0,18
144 1,10 0,21 o,54 0,75 0,064
192 0,91 0,17 0,33 0,50 0,043
240 1,41 0,04 0,36 0,40 0,034
336 1,50 0,04 o, l9 0,23 0,020
Essai 2 - 250C - Rapport n-heptane/granulés 1::1 en poids
Etapes successives de 24 h* 120 0 -- 4,04 7,64 11,68 -
48 0,46 2,02 3,29 5,31 o,46
72 0,42 1,50 2,41 3,91 0,34
144 0,76 1,15 1,56 2,71 0,23
192 0,66 o,80 1,02 1,82 0,16
240 0,76 0,49 0,72 1,21 0,10
336 0,82 0,42 0,62 1,04 o,o89
Essai 3 - 250C - Rapport n-heptane/granulés lO:l en poids
Etape unique
40 o -- 4,o4 7,64 11,68 -
72 0,34 1,81 2,49 4,30 0,37
192 0,89 0,72 o,gg 1,71 o,15
336 0,61 0,22 0,52 0,74 0,063
Essai 4 - 250C - Rapport n-heptane/granulés 1::1 en poids
Etape unique 120 o -- 4,04 7,64 11,68 -
72 0,79 2,60 4,26 6,86 0,59
192 0,25 o,93 1,95 2,88 0,25
336 o,54 0,22 0,52 0,74 0,012
Essai 5 - 250C - Premières 24 h (puis 600C)
Rapport n-Heptane/granulés 10::1 en poids
Etapes successives de 24 h *
40 o -- 4,04 7,64 11,68 -
24 0,5 1,99 3,82 5,81 0,50
48 o,6g 0,52 0,86 1,38 0,12
72 0,53 -- 0,27 0,27 0,023 120 0,92 o,08 0,23 0,31 0,027
168 o,g6 -- 0,18 0,18 0,015
360 0,70 -- o,og o,og o,oo8
* A la fin de chaque période successive de 24 heures,(indépendamment des intervalles entre lesquels les échantillons sont analysés), le n-heptane est éliminé de la poudre de moulage et remplacé par du n-heptane frais, de pureté élevée. TABLE III
Pellet analysis
Percent by weight
Portion of Total Time Fraction granules cumulative acetone acetone tested contact n-hep- Etha- Acetone and etha (grams) (minutes) tane nol tone ethanol nol origi (dry basis)
added
Test 1 - 600C - n-heptane ratio / granules 1: 1 by weight
Successive steps of 24 hours * 120 O - 4.04 7.64 11.68 -
48 0.68 l, lo 1.78 2.88 0.25
72 i, 14 0.92 1.23 2.15 0.18
144 1.10 0.21 o, 54 0.75 0.064
192 0.91 0.17 0.33 0.50 0.043
240 1.41 0.04 0.36 0.40 0.034
336 1.50 0.04 o, l9 0.23 0.020
Test 2 - 250C - n-heptane ratio / granules 1 :: 1 by weight
Successive steps of 24 hours * 120 0 - 4.04 7.64 11.68 -
48 0.46 2.02 3.29 5.31 o, 46
72 0.42 1.50 2.41 3.91 0.34
144 0.76 1.15 1.56 2.71 0.23
192 0.66 o, 80 1.02 1.82 0.16
240 0.76 0.49 0.72 1.21 0.10
336 0.82 0.42 0.62 1.04 o, o89
Test 3 - 250C - n-heptane ratio / granules 10: 1 by weight
One step
40 o - 4, o4 7.64 11.68 -
72 0.34 1.81 2.49 4.30 0.37
192 0.89 0.72 o, g 1.71 o, 15
336 0.61 0.22 0.52 0.74 0.063
Test 4 - 250C - n-heptane ratio / granules 1 :: 1 by weight
Single step 120 o - 4.04 7.64 11.68 -
72 0.79 2.60 4.26 6.86 0.59
192 0.25 o, 93 1.95 2.88 0.25
336 o, 54 0.22 0.52 0.74 0.012
Test 5 - 250C - First 24 hours (then 600C)
N-heptane ratio / granules 10 :: 1 by weight
Successive steps of 24 hours *
40 o - 4.04 7.64 11.68 -
24 0.5 1.99 3.82 5.81 0.50
48 o, 6g 0.52 0.86 1.38 0.12
72 0.53 - 0.27 0.27 0.023 120 0.92 o, 08 0.23 0.31 0.027
168 o, g6 - 0.18 0.18 0.015
360 0.70 - o, og o, og o, oo8
At the end of each successive 24 hour period, (regardless of the intervals between which the samples are analyzed), n-heptane is removed from the molding powder and replaced with fresh, high purity n-heptane.
Il faut noter que dans certains cas il peut y avoir une perte en composants de la poudre de moulage par le solvant d'extraction, qui est fonction de la température d'extraction, du solvant lui-même, et des composants de la poudre. Par exemple, quand on utilise comme liquide de sèchage du n-heptane à 99 % de pureté et spécialement à des températures élevées, par exemple 490C600C, et de la nitroglycérine comme composant des granulés, on peut constater une certaine perte de ce composant par le solvant d'extractiqn. Il suffit alors de présaturer le liquide de sèchage avec le ou les composants afin de règler l'équilibre de solubilité et de minimiser la perte en composant. It should be noted that in some cases there may be a loss of components of the molding powder by the extraction solvent, which is a function of the extraction temperature, the solvent itself, and the components of the powder. For example, when 99% purity n-heptane, especially at elevated temperatures, eg 490C600C, is used as the drying liquid, and nitroglycerin as a component of the granules, some loss of this component can be seen in the process. extraction solvent. It is then sufficient to presaturate the drying liquid with the component (s) in order to regulate the solubility equilibrium and to minimize the component loss.
On peut de plus éliminer pratiquement ces pertes mineures même sans présaturation du solvant d'extraction, en abaissant le rapport du liquide de sèchage à la masse de poudre de moulage à un niveau allant par exemple de 0,5:1 à 1:1, et en effectuant l'étape de sèchage à une température faible adaptée par exemple à 15,6-26,70C. Néanmoins on préfère maintenant présaturer le liquide de sèchage avec les composants présentant une certaine solubilité dans cedit liquide afin de minimiser ou d'éliminer pratiquement ces pertes, si faibles soient-elles. These minor losses can also be virtually eliminated even without presaturation of the extraction solvent, by lowering the ratio of the drying liquid to the mass of molding powder to a level of, for example, from 0.5: 1 to 1: 1, and by performing the drying step at a low temperature adapted for example at 15.6-26.70C. Nevertheless, it is now preferred to pre-saturate the drying liquid with the components having a certain solubility in said liquid in order to minimize or virtually eliminate these losses, however small they may be.
L'invention permet l'élimination du solvant de procédé des particules de poudre de moulage par sèchage en phase liquide sans pénétration appréciable du liquide de sèchage dans les granulés de poudre comme il ressort de la faible teneur en nheptane des granulés. C'est donc une des caractéristiques de l'invention que non seulement l'on peut effectuer le sèchage phase liquide des granulés par un procédé unique d'extraction par un solvant mais aussi que la pénétration des granulés par le solvant (liquide de sèchage) est pratiquement nulle ce qui, à son tour,permet la manipulation, le stockage et le déplacement des granulés séchés en phase liquide, tandis que ceux-ci sont mouillés par contact avec au moins une partie résiduelle du solvant d'extraction. The invention enables the process solvent to be removed from the liquid-phase dry-drying powder particles without appreciable penetration of the drying liquid into the powder granules as is apparent from the low nheptane content of the granules. It is therefore one of the characteristics of the invention that not only can the drying liquid phase of the granules be carried out by a single extraction process with a solvent but also that the penetration of the granules by the solvent (drying liquid). is virtually zero which, in turn, allows the handling, storage and movement of the granules dried in the liquid phase, while they are wetted by contact with at least a residual portion of the extraction solvent.
Exemple 4
On fait passer 453 g de granulés de poudre de moulage, séchée en phase liquide selon l'exemple l, et mouillée (le n-heptane recouvrant la surface des granulés) par une ligne de fabrication dans un moule vertical pour mouler les granulés afin de former une composition propulsive.Example 4
453 g of mold powder granules, dried in the liquid phase according to Example 1, and wet (the n-heptane covering the surface of the granules) are passed through a manufacturing line in a vertical mold for molding the granules in order to form a propulsive composition.
Le n-heptane résiduel est éliminé des granulés puis l'on fait passer un lent courant d'air au travers des granulés pour éliminer de leur surface les dernières traces de n-heptane. On fait alors passer 136 g de nitroglycérine au travers de la partie la plus basse de l'assemblage du moule, et de bas en haut, entre les interstices des granulés, en tant que plastifiant ou solvant de moulage, conformément à la pratique courante dans le moulage des compositions propulsives ; la masse obtenue est alors maintenue dans le moule pendant environ 480 heures, entre 21 et 250C, puis pendant environ 336 heures, à environ 490C, afin d'effectuer la polymérisation nécessaire à la formation d'une composition propulsive solide à double base, à vitesse de combustion élevée, prête pour la mise à feu, en tant que source d'énergie pour la commande d'un projectile. The residual n-heptane is removed from the granules and then a slow stream of air is passed through the granules to remove the last traces of n-heptane from their surface. 136 g of nitroglycerine are then passed through the lowest part of the mold assembly, and from bottom to top, between the interstices of the granules, as a plasticizer or molding solvent, in accordance with common practice in molding of propellant compositions; the mass obtained is then kept in the mold for about 480 hours, between 21 and 250 ° C., and then for about 336 hours, at about 49 ° C., in order to carry out the polymerization necessary for the formation of a double base solid propellant composition, high burning rate, ready for firing, as a source of energy for the control of a projectile.
On peut employer un solvant de moulage autre que la nitroglycérine, par exemple la triacétine. Les conditions de polymérisation comportent des températures entre 49 et 600C pendant une période de 168 à 816 heures selon la formulation de la composition propulsive, tout ceci selon les procédés bien connus de la technique antérieure. A molding solvent other than nitroglycerine, for example triacetin, may be employed. The polymerization conditions have temperatures between 49 and 600 ° C. for a period of 168 to 816 hours depending on the formulation of the propellant composition, all according to the methods well known in the prior art.
Quoique l'invention ait été plus particulièrement décrite en référence aux poudres de moulage du type à double base, elle peut également s'appliquer à des poudres de moulage d'autres types, telles que celles à base simple ou composites ; la poudre de moulage contient fréquemment, comme solvant résiduel de procédé, des mélanges acétone/éthanol dans un rapport de volume allant de 0,8:1 à 8,0:1. Although the invention has been more particularly described with reference to molding powders of the double base type, it can also be applied to molding powders of other types, such as those with a simple base or composite; the molding powder frequently contains, as a process residual solvent, acetone / ethanol mixtures in a volume ratio of from 0.8: 1 to 8.0: 1.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7916008A FR2459213A1 (en) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | Removing processing solvent from propellant casting powders - by adding miscible organic liq. which is not a solvent for the powder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7916008A FR2459213A1 (en) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | Removing processing solvent from propellant casting powders - by adding miscible organic liq. which is not a solvent for the powder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2459213A1 true FR2459213A1 (en) | 1981-01-09 |
FR2459213B1 FR2459213B1 (en) | 1983-06-24 |
Family
ID=9226946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR7916008A Granted FR2459213A1 (en) | 1979-06-14 | 1979-06-14 | Removing processing solvent from propellant casting powders - by adding miscible organic liq. which is not a solvent for the powder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2459213A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3215477C1 (en) * | 1981-04-24 | 1998-06-10 | Poudres & Explosifs Ste Nale | Dibasic propellant blocks with increased nitramine content and casting process for their preparation |
-
1979
- 1979-06-14 FR FR7916008A patent/FR2459213A1/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3215477C1 (en) * | 1981-04-24 | 1998-06-10 | Poudres & Explosifs Ste Nale | Dibasic propellant blocks with increased nitramine content and casting process for their preparation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2459213B1 (en) | 1983-06-24 |
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ST | Notification of lapse |