FR2556338A1

FR2556338A1 - Process for the preparation of explosives by a wet route

Info

Publication number: FR2556338A1
Application number: FR8319539A
Authority: FR
Inventors: Gerard Dasse
Original assignee: Direction General pour lArmement DGA
Current assignee: Direction General pour lArmement DGA
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-06-14
Also published as: FR2556338B1

Abstract

Process for the preparation of pyrotechnic compositions containing at least one explosive substance, of the type comprising a stage of synthesis of the explosive substance from at least two compounds, then a stage of mixing this substance with additives. It is characterised in that, in the same single emulsion: - the stage of synthesis of the explosive substance from at least two nonexplosive compounds is performed, - the stage of mixing is performed simultaneously or successively in the same emulsion by adding thereto a binder in solution in a solvent, this binder being next cured by extraction of the solvent. After curing of the binder, the composition is filtered and dried. Application to the manufacture of primary explosives and of various pyrotechnic compositions.

Description

La présente invention concerne un procédé de
de de compositions pyrotechniques, du type de celles @ au au moins une substance explosive. Un tel procédé
de préférence à la préparation d'explosifs pri
@ais courrait, sans sortir du cadre de l'invention
t se pour la fabrication d'explosifs secondaires.The present invention relates to a method of
pyrotechnic compositions, of the type of those @ at least one explosive substance. Such a process
in preference to the preparation of explosives
@ais run, without leaving the scope of the invention
t for the manufacture of secondary explosives.

Les compositions pyrotechniques destinées aux
@t@ @s @s munitions sont fabriquées en deux étapes distinctes:
e la substance explosive, puis mélange de cet ex
,-c divers additifs, comprenant notamment des agents
es formant couples oxydo-réducteurs.Pyrotechnic compositions intended for
@ t @ @s @ ammunitions are manufactured in two distinct steps:
e the explosive substance, then mixing that ex
various additives, including agents
forming redox couples.

On connait le mélange des divers constituants par
@@ @@e, en utilisant des mélangeurs mécaniques généralement
@@atifs La composition obtenue est à peu près homogène et
ee ensuite à l'aide de trémies. Mais les manipulations
s@ives de cette composition, notamment les vibrations @ues au ;?;Xq chargement par trémies et les déplacements des alvéoles, @itevent son homogénéité.We know the mixture of the various constituents by
@@ @@ e, using mechanical mixers generally
The composition obtained is almost homogeneous and
ee then using hoppers. But the manipulations
This composition, in particular the vibrations at the loading by hoppers and the displacements of the cells, deserve its homogeneity.

En opérant par voie humide, on sait lier une composition pyrotechnique pulvérulente grâce à un liant solu
e dans l'eau. Cette composition est chargée par "tartinage", c'est-à-dire en utilisant une plaque métallique présentant @es empreintes, recouverte d'une plaque trouée sur laquelle @ dépose , à l'aide d'une raclette, la substance pulvérulente @mide, la difficulté étant alors d'obtenir une distribution
@@@ère des charges dans les différents alvéoles d'artifices.By operating wet, it is known to bind a powdery pyrotechnic composition with a soluble binder
e in the water. This composition is loaded by "spreading", that is to say using a metal plate having imprints, covered with a perforated plate on which @ deposits, using a squeegee, the powdery substance @ mide, the difficulty then being to obtain a distribution
@@@ era of charges in the various cells of fireworks.

Par exemple, le brevet US 2 589 703 divulgue un
@ecédè dans lequel le trinitrorésorcinate de plomb est préci p'@é par malaxage, en voie humide, d'acide styphnique et d'un composé de plomb, au sein d'une composition pyrotechnique.For example, US Patent 2,589,703 discloses a
wherein the lead trinitroresorcinate is precleaned by wet kneading of styphic acid and a lead compound in a pyrotechnic composition.

te mélange pateux obtenu est ensuite chargé par "tartwnage", ect plus difficile à mettre en oeuvre qu'un produit pulvé- rulent. the pasty mixture obtained is then loaded by "tartwnage", ect more difficult to implement a pulverulent product.

Le brevet GB 2 363 536 décrit un procédé dans lequel on dépose les différents ingrédients à l1intérieur d'un artifice et on réalise en phase humide la synthèse d'une substance explosive, chaque artifice étant ensuite séché. Cette technique, qui s'applique crincicalement pour l'obtention d'amorces a percussion annulaire pour munitions de chasse, implique des contraintes de fabrication dues au chargement individuel à l'intérieur de chaque amorce. GB Patent 2,363,536 describes a process in which the various ingredients are deposited inside a device and the synthesis of an explosive substance is carried out in the wet phase, each device then being dried. This technique, which applies crincially to obtain annular percussion primers for hunting ammunition, involves manufacturing constraints due to the individual loading inside each primer.

La présente invention remédie aux inconvénients qui viennent d'être relevés, en proposant un procédé de préparation dans lequel on n'utilise qu'un seul milieu réactionnel, ce qui améliore l'homogénéité des produits ainsi fabriqués. The present invention overcomes the drawbacks that have just been noted, by proposing a preparation process in which only one reaction medium is used, which improves the homogeneity of the products thus produced.

Pour ce faire, la présente invention a pour objet un procedé de préparation de compositions pyrotechniques contenant au moins une substance explosive,du type comprenant une étape de synthèse de la substance explosive à partir d'au moins deux composés, puis une étape de mélange de cette substance avec des additifs, caractérise en ce que t dans un même milieu réactionnel consistant en une émulsion, on effectue, simultanément ou successivement,l'étape de synthèse de la substance explosive a partir d'au moins deux composés non explosifs, et l'étape de mélange en y ajoutant un liant en solution dans un solvant, ce liant étant ensuite durci par extraction du solvant. To do this, the subject of the present invention is a process for the preparation of pyrotechnic compositions containing at least one explosive substance, of the type comprising a step of synthesis of the explosive substance from at least two compounds, then a step of mixing of this substance with additives, characterized in that t in the same reaction medium consisting of an emulsion, is carried out, simultaneously or successively, the step of synthesis of the explosive substance from at least two non-explosive compounds, and mixing step by adding a binder in solution in a solvent, the binder is then cured by extraction of the solvent.

Après le durcissement-du liant, on peut filtrer et sécher le composition. After curing the binder, the composition can be filtered and dried.

Ainsi, ce procédé de fabrication d'une substance pulvé- rulente qui ne nécessite plus qu'un seul milieu réactionnel consistant en une émulsion apporte les avantages suivants. Thus, this method of making a sputtering substance which only requires one reaction medium consisting of an emulsion provides the following advantages.

Outre la plus grande homogénéité mentionnée ci-dessus, le procédé apporte la disparition de la ségrégation des ingrédients au cours du chargement et améliore la coulabilité des coinsi- tions. I1 améliore également la productivité du fait que dans la meme installation et dans le même milieu réactionnel, on réalise la synthèse de la substance explosive et-le mélange des ingrédients de la composition pyrotechnique. I1 en résulte une réduction du nrix de revient du produit puisqu'il n'est plus nécessaire de synthétiser l'explosif en une opération indépendante. Enfin, on améliore la sécurité puisqu on supprime les manipulations de l'explosif pur et sec.In addition to the greater homogeneity mentioned above, the process brings about the disappearance of the segregation of the ingredients during loading and improves the flowability of the cements. It also improves productivity because in the same plant and in the same reaction medium, the synthesis of the explosive substance and the mixing of the ingredients of the pyrotechnic composition are carried out. This results in a reduction in the cost price of the product since it is no longer necessary to synthesize the explosive in an independent operation. Finally, we improve security since we remove the manipulations of the pure and dry explosive.

D'autres avantages apoaraStront dans la description ci-aprds de quelques exemples de réalisation du procédé selon l'invention donnés à titre non limitatif. Other advantages will appear in the following description of some embodiments of the method according to the invention given in a non-limiting manner.

- EXEMPLE 1
Cet exemple montre la fabrication d'une composition à base de trinitrorésorcinate de plomb que l'on met dans des inflammateurs.- EXAMPLE 1
This example shows the manufacture of a composition based on lead trinitroresorcinate which is placed in igniters.

Le mode opératoire, donné en référence aux techniques de laboratoire, est bien sur transposable dans les mêmes conditions å un processus industriel. The procedure, given with reference to laboratory techniques, is of course transposable under the same conditions to an industrial process.

Dans un bécher, on introduit ,55 g de trinitrorésorcinol, on ajoute 5 ml d'eau, 30 ml d'huile silicone, par exemple du polydiméthylsiloxane commercialisé sous la dénomination 47 V500 oar la société RHONE-POUtENC, et 4,3 g d'oxyde de plomb. L'émulsion peut consister en un mélange en masse de 10 a 30 % d'eau et de 70 à 90 % d'huile silicone. Les deux composés inertes réagissent de préférence a raison d'une mole de trinitrorésorcinol pour une a deux moles d'oxyde de plomb. 55 g of trinitroresorcinol are added to a beaker, 5 ml of water, 30 ml of silicone oil, for example polydimethylsiloxane sold under the name 47 V500 by the company Rhone-Poulenc, and 4.3 g are added. lead oxide. The emulsion may consist of a mixture of 10 to 30% by weight of water and 70 to 90% of silicone oil. The two inert compounds preferably react with one mole of trinitroresorcinol for one to two moles of lead oxide.

Le mélange est agité pour obtenir une émulsion. Après 45 minutes, on vérifie la présence du trinitrorésorcinate de plomb et on ajoute 12 g de nitrate de baryum, 3,25 g de sulfure d'anti- moine et 1,3 g de tétrazène. La phase solide en suspension représente environ 5 a 50 % de la masse totale. On verse alors une solution dans l'acétone, de concentration variant entre 5 et 30 %, de 1,5 g de résine oar exemple polyester ; le liant est alors durci par élimination du solvant oar extraction à froid.The mixture is stirred to obtain an emulsion. After 45 minutes, the presence of lead trinitroresorcinate is checked and 12 g of barium nitrate, 3.25 g of antimony sulphide and 1.3 g of tetrazene are added. The solid phase in suspension represents approximately 5 to 50% of the total mass. A solution is then poured into acetone, with a concentration varying between 5 and 30%, of 1.5 g of resin, for example polyester; the binder is then hardened by solvent removal or cold extraction.

Le produit filtré et séché (environ 27 g) eut alors être chargé dans des amorces. The filtered and dried product (about 27 g) was then loaded into primers.

On peut noter que, pour des quantités de réactifs suffisantes, la réaction exothermique maintient d'elle-même une temnérature d'environ 300 C, sinon cette température doit être régulée. It may be noted that, for sufficient amounts of reagents, the exothermic reaction itself maintains a temperature of about 300 ° C, otherwise this temperature must be regulated.

La composition comprimée a 170 daN dans des alvéoles d'amorces a une sensibilité a la percussion identique a celle obtenue avec la composition fabriquée avec les ingrédients à l'état pulvérulent. The compressed composition at 170 daN in primer cells has a percussion sensitivity identical to that obtained with the composition made with the ingredients in powder form.

Le pouvoir d'allumage de ces compositions est également identique. The ignition power of these compositions is also identical.

L'homogénéité granulométrique et chimique est nettement améliorée. En effet,sur une masse de 25 mg l'écart type de la distribution passe de 1 pour une distribution classique a 0,55 par le présent procédé. De même, en sensibilité a la percussion pour une valeur moyenne de 130 mm, le rapport de 3 écarts-tyoes a la moyenne passe de 0,7 a 0,5. The granulometric and chemical homogeneity is significantly improved. Indeed, on a mass of 25 mg the standard deviation of the distribution goes from 1 for a conventional distribution to 0.55 by the present method. Similarly, in percussion sensitivity for an average value of 130 mm, the ratio of 3 standard deviations from the average increases from 0.7 to 0.5.

- EXEMPLE 2
Dans les mêmes conditions opératoires, on introduit dans un bêcher 42 g de trinitrorésorcinol, on ajoute 30 ml d'eau et 100 ml d'huile silicone, puis on verse 30 g d'oxyde de plomb.- EXAMPLE 2
Under the same operating conditions, 42 g of trinitroresorcinol are introduced into a beaker, 30 ml of water and 100 ml of silicone oil are added, and then 30 g of lead oxide are added.

Le mélange est agité pour obtenir une émulsion. Après 15 minutes, on ajoute 72 g d'aluminium en poudre, on verse ensuite une solution dans l'acétone de 9 g de résine polyester. The mixture is stirred to obtain an emulsion. After 15 minutes, 72 g of powdered aluminum are added, then a solution of acetone in the form of 9 g of polyester resin is poured.

Le liant est durci par extraction du solvant. La composition est filtrée et séchée.The binder is cured by solvent extraction. The composition is filtered and dried.

Le polymère peut être une résine thèrmoplastique ou thermodurcissable dont le pourcentage peut varier de 4 z a 80 % dans le cas de liants actifs du type nitrocellulose, nitroamidon, ou nitrate de p.olyvinyle. The polymer may be a thermoplastic or thermosetting resin whose percentage may vary from 4 to 80% in the case of active binders of the nitrocellulose, nitroamidon or polyvinyl nitrate type.

Les pourcentages d'explosifs,d'oxydants, de réducteurs et eventuellement de charges peuvent pour chacun varier de 0 à 100 % en fonction des effets attendus de l'artifice. The percentages of explosives, oxidants, reducing agents and possibly fillers can each vary from 0 to 100% depending on the expected effects of the device.

Cette composition étant chargée dans des amorces électriques, on peut mettre en évidence sa plus grande homo généité après une série de 60 tirs par le calcul des sroba- bilités de fonctionnement sous une tension électrique maximale ou minimale (en volts) pourcentage-de fonctionnement 0,10 50 99,9

Since this composition is loaded into electrical primers, its greater homogeneity can be demonstrated after a series of 60 shots by calculating the operating frequencies under a maximum or minimum electrical voltage (in volts) percentage-of-operation. , 10 50 99.9

<tb> composition <SEP> @ <SEP> <SEP> maximum <SEP> 1,259 <SEP> 1,634 <SEP> 2,710
<tb> classique <SEP> minimum <SEP> 0,895 <SEP> 1,497 <SEP> 1,960
<tb> composition <SEP> J <SEP> <SEP> maximum <SEP> 1,160 <SEP> 1,386 <SEP> 2,180
<tb> après <SEP> émulsior;;l <SEP> minimum <SEP> 0,835 <SEP> 1,283 <SEP> 1,490
<tb> - EXEMPLE 3
Cet exemple montre la synthèse de l'azoture de plomb a partir de composés non explosifs.<tb> composition <SEP> @ <SEP><SEP> maximum <SEP> 1,259 <SEP> 1,634 <SEP> 2,710
<tb> classical <SEP> minimum <SEP> 0.895 <SEP> 1.497 <SEP> 1.960
<tb> composition <SEP> J <SEP><SEP> maximum <SEP> 1,160 <SEP> 1,386 <SEP> 2,180
<tb> after <SEP>emulsior;; l <SEP> minimum <SEP> 0.835 <SEP> 1.283 <SEP> 1.490
<tb> - EXAMPLE 3
This example shows the synthesis of lead azide from non-explosive compounds.

Dans un bécher, on introduit 1,75 g d'azoture de sodium et 4,46 g de nitrate de plomb en solution dans 10 ml d'eau, on ajoute 30 ml de trichloro-trifluoroéthane. L'émulsion Peut consister en un mélange, en masse, de 50 a 85 % d'eau et de 50 à 15 % de trichloro-trifluorothane, On soumet a agitation pendant 30 minutes. On ajoute alors 100 ml d'eau et 0,25 g de résine polyester en solution dans l'acétone. 45 minutes après cette addition, l'azoture de plomb est filtré, rincé et séché. L'extraction du solvant a lieu automatiquement grâce à la présence de l'eau au fur et à mesure de la précipitation du liant. Il est également possible d'ajouter avant la résine les ingrédients nécessaires à la réalisation d'une composition Pyrotechnique. 1.75 g of sodium azide and 4.46 g of lead nitrate dissolved in 10 ml of water are introduced into a beaker and 30 ml of trichloro-trifluoroethane are added. The emulsion can consist of a mixture, by weight, of 50 to 85% of water and 50 to 15% of trichloro-trifluorothane. The mixture is stirred for 30 minutes. 100 ml of water and 0.25 g of polyester resin dissolved in acetone are then added. 45 minutes after this addition, the lead azide is filtered, rinsed and dried. The extraction of the solvent takes place automatically thanks to the presence of water as the binder precipitates. It is also possible to add before the resin the ingredients necessary for the realization of a pyrotechnic composition.

- EXEMPLE 4
Cet exemple montre qu'il est possible d'effectuer la synthèse de la substance explosive et le mélange avec des additifs simultanément dans la même émulsion.- EXAMPLE 4
This example shows that it is possible to carry out the synthesis of the explosive substance and the mixing with additives simultaneously in the same emulsion.

En effet, dans des conditions opératoires semblables, on introduit dans un becher 4,60 g de trinitrorésorcinol. On ajoute : 5 ml d'eau, 30 ml d'huile silicone (colydiméthvlsilo- xane), 4,4 g d'oxyde de plomb et 0,96 g de nitrocellulose en solution dans 12,5 ml de méthyléthylcttone. Le mélange est agité pour obtenir une émulsion. On introduit alors 0,98 g de tétrazène, 2,68 de sulfure d'antimoine et 5,94 g de nitrate de baryum. Après une heure d'agitation le liant est durci ; la composition filtrée et séchée peut alors être chargée dans des amorces à percussion. Indeed, under similar operating conditions, 4.60 g of trinitroresorcinol are introduced into a beaker. 5 ml of water, 30 ml of silicone oil (colydimethylsiloxane), 4.4 g of lead oxide and 0.96 g of nitrocellulose dissolved in 12.5 ml of methyl ethyl ketone are added. The mixture is stirred to obtain an emulsion. 0.98 g of tetrazene, 2.68 of antimony sulphide and 5.94 g of barium nitrate are then introduced. After stirring for one hour, the binder is hardened; the filtered and dried composition can then be loaded into percussion primers.

Claims

R E V E N D I C A T IO N S

1 - Process for repairing nyrotechnic compositions containing at least one explosive substance, of the type comprising a stage for the synthesis of the explosive substance from at least two compounds, harmful to a step of mixing this substance with additives, characterized in that

the step of synthesizing the explosive substance from at least two non-explosive compounds is carried out in an emulsion

and, simultaneously or successively, the mixing step in the same emulsion by adding a binder in solution in a solvent, this binder then being cured by extraction of the solvent.

2 - Process according to claim 1, characterized in that, after curing the binder, the composition is filtered and dried.

3 - Process according to claims 1 or 2, characterized in that the emulsion consists of a mixture of water and silicone oil.

4 - Process according to one of claims 1 to 3, characterized in that synthesizes the trinitroresorcinate lead from trinitoresorcinol and lead oxide.

5 - Process according to one of claims 1 to 3, characterized in that synthesizes the lead azide from the sodium azide and lead nitrate.

6 - Process according to one of the preceding claims, characterized in that the binder is a macromolecule selected from grouse polyester, polyurethane and nitrocellulose.

7 - Process according to one of claims 1 to 6, characterized in that carries out the synthesis of the lead trinitrororesorcinate from trinitoresorcinol and lead oxide in a silicone oil emulsion in water, in the proportions of one mole of trinitroresorcinol to one to two moles of lead oxide, then stirring is added by mixing barium nitrate, antimony sulfide and tetrazene, with a resin-polyester concentrated from 5 to 30 % by weight in solution in a solvent such as acetone, the latter being removed by extraction.

8 - Process according to one of claims 1 to 6, characterized in that carries out the synthesis of the lead trinitrororesorcinate from trinitoresorcinol and lead oxide in a silicone oil emulsion in water, then ; After stirring, powdered aluminum is added, followed by a polyester resin dissolved in acetone, the latter being removed by extraction.

9 - Process according to one of claims 1 to 6, characterized in that carries out the synthesis of lead azide from the sodium azide and lead nitrate in a trichloro-trifluoroethane emulsion in the water. water and, after stirring, water and a polyester resin dissolved in acetone are added.

10 - Process according to claims 1 or 2, characterized in that the emulsion consists of a mixture of 10 to 30% water and 70 to 90% silicone oil or a mixture of 50 to 85% water and from 50 to 15% of trichlorotrifluoroethane, the percentages being given by weight.