FR2697833A1 - Binding agent for propellant charge. - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à un nouveau système d'agents liants pour des charges propulsives à base d'explosif cristallin. Le mélange liant comprend un mélange de polymères contenant des groupements hydroxyle et de polymères à base de polybutadiène qui comportent des groupements anhydride d'acide succinique pendant. Ces systèmes d'agents liants sont connus en eux-mêmes; ils durcissent sans l'addition de catalyseur à une température élevée. Les charges explosives qui sont préparées avec ce système d'agents liants sont dépourvues de pores ne comportent pas de vide et brûlent de façon régulière. Leurs propriétés mécaniques correspondent à celles des charges explosives. Ils sont également élastiques à une température de -40degré C ne présentent pas de cassure et ne ramollissent pas au recuit jusqu'à une température de 100degré C.The present invention relates to a new system of binding agents for propellant charges based on crystalline explosive. The binder mixture comprises a mixture of polymers containing hydroxyl groups and polybutadiene-based polymers which have pendant succinic acid anhydride groups. These binding agent systems are known per se; they cure without the addition of catalyst at an elevated temperature. The explosive charges that are prepared with this binding agent system are pore-free, void-free and burn evenly. Their mechanical properties correspond to those of explosive charges. They are also elastic at a temperature of -40degree C do not show breakage and do not soften on annealing up to a temperature of 100deg C.
Description
AGENT LIANT POUR CHARGE PROPULSIVE.BINDING AGENT FOR PROPULSIVE CHARGE.
La présente invention est constituée par l'utilisation d'un mélange réticulable comprenant a) des polymères contenant des groupements hydroxyle et b) des polymères à base de 1,3-butadiène comportant des groupements pendants d'anhydride d'acide succinique à titre d'agent liant pour la préparation de charges propulsives à The present invention consists of the use of a crosslinkable mixture comprising a) polymers containing hydroxyl groups and b) polymers based on 1,3-butadiene comprising pendant groups of succinic acid anhydride as d binding agent for the preparation of propellant charges
base de corps explosifs cristallins. base of explosive crystalline bodies.
Il est connu de préparer des charges propulsives à base de corps explosifs cristallins liées par mélange d'un corps explosif cristallin avec un agent liant comprenant un prépolymère avec des groupements fonctionnels et un di ou polyisocyanate Le mélange obtenu est transformé pour obtenir la forme souhaitée au moyen de procédés connus tels que par exemple pressage en pot, extrusion ou au It is known to prepare propellant charges based on crystalline explosive bodies linked by mixing a crystalline explosive body with a binding agent comprising a prepolymer with functional groups and a di or polyisocyanate The mixture obtained is transformed to obtain the desired shape at by means of known methods such as for example pot pressing, extrusion or
moyen de dispositifs de coulée.by means of casting devices.
Les inconvénients de ces procédés connus résident dans le fait que de nombreux composants utilisables comme liants tels que les di ou polyisocyanates sont toxiques et possèdent de ce fait des valeurs MAM relativement faibles Par ailleurs, du fait de leur réactivité, ce sont des partenaires de réaction non spécifiques qui partiellement entratnent des réactions secondaires perturbatrices non souhaitées avec d'autres composants comme par exemple avec les additifs ou les ingrédients, comme en présence de trace, d'eau provenant de l'humidité de l'air, par coupure de dioxyde de carbone Il se crée dans les charges propulsives, une porosité non souhaitée qui agit de The drawbacks of these known methods reside in the fact that many components which can be used as binders such as di or polyisocyanates are toxic and therefore have relatively low MAM values. Furthermore, due to their reactivity, they are reaction partners. nonspecific which partially cause undesired disturbing side reactions with other components such as for example with additives or ingredients, as in the presence of trace, of water coming from the humidity of the air, by cutting of dioxide of carbon It is created in propellant charges, an unwanted porosity which acts
façon négative sur la balistique interne de la charge. negatively on the internal ballistics of the load.
Par ailleurs beaucoup de mélanges liants à base d'isocyanate présentent l'inconvénient qu'ils possèdent une tension de vapeur relativement élevée et donc une volatilité élevée Lors de leur utilisation pour la réalisation de charges qui sont réalisées généralement sous vide à des températures supérieures à 30 'C, il se produit facilement des vides dans ces formes Ces vides ou retassures Furthermore, many isocyanate-based binder mixtures have the disadvantage that they have a relatively high vapor pressure and therefore high volatility When used for the production of fillers which are generally carried out under vacuum at temperatures above 30 'C, voids are easily produced in these forms These voids or recesses
empêchent une combustion régulière d'une telle charge propulsive. prevent regular combustion of such a propellant charge.
Il existait de ce fait le problème de trouver un système liant dont les composants n'ont pas de réaction formant des gaz, avant et pendant le durcissement avec l'humidité de l'air et que de ce fait les constituants de la charge propulsive ne forment si possible aucun ou uniquement des produits secondaires qui sont inertes pour la charge propulsive et qui n'ont pas d'influence négative sur les composants de la charge propulsive Par ailleurs l'agent liant doit également avoir si possible une tension de vapeur faible en particulier dans les conditions de préparation habituelle des charges propulsives, qu'il ne présente pas, de ce fait, les inconvénients de There was therefore the problem of finding a binder system whose components have no reaction forming gases, before and during the curing with the humidity of the air and that therefore the constituents of the propellant charge If possible, form none or only secondary products which are inert to the propellant charge and which have no negative influence on the components of the propellant charge. Furthermore, the binder must also have a low vapor pressure if possible. particular under the conditions of usual preparation of propellant charges, that it does not therefore have the disadvantages of
la volatilité élevée des isocyanates. the high volatility of isocyanates.
Ce problème a été résolu par l'utilisation d'un mélange de polymères contenant des groupements hydroxyle et de polymères à base de 1,3butadiène comportant des groupements pendants d'anhydride d'acide succinique, à titre d'agent liant pour des charges This problem has been resolved by the use of a mixture of polymers containing hydroxyl groups and of polymers based on 1,3butadiene comprising pendant groups of succinic acid anhydride, as binding agent for fillers.
propulsives dans des corps explosifs cristallins. propellants in crystalline explosive bodies.
Les polymères à groupement hydroxyle ont en moyenne un poids moléculaire moyen compris entre 1 000 et 10 000 et une teneur en hydroxyle comprise entre 5 et 200 (mg KOH/g) Le polymère réagit avec les polymères à base de 1,3-butadiène et comportant des groupements anhydride d'acide succinique pendants pour former des polymères réticulés, peut également de ce fait être considéré comme un prépolymère dans le mélange Ce polymère est liquide à la température ambiante Le polymère préféré comprenant les groupements hydroxyle est un polybutadiène comportant des groupements hydroxyle De tels composés sont connus en eux-même; la préparation est par exemple décrite dans la DE-OS 34 36 556 Les groupements hydroxyle du polymère peuvent être primaires ou secondaires et peuvent également figurer aux extrémités des chaînes Il est également possible que ces groupements hydroxyle soient reliés par l'intermédiaire de groupements méthyle à la chaîne De tels polymères comprenant des groupements hydroxyméthyle sont préférés à titre de composants a) du The polymers containing a hydroxyl group have on average an average molecular weight of between 1,000 and 10,000 and a hydroxyl content of between 5 and 200 (mg KOH / g) The polymer reacts with polymers based on 1,3-butadiene and comprising pendant succinic acid anhydride groups to form crosslinked polymers, can therefore also be considered as a prepolymer in the mixture This polymer is liquid at room temperature The preferred polymer comprising the hydroxyl groups is a polybutadiene comprising hydroxyl groups Such compounds are known per se; the preparation is for example described in DE-OS 34 36 556. The hydroxyl groups of the polymer can be primary or secondary and can also appear at the ends of the chains. It is also possible that these hydroxyl groups are linked via methyl groups to the chain Such polymers comprising hydroxymethyl groups are preferred as components a) of the
mélange revendiqué.mixture claimed.
A titre de constituant a) du mélange destiné à être utilisé, on peut également mettre en oeuvre d'autres polymères contenant des groupements hydroxyle qui sont liquides à température ambiante A As component a) of the mixture intended to be used, it is also possible to use other polymers containing hydroxyl groups which are liquid at room temperature.
titre d'exemple on peut citer les polyéthylèneglycol, polypropylène- By way of example, mention may be made of polyethylene glycol, polypropylene-
glycol, polyester ou polyétheralcool. glycol, polyester or polyether alcohol.
Le deuxième constituant du mélange liant utilisé conformément à l'invention est un polymère à base de 1,3-butadiène comportant des groupements anhydride succiniques pendant Ces polymères sont également connus en eux-même; ils sont classés comme polymères butadiène maléiniques Leur préparation consiste en règle générale à condenser de l'anhydride d'acide maléique sur un polymère à base de 1,3-butadiène (voir en particulier la DE-AI-34 36 556) Il réagit comme déjà indiqué avec les polymères à groupements hydroxyle par réticulation dans des produits à haut poids moléculaire Ce polymère The second constituent of the binder mixture used in accordance with the invention is a 1,3-butadiene-based polymer comprising succinic anhydride groups during These polymers are also known in themselves; they are classified as maleic butadiene polymers Their preparation generally consists in condensing maleic anhydride on a polymer based on 1,3-butadiene (see in particular DE-AI-34 36 556) It reacts as already indicated with polymers containing hydroxyl groups by crosslinking in high molecular weight products This polymer
est également dénommé dans la suite "agent réticulant". is also referred to hereinafter as "crosslinking agent".
La réaction de réticulation s'effectue entre les groupements anhydride de cet agent réticulant et les groupements OH du polymère contenant les groupements hydroxyle Lorsque l'on souhaite une réticulation totale entre le prépolymère et l'agent réticulant, le mélange utilisé conformément à l'invention le rapport entre les différents groupements doit être stoechiométrique Si l'on souhaite certaines caractéristiques particulières du mélange réticulé, il est également possible d'utiliser des quantités d'agents réticulants qui The crosslinking reaction is carried out between the anhydride groups of this crosslinking agent and the OH groups of the polymer containing the hydroxyl groups. When a total crosslinking between the prepolymer and the crosslinking agent is desired, the mixture used according to the invention the ratio between the different groups must be stoichiometric. If certain particular characteristics of the crosslinked mixture are desired, it is also possible to use amounts of crosslinking agents which
sont inférieures au rapport stoechiométrique. are less than the stoichiometric ratio.
Le système propulsif destiné à être lié comporte des corps explosifs cristallins par exemple la nitramine, des dérivés nitrés aromatiques ou aliphatiques ou des dérivés amino nitrés dont The propellant system intended to be linked comprises crystalline explosive bodies for example nitramine, aromatic or aliphatic nitro derivatives or nitro amino derivatives of which
l'introduction dans des charges propulsives est connue en elle-même. the introduction into propellant charges is known in itself.
Leur proportion dans la charge propulsive est comprise entre 70 et Their proportion in the propellant charge is between 70 and
% en poids et de préférence entre 80 et 90 % en poids. % by weight and preferably between 80 and 90% by weight.
Le mélange propulsive englobe par ailleurs les additifs connus dans les systèmes propulsifs Parmi ces additifs on peut citer des modérateurs de résidus, des agents émulsifiants, des agents lubrifiants La forme et les quantités de ces additifs dépendent de l'agent propulsif particulier Les produits destinés à être introduits sont connus par l'homme de métier D'une façon générale la quantité de ces additifs est comprise entre 0,1 et 2 % par rapport au poids total du système propulsif Le mélange en composant propulsif et en agent liant peut être stocké sous la forme non réticulée pendant une durée plus longue sans qu'il y ait des influences négatives Au contraire des systèmes connus, on ne constate pas de retrait de ces systèmes lors du stockage et on peut l'utiliser avec une durée de stockage plus longue pour former des charges propulsives solides sans présenter les inconvénients précités des charges The propellant mixture also includes the additives known in propellant systems. Among these additives, mention may be made of residue moderators, emulsifying agents, lubricating agents. The form and the quantities of these additives depend on the particular propellant. to be introduced are known to those skilled in the art. In general, the amount of these additives is between 0.1 and 2% relative to the total weight of the propellant system. The mixture of propellant component and of binding agent can be stored under the non-crosslinked form for a longer period of time without negative influences. Unlike known systems, there is no shrinkage of these systems during storage and can be used with a longer storage period to form solid propellant charges without having the aforementioned disadvantages of charges
propulsives connues.known propellants.
La préparation du mélange des composants de la charge propulsive et du système liant s'effectue de façon connue en soi Tous les composants peuvent être mélanges simultanément ensemble; le mélange obtenu est transformé dans les corps moulés aux dimensions souhaitées et durci ensuite par traitement thermique Il se produit lors de ce durcissement la réticulation mentionnée ci-dessus La température de durcissement dépend du système d'agent liant; et se situe généralement au-dessus de 350 C La limite supérieure de la température de durcissement doit se situer de façon significative sous la température de volatilisation ou de transformation du mélange The preparation of the mixture of the components of the propellant charge and of the binding system is carried out in a manner known per se. All the components can be mixed simultaneously together; the mixture obtained is transformed in the molded bodies to the desired dimensions and then hardened by heat treatment. During this hardening, the crosslinking mentioned above occurs. The hardening temperature depends on the system of binding agent; and is generally above 350 C. The upper limit of the hardening temperature must be significantly below the volatilization or transformation temperature of the mixture
explosif de la poudre propulsive.explosive propellant.
Les charges propulsives qui sont liées par le mélange conforme à l'invention contiennent réparties de façon homogène dans le mélange les grains de charges propulsives individuelles Les corps ainsi obtenus ne contiennent pas de bulles d'air ou de vide comme cela se produisait jusqu'à présent dans les charges propulsives liées par les The propellant charges which are linked by the mixture according to the invention contain grains of individual propellant charges distributed homogeneously in the mixture. The bodies thus obtained do not contain air bubbles or vacuum, as was the case until present in the propellant charges linked by
isocyanates Ces corps brfllent également de façon régulière. isocyanates These bodies also burn regularly.
Les charges propulsives qui sont préparées avec le système de liant conforme à l'invention sont utilisées de façon préférentielle comme composant apportant du gaz pour les munitions en particulier The propellant charges which are prepared with the binder system according to the invention are preferably used as a component providing gas for the munitions in particular
pour des munitions à gros calibres. for large caliber ammunition.
EXEMPLESEXAMPLES
1 On a mélangé: 9,0 parties en poids d'un polybutadiène à groupements OH 6,3 parties en poids d'un polybutadiène maléinique 84,0 parties en poids d'Hexogène 1 Was mixed: 9.0 parts by weight of a polybutadiene containing OH groups 6.3 parts by weight of a maleinic polybutadiene 84.0 parts by weight of Hexogen
0,7 partie en poids d'additif.0.7 part by weight of additive.
Le mélange a été malaxé à la température ambiante et pressé en cordons Ces cordons ont été durcis à 35 C et coupés en charges propulsives. Les corps sont élastiques jusqu'à -40 C et ne représentent pas de cassure Pour un recuit jusqu'à 100 C il ne ramollissent pas et gardent leur poids On ne constate pas de perte en poids La tenue The mixture was kneaded at room temperature and pressed into cords. These cords were hardened at 35 ° C. and cut into propellant charges. The bodies are elastic up to -40 C and do not represent breakage. For annealing up to 100 C, they do not soften and keep their weight. There is no loss of weight.
aux résidus correspond aux charges propulsives connues. to residues corresponds to known propellant charges.
2 La méthode de préparation décrit dans l'exemple 1 a été répétée. 2 The preparation method described in Example 1 was repeated.
Les composants utilisés ont été les mêmes, les pourcentage en poids ont été modifiés de façon suivante: Prépolymère: 13,4 parties en poids Réticulant: 9,5 parties en poids Hexogène: 75,0 parties en poids The components used were the same, the percentages by weight were modified as follows: Pre-polymer: 13.4 parts by weight Crosslinking agent: 9.5 parts by weight Hexogen: 75.0 parts by weight
Additif: 2,1 parties en poids.Additive: 2.1 parts by weight.
L'additif comprenait en plus des agents émulsifiants et The additive also included emulsifiers and
lubrifiants prévus à l'exemple 1 un modérateur de résidu. lubricants provided in Example 1 a residue moderator.
Le mélange ainsi obtenu a été coulé et durci à 40 C Les propriétés de charge propulsive correspondent à celles de l'exemple 1. The mixture thus obtained was poured and hardened at 40 ° C. The propellant charge properties correspond to those of Example 1.
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GB2272693A (en) | 1994-05-25 |
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GB8904060D0 (en) | 1994-03-09 |
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