Brevet FR2040209A1 — publié le 19710122

La présente invention concerne un constituant énergétique pour compositions incendiaires et explosives, un procédé de préparation d'un tel constituant et les compositions incendiaires et explosives contenant un tel constituant. 5 les nitrates organiques liquides non explosifs, par- exemple les nitrates d'alkyle tels que le nitrate d'isopropyle et le "nitrate d'amyle, sont des constituants sensibilisateurs et énergétiques connus pour compositions incendiaires et pour compositions explosives utilisées comme propulseur et pour le 10 sautage. Dans les explosifs de sautage, par exemple, ils sont particulièrement avantageux, étant donné que dans certaines compositions leur application rend inutile l'utilisation d'un ingrédient sensibilisateur, auto-détonant. Des compositions explosives contenant des nitrates organiques liquides non explosifs comme 15 ingrédient sensibilisateur sont décrites dans la demande de brevet britannique ïl0 18.831/68 du déposée par • ' • Jusqu'ici les nitrates organiques liquides non explosifs ont eu tendance à se séparer des autres ingrédients des compositions 20 incendiaires et explosives à moins qu'ils soient efficacement épaissis et la présente invention a pour objet un nitrate organique liquide non. explosif épaissi destiné à être utilisé comme constituant énergétique de-compositions incendiaires et de compositions explosives utilisées comme propulseur .et pour le sautage. 25 La Demanderesse a découvert maintenant qu'un nitrate organique liquide non explosif peut être avantageusement épaissi en un gel limpide homogène qui subit peu ou pas de synérèse, en le mélangeant avec de la nitrocellulose et de l'éthyl- ou méthyl-centralite (diéthyl-dipliénylurée ou diméthyl-diphénylurée) . JO Ainsi, selon -la présente inventions, un constituant éner gétique pour compositions incendiaires et explosives comprend un nitrate organique liquide non explosif épaissi avec de la nitrocellulose ou de l'éthyl- ou méthyl-centralitee Les nitrates organiques préférés sont des mononitrates 35 aliphatiques comptant de 3 à 8 atomes de carbone, les nitrates organiques préférés comprennent le nitrate de n-propyle, le , nitrate d'isopropyle et le nitrate d'amyle. 70 14094 2 2040209 De préférence, la nitrocellulose a une teneur en azote de 11,5 à 12,5 i° en poids et est telle qu'une solution contenant 3 5 cm d'eau présente une viscosité d'au moins 50 poises à" 20°C. la nitrocellulose peut être utilisée à l'état sec, mais il est 5 habituellement moins dangereux d'utiliser la nitrocellulose mouillée avec de l'eau ou de l'alcool dénaturé. La nitrocellulose et la centrante sont présentes chacune, de préférence en une quantité comprise entre 1 et 5 ?° en poids du nitrate organique liquide non explosif et il est préférable 10 que les poids de nitrocellulose et de centralite soient sensiblement égaux. Le nitrate organique liquide non explosif épaissi est avantageusement préparé en mettant la nitrocellulose en suspension dans le nitrate organique et en ajoutant l'éthyl- ou méthyl-15 centralite, mais, si on le désire, pour préparer dés compositions contenant des ingrédients supplémentaires., on peut incorporer la nitrocellulose ou la centralite, ou bien les deux, dans les ingrédients supplémentaires avant de les ajouter au nitrate organique. Par exemple, dans des compositions contenant de l'eau, 20 à titre de précaution avantageuse , il convient d'ajouter la nitrocellulose sous forme d'une suspension dans l'eau. Selon un autre aspect de l'invention,une composition incendiaire ou explosive contient le constituant énergétique décrit plus haut. Par exemple, un explosif de sautage gélatineux extru-25 dable qui est facilement allumé et dont la propagation est sûre même avec de petits diamètres, peut être préparé en utilisant un nitrate organique liquide non explosif comme seul liquide sensibilisateur, aucun ingrédient auto-détonant n'étant nécessaire pour assurer la propagation. Une telle composition extrudable 30 contient avantageusement (en poids) de'18 à 40 % d'un nitrate organique liquide non explosif, de 0,2 à 2,0 $ de nitrocellulose, de 0,2 à 2S0 fo d'éthyl- ou méthyl-centralite, de 60 à 80 de nitrate d'ammonium et de 0 à 10 $ de nitrate de sodium. Ces compositions ont une consistance uniforme et le' nitrate organique li-35 quide ne se sépare pas au cours du stockage. Des explosifs en suspension aqueuse capables d'une propagation à de petits diamètres peuvent être également préparés en 70 14094 3 2040209 utilisant le nitrate organique liquide non explosif épaissi de l'invention comme seul ingrédient sensibilisateur. Des compositions en suspension préférées de l'invention contiennent (en poids) de 10 à 30 $ d'un nitrate organique liquide non explosif, 5 de 0,1 à 1,5 f° de nitrocellulose, de 0,1 à 1,5 i° d'éthyl- ou méthyl-centralite, de 5 à 15^ d'eau, de 40 à 65 $ de nitrate d'ammonium , 'de 0 à 20 % de nitrate de sodium et de 0 à 20 fo d'aluminium. Des agents épaississants agissant en présence d'eau, par exemple la gomme guar , si on le désire, avec un agent 10 de réticulation, par exemple le chromate de zinc, peuvent,être aussi avantageusement incorporés dans la composition en suspension. le nitrate organique ne se sépare pas de la suspension, > les suspensions aqueuses de l'invention ne contenant pas d'ingrédient auto-détonant propagent la détonation lorsqu'elles 15 sont maintenues sous des pressions s'élevant au moins jusqu'à 7 bars, ce qui est une propriété que ne présentent pas les suspensions utilisés jusqu'ici et préparées sans ingrédient autodétonant. Des explosifs en poudre à base de nitrate d'ammonium peu-20 vent aussi contenir avantageusement le nitrate organique liquide non explosif épaissi de l'invention comme combustible sensibilisateur . les compositions explosives en poudre à base de nitrate d'ammonium préférées de l'invention contiennent (en poids) de 7 à 17 $ de nitrate organique liquide non explosif, 25 de 0,07 à 0,5 % de nitrocellulose, de 0,07 à 0,5 i° d'éthyl- ou méthyl-centralite et de 80 à 92 % de nitrate d'ammonium» Les compositions explosives de l'invention sont tout à fait insensibles à un allumage par frottement ou par percussion et sont par conséquent moins dangereuses à fabriquer et à 30 utiliser que les explosifs classiques contenant des ingrédients auto-détonants. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif, mais non limitatif,de l'invention, toutes les parties et tous les pourcentages étant exprimés en poids. 35 Dans les exemples, on utilise une nitrocellulose fibreuse présentant une teneur moyenne en azote de 12,0 à 12,3 70 14094 4 2040209 Une solution contenant 3 g de cette nitrocellulose dissoute 3 3 dans 95 cm d'acétone et 5 cm d'eau a une -viscosité de 100 poi- ses à 20°C. On utilise la nitrocellulose à l'état "mouillé par l'eau" avec 30 ?£ d'eau, mais les quantités sont indiquées 5 sur base sèche. Le nitrate d'ammonium utilisé dans les exemples 1, 4 et 5 est un nitrate d'ammonium granulaire présentant la granulo-métrie suivante : la totalité est inférieure à 1 mm ; une proportion de 60 % a une • dimensior/particulaireylriférieure à 0,25 mm. 10 et une proportion de 5 i° a une dimension partcxïulaajre inférieure à 0,124 mm. Dans les exemples 2 et 3, on utilise un nitrate d'ammonium plus grossier dont une proportion de 90 i» a une dimension particulaire inférieure à 1,67 mm et une proportion de 30 fo a une dimension particulaire inférieure à 0,5 mm. 15 Exemple 1 La composition explosive de cet exemple est un explosif gélatineux extrudable ayant la composition suivante : Nitrate d'isopropyle 20 fo Nitrocellulose 0,6 ^ 20 Ethyl-centralite 0,6 % Nitrate de sodium 10,0 fo Nitrate d'ammonium 68,8 fo On prépare l'explosif en formant une suspension mélangée de la nitrocellulose dans le nitrate d'isopropyle, en ajoutant 25 l'éthyl-centralite pour former un gel limpide et en incorporant ensuite le nitrate d'ammonium et le nitrate de sodium dans le gel. Cette composition pourrait être allumée au moyen d'un détonateur contenant une charge de base de 1,0 g de tétranitrate de pentaérythritol (PETIT). Lorsqu'elle est allumée dans un tube 30 en acier doux d'un diamètre de 7,6 cm et d'une épaisseur de 6,35 mm en utilisant 10 g de pentolite (PETN/TNT à 50/50) comme amorceur , elle explose à une vitesse de détonation d'environ 5 km/s . Le nitrate d'isopropyle n'a pas tendance à se séparer des autres ingrédients. 35 Exemples 2 et 3 Les compositions explosives de ces exemples sont des explosifs en suspension aqueuse ayant la composition et les propriétés suivantes : 70 14094 s 2040209 - Exemple 2. io Exemple 3 Ingrédients % Nitrate d'isopropyle 16,0 24,0 Eau 9,0 9,0 Nitr o c ellulo s e 0,4 0,6 Ethyl-centralite 0,4 0,6 Nitrate- d'ammonium 58,35 49,95 Nitrate de sodium 5,0 5,0 Aluminium (granulaire) 10,0 10,0 Gomme guar 0,7 0,7 Chromate de zinc 0,15 0,15 Propriétés Allumeur, quantité minimale (charge de base du détonateur) 1 ,0 g de PKDÏT "1,0 g de PEÎN Densité , g/ml 1,45 1,4 Vitesse d'explosion dans un tube en acier d'un diamètre de 7,6 cm. 4000 m/s 5000 m/s Pour préparer les compositions, on met la nitrocellulose en suspension dans l'eau, on disperse la suspension dans le nitrate d'isopropyle et on'ajoute la centralite à la dispersion. Ensuite, on mélange les ingrédients restants avec le gel obtenu. le nitrate d'isopropyle n'a pas tendance à se séparer des autres ingrédients des suspensions. Exemples 4 et 5 Les compositions explosives de ces exemples sont des compositions en poudre à base de nitrate d'ammonium ayant les compositions et les propriétés suivantes : Exemple 4 fo Exemple 5 fo Ingrédients Nitrate d'isopropyle 15 10 Nitrocellulose 0,4 0,25 Ethyl-centralite 0,4 0,25 Nitrate d'ammonium. 84? 2 88,5 Poudre de bois - 1,0 Propriétés Allumage par détonateur Allumée avec une charge de base de 1,0 g de PEÏN Allumée avec une charge de base de 1,0 g de PETN^ 70 14094 6 2040209 Pour préparer ces compositions, on met la nitrocellulose en suspension dans le nitrate d'isopropyle et on ajoute l'éthyl-centralite pour former un gel. Ensuite, on mélange les ingrédients restants avec le gel. 70 14094 7 2040209 REVENDICATIONS 1. Constituant énergétique pour compositions incendiaires et explosives, caractérisé en ce qu'il comprend un nitrate orga- . nique liquide non explosif épaissi avec de la nitrocellulose 5 et de l'éthyl- ou méthyl-centralite.. 2. Constituant énergétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nitrate organique est un mononitrate alipha-tique comptant de 3 à 8 atomes de carbone. 3. Constituant énergétique selon la revendication 1 ou 2, 10 caractérisé en ce que le nitrate organique est le nitrate de s n-propyle, le nitrate d'isopropyle ou le nitrate d'amyle. 4. Constituant énergétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la nitrocellulose présente une teneur en azote de 11,5 à 12,5 f° en poids et est telle 15 qu'une solution contenant 3 g de nitrocellulose dissoute dans 3 3 95 cm d'acétone et 5 cm d'eau présente une viscosité d'au moins 50 poises à 20°C» 5. Constituant énergétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la nitrocellulose 20 et la centralite sont présentes chacune en une quantité comprise entre 1 et 5 en poids du nitrate organique aliphatique non explosif. 6. Procédé de préparation d'un constituant énergétique selon la revendication 1 , procédé caractérisé en ce qu'il con- 25 siste à mettre en suspension la nitrocellulose dans le nitrate organique et à ajouter l'éthyl- ou méthyl-centralite: à la suspension. 7. Composition incendiaire ou explosive, caractérisée en ce qu'elle contient un constituant énergétique selon l'une 30 quelconque des revendications 1 à 5. 8. Compositim explosive extrudable, caractérisée en ce qu'elle contient (en poids) de 18 à 40 $ d'un nitrate organique liquide non explosif, de 0,2 à 2,0 $ de nitrocellulose, de 0,2 à 2,0 fo d'éthyl- ou méthyl-centralite , de 60 à 80 $ de 35 nitrate d'ammonium et de 0 à 10 $ de nitrate de sodium. 9. Composition explosive en suspension aqueuse, caractérisée en ce qu'elle contient (en poids) de 10 à 30 % d'un nitrate 14094 8 2040209 organique liquide non explosif , de 0,1 à 1,5 $ de nitrocellulose, de 0,1 à 1,5 d'éthyl- ou méthyl-centralite , de 5 à 15 i° d'eau, de 40 à 65 ^ de nitrate d'ammonium, de O à 20 ^ de nitrate de sodium et de 0 à 20 fo d'aluminium. 10. Composition explosive en poudre à base de nitrate d'ammonium, caractérisée en ce qu'elle contient (en poids) de 7 à 17 7° d'un nitrate organique liquide non . explosif , de 0,07 à 0,5 i° de nitrocellulose, de 0,07 à 0,5 f° d'éthyl- ou méthyl-centralite et de 80 à 92 f» de nitrate d'ammonium.