Brevet FR2278657A1 — publié le 19760213

La présente invention est relative à une poudre à base de nitrocellulose et de nitrate de polyvinyle contenant un métal fortement réducteur. I1 est connu par la demande de brevet français nO 72.44469 au nom de la demanderesse d'incorporer du nitrate de polyvinyle à une poudre à base de nitrocellulose de manière à obtenir une poudre développant une force sensiblement égale celle des poudres à la nitrocellulose contenant de la nitroglycérine mais ne présent a t pas les inconvénients inhérents aux huiles explosives, à savoir - une très forte chaleur de combustion qui limite l'emploi de ce type de poudre dans les armes automatiques ou semi-automatiques, - une certaine instabilité des propriétés au vieillissement due au phénomène de migration dans le grain de l'huile explosive, - par ailleurs le phénomène de migration de l'huile explosive peut altérer les propriétés physiques des matières plastiques éventuellement amenées à être au contact de la poudre. L'évolution des armes et les conditions de plus en plus dures imposées aux relais de mortier ont conduit la demanderesse à chercher à augmenter la force de ce type de poudre sans modifier sensiblement leur potentiel. On sait par le brevet français n" 1 479 246 également au nom de la demanderesse que l'incorporation de métaux fortement réducteurs tels que l'aluminium au le magnésium améliorent les caractéristiques d'inflammation et de combustion des poudres à la nitrocellulose. La demanderesse a maintenant découvert que l'incorporation dans certaines limites de tels métaux fortement réducteurs et notamment d'aluminium dans des poudres à base de nitrocellulose et de nitrate de polyvinyle permet d'obtenir des poudres qui, en plus des avantages signalés précédemment, développent une force supérieure à celle des poudres ne contenant que de la nitrocellulose et du nitrate de polyvinyle tout en conservant les propriétés intrinsèques de ces dernières. Selon l'invention on fabrique une telle poudre en procédant comme il est décrit dans la demande française nO 72.44469, notamment avec un rapport pondéral nitrate de polyvinyle/nitrocellulose compris entre 0,10 et 0,66, mais en incorporant au stade du malaxage un élément métallique à haute énergie choisie préférentiellement dans le groupe constitu l'aluminium et le magnésium. La demanderesse a constaté que l'on obtient + illeurs résultats avec une granulométrie très fine de l'élément métallique et de préférence une granulométrie voisine de 20 microns. Selon une réalisation préférée de l'invention le pourcentage pondéral de l'élément métallique est compris entre 0 et 5 % de la masse totale de l'ensemble nitrocellulose et nitrate de polyvinyle, au-delà de 5 7. en poids de métal, il se forme en effet une quantité trop importante d'oxyde métallique solide et le résidu solide est trop important et encrasse l'arme. Par ailleurs, selon une autre variante de l'invention, il est possible d'incorporer, au cours du malaxage un sel minéral soluble, notamment un nitrate alcalin et de préférence du nitrate de potassium, qui est éliminé lors du trempage et rend la poudre poreuse, ce qui permet de régler la vitesse de combustion de ce type de poudres selon les besoins. La teneur pondérale en sel minéral soluble par rapport à l'ensemble nitrocellulose et nitrate de polyvinyle est préférentiellement comprise entre O et 60 %. On donne ci-dessous un exemple de composition de poudre selon l'invention: - Nitrocellulose (taux d'azote 13,30 %) : 50 parties en poids - Nitrate de polyvinyle (taux d'azote : 15,4 %) : 50 parties en poids - Nitro-2 diphénylamine : 2,5 parties en poids - aluminium (paillettes de granulométrie 20 Cu ) : 0-5 parties en poids La poudre a été fabriquée selon le procédé décrit dans la demande française n 72.44469 en utilisant comme solvant un mélange acétone/alcool isopropylique et en effectuant un trempage à froid de 48 heures. La poudre a été étirée en bande sur filière téflonée et décapée en petits carrés de 1,1 mm de côté et de 0,1 fln d'épaisseur. On donne ci-dessous la force et la température de combustion de la poudre donnée en exemple pour différents taux d'aluminium en la comparant à une poudre à base de nitrocellulose et de nitroglycérine dite "Balistite". Force dégagée : Température Type de poudre : par kg de poudre de combustion "Balistite" : 1,13 MJ : 3 732 K Poudre selon l'exemple avec O 7 % d'aluminium 1,12 M J 3 090 K Poudre selon exemple avec 1 7 d'aluminium 1,14 ' . 3 100 K Poudre selon l'exemple avec 2 7 % d'aluminium 1,16 MJ . 3 175 K Poudre selon l'exemple avec 3 7 X d'aluminium 1,185 MJ 3 3500 K Poudre selon l'exemple avec 4 % d'aluminium : 1,27 NJ 3 425 K 4 % d'aluminium 1,27 MJ . 3 4250 K La planche I montre le rapport de la force d'une poudre non poreuse selon l'invention telle que définie plus haut par rapport à une poudre classique à la nitrocellulose seule en fonction du taux d'aluminium. On constate ainsi que les poudres selon l'invention sont plus fortes que les poudres à la nitroglycérine tout en étant nettement plus "froides" même pour des fortes teneurs en aluminium. On donne maintenant dans le tableau ci-dessous le potentiel et la vitesse de combustion d'une poudre analogue à celle définie plus haut, pour laquelle la teneur en aluminium est de 3 % mais dont on fait varier la porosité par incor porationaumalåxaged'un certain pourcentage de nitrate de potassium éliminé ultérieurement par trempage. Teneur en nitrate Potentiel en : : Temps de montée en Teneur en de potassium : calories/g :pression sous 600 bars: au malaxage : : (en milliseconde) O % : 940 : 0,7 ms 20 7 : 982 0,65 ms 30 7 : 982 : 0,55 ms 40 7 : 991 : 0 > 50 ms 50 7 987 : 0,48 ms 60 % : 992 : 0,45 ms Au vu de ce tableau on constate que grâce à l'augmentation de porosité on peut considérablement réduire le temps de montée en pression (c'est-à-dire augmenter la vitesse de combustion) sans augmenter de façon sensible le potentiel. Ainsi les poudres selon l'invention, plus fortes que les poudres à la nitroglycérine mais également plus froides conviennent particulièrement bien aux relais de mortier. On donne ci-dessous un exemple de mise en oeuvre d'une telle poudre dans un relais de mortier. On a comparé la poudre selon l'invention (3 % d'aluminiui et 50 7 de nitrate de potassium au malaxage) à une poudre à double base classique à la nitrocellulose et à la nitroglycérine dite "balistite" pour laquelle le rapport nitrocellulose sur nitroglycérine est 56 : 40. Le projectile est un obus de 1,740 kg, on a utilisé des relais chargés à 2,6 g de poudre, l'allumage étant assuré par une cartouche de calibre 20 de la Société "Cartoucherie Française". Les tirs ont été effectués à l'horizontale. Resultats Nombre Balistite : Poudre selon de relais : l'invention Vitesse du projec tile à la sortie : 119 m/s : 119 mls : du mortier du mortier Pression maximale : 195 bars : 210 bars Vitesse du projec tile à la sortie : 137,8 m/s : 135,8 m/s 3 du mortier Pression maximale : 260 bars : 260 bars Vitesse du projec tile à la sortie : 153,3 m/s : 155 m/s 4 du mortier Pression maximale : 310 bars : 305 bars Vitesse du projec 4 : tile à la sortie : 172 m/s : 180 m/s (surchargés): du mortier Pression maximale : 370 bars : 390 bars Dans le dernier relais l'expression "surchargé" signifie que la charge d'un cinquième relais a été partagée entre les 4 relais. On constate que pour un faible nombre de relais, la poudre selon l'invention est équivalente à la balistite, sans présenter de phénomène d'exsudation, et que pour un nombre plus important de relais la poudre selon l'invention donne des résultats supérieurs à la balistite. REVENDICATIONS 1 - Poudre à la nitrocellulose et au nitrate de polyvinyle, le rapport pondéral nitrate de polyvinyle/nitrocellulose étant compris entre 0,10 et 0,66 caractérisée en ce qu'elle contient un élément métallique fortement réducteur choisi dans le groupe constitué par l'aluminium et le magnésium. 2 - Poudre selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élément métallique est l'aluminium. 3 - Poudre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la teneur pondérale de l'élément métallique par rapport à l'ensem ble nitrocellulose-nitrate de polyvinyle est comprise entre O et 5 7. 4 - Poudre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la granulométrie de l'élément métallique est voisine de 20 microns. 5 - Poudre selon l'une quelconque des revendication$ 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle est rendue poreuse par incorporation au moment du malaxage d'un sel minéral soluble éliminé au moent du trempage. 6 - Poudre selon la revendication 5 caractérisée en ce que la teneur pon dérale en sel minéral par rapport à l'ensemble nitrocellulose-nitrate de polyvinyle est comprise entre O et 60 7.