Brevet FR2278658A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne un procédé de lissage différentiel des poudres simple base à la nitrocellulose au moyen de deux modérateurs de combustion. Il est connu depuis longtemps d'enduire en surface les grains de poudre à simple base à la nitrocellulose d'un agent modérateur pour obtenir un allumage régulier et progressif de l'ensemble des grains de poudre. L'agent modérateur est introduit en fin de fabrication du grain de poudre lors du "lissage" de la poudre ; il pénètre légèrement le grain de poudre formant une couche superficielle de faible potentiel qui servira à assurer un bon allumage du grain de poudre. L'agent modérateur doit etre un corps présentant un potentiel négatif pour diminuer celui de la nitrocellulose, on a employé divers types de corps chimiques comme modérateurs, les plus répandus étant les centralites (urées substituées). L'emploi d'un seul modérateur de combustion laisse subsister un inconvénient majeur des poudres à la nitrocellulose, è savoir leur coefficient de température élevé. Le coefficient de température caractérise la variation de la pression de combustion de la poudre avec la température ainsi que sa variation de vitesse de combustion avec la température. Pour qu'une poudre soit utilisable de façon fiable dans de grandes gazes de températures, il faut qu'elle ait un coefficient de température aussi faible que possible. On a cherché améliorer le coefficient de température des poudres è simple base la nitrocellulose, encore appelées "poudres B", en utilisant un mélange de deux modérateurs, l'un des modérateurs étant un ester d'acide aromatique et l'autre une urée. Les modérateurs en général utilisés sont les esters de l'acide phtalique et les centralites. Des techniques de lissage avec des couples phtalate/centralite sont par exemple décrites dans les brevets français II73I8I, 2I09588 et II903I7. Il n'en demeure pas moins que mSme avec ces couples de modérateurs, les coefficients de température des poudres ainsi obtenues sont encore relativement élevés. I1 a été maintenant découvert par la demanderesse que l'on peut abaisser notablement le coefficient de température des poudres B en procédant à un lissage différentiel des poudres B l'aide de deux modérateurs de combustion, l'un des modérateurs étant un hydrocarbure aromatique nitré, l'autre étant une cétone. L'invention concerne également le procédé de lissage, on procède à un lissage dit différentiel, c'est-à-dire en deux étapes, dans une première étape on procède au lissage par l'hydrocarbure aromatique nitré, dans une seconde étape on procède au lissage par la cétone. On peut ainsi avoir des zones de pénétration différentes pour les deux aodérateurs, le composé nitré pénétrant plus profondément que la cétone.La présente invention permet donc d'avoir des poudres à très faible coefficient de température et en même temps très progressives puisque chaque grain de poudre présente trois couches - une couche externe à très faible potentiel composée de nitrocellulose, du composé nitré et de la cétone, - une couche intermédiaire à potentiel un peu plus élevé composée de nitro cellulose et du composé nitré, - une couche interne à fort potentiel composée de nitrocellulose. I1 va de soi que dans tout ce qui vient d'être dit comme dans ce qui suit, le terme nitrocellulose désigne de façon générale, sauf précision particulière, la nitrocellulose proprement dite et les additifs usuels des poudres B bien connus de l'homme de métier. Les hydrocarbures aromatiques nitrés, utilisables selon la présente invention, sont choisis parmi les hydrocarbures nitrés aromatiques non substitués ou substitués par un ou plusieurs groupes alkyle et plus particulièrement parmi les hydrocarbures suivants : le dinitro-I,3 benzène, le dinitro I,4 benzène, le nitrobenzène, le dinitro-2,4 toluène, le dinitro-3,5 toluène. Les cétones, utilisables selon l'invention, sont préférentiellement choisies dans le groupe constitué par les cétones suivantes : le camphre, l'acétophénone, la benzophénone et la méthyl-4 heptanone. Selon une réalisation préférée de l'invention, on utilise comme couple de modérateurs le dinitro-3,5 toluène et le camphre. Le procédé de lissage selon l'intention consiste à procéder dans un drageoir au lissage des grains de poudre, successivement, avec une solution alcoolique du composé nitré, puis avec une solution alcoolique de la cétone. Les quantités de modérateurs employés étant celles habituellement employées par l'homme de métier soit environ quelques pourcents de la masse totale de poudre à lisser. Selon une variante préférée de l'invention, on n'introduit pas dans le drageoir la quantité totale de solution contenant le modérateur nitré en une seule opération, mais on procède en plusieurs étapes, en n'introduisant à chaque fois qu'une fraction de la solution de modérateur nitré et en faisant tourner le drageoir entre chaque introduction. On procède ensuite de meme pour l'introduction de la solution contenant la cétone. On obtient ainsi une pénétration plus profonde et plus homogène des modérateurs. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de mise en oeuvre qui suit et qui n'est cité qu'à titre d'exemple non limitatif. Exemple On utilise une poudre B ayant la composition suivante Nitrocellulose (taux d'azote I3,3 Z) 100 parties en poids Diphénylamine 1,2 Sulfate de potassium 0,5 Cette poudre est fabriquée selon le procédé classique dit "avec solvant" en utilisant comme solvant un mélange alcool-éther. La poudre est étirée à la presse à travers une filière munie d'une broche à sept dents de manière à obtenir des grains de poudre à sept trous. Après étirage, la poudre est découpée de manière à obtenir des petits cylindres de 2,96 mm de diamètre et de 3,3 mm de longueur. Les grains de poudre sont ensuite essorés, trempés et séchés. On prépare alors deux lots de poudre - Lot A : poudre, telle que décrite, et lissée avec un seul modérateur le camphre. - Lot B : poudre, telle que décrite, et lissée selon le procédé de l'inven tion en utilisant deux modérateurs : le dinitro-3,5 toluène et le camphre. Le lot A est traité conne suit -IO Kg de poudre sont ébarbées au drageoir avec 5 grammes de graphite. On traite ensuite la poudre avec une première solution contenant 800 g d'alcool à 850 et I80 g de camphre. Au bout d'environ 60 minutes on ouvre le drageoir, on évapore, et on traite la poudre avec une deuxième solution contenant 600 g d'alcool à 850Cet 100 g de camphre. On laisse tourner le drageoir pendant environ 60 minutes. La poudre est ensuite trempée et séchée et subit alors un graphitage avec 20 g de graphite. Le lot B (IO Kg de poudre) est traité clame suit - lissage au dinitro-3,5 toluène. On prépare une solution de dinitro-3,5 toluène ayant la composition suivante alcool éthylique 900 Gay Lussac : I Kg Dinitro-3,5 toluène 125 g On fractionne cette solution en trois parts égales et on introduit la solution en trois fois en faisant tourner le drageoir portes fermées chauffé à 600 C pendant 40 minutes entre chaque ajout de solution. Cette opération terminée, on laisse ensuite tourner le drageoir pendant I5 minutes portes ouvertes pour chasser les solvants. - lissage au camphre On procède d'une manière identique à celle décrite pour le lissage au dinitro-3,5 toluène à l'aide de la solution suivante - alcool éthylique 900 Gay-Lussac I Kg - camphre 230 g La poudre ainsi obtenue est ensuite trempée 48 heures à 600 C et séchée 10 heures à 600 C, elle subit pour finir un graphitage avec I5 g de graphite. On a tiré les deux lots de poudre dans un canon de 20 mm, l'obus pesant 90 g et la charge 54,4 g. On a mesuré la vitesse V25 de l'obus à 25 mètres du canon et la pression maximale PM dans la culasse. Les résultats de tirs ont été les suivants pour différentes températures T de tir T V25 PM + 21 C 1 248 m/s 3 643 bars Lot A - 54 C 1 205 m/s 3 027 bars + 74 C 1 312 m/s 4 817 bars + 21 C 1 263 m/s 3 681 bars Lot B - 54 C 1 193 m/s 2 998 bars + 74 C 1 284 m/s 4 130 bars Si l'on compare les variations de vitesse #VT1/T2 entre les températures T1 et T2 ainsi que les variations de pression # PT1/T2 correspondantes, on observe les résultats suivants : Lot A Lot B #V 21/-54 43 m/s 70 m/s I I I T w t #V 14/21 64 m/s 21 m/s #V 74/-54 107 m/s 91 m/s #P 21/-54 616 bars 683 bars #P 74/21 1 174 bars 449 bars #P 74/-54 1 790 bars 1 132 bars On constate au vu de ces tableaux qu'une poudre B lissée selon l'invention présente par rapport à la même poudre B lissée selon une technique clas sique, malgré une sensibilité légèrement plus grande au froid, des propriétés balistiques supérieures, le gain sur la variation de vitesse du projectile entre + 740 C et - 540 C étant d'environ I5 % et le gain sur la variation de pression dans la chambre étant d'environ 35 7. La vitesse de combustion de la poudre n'a pas été mesurée mais on sait qu'elle varie de la meme façon que la vitesse du projectile, on peut donc conclure que le procédé selon l'invention permet un abaissement notable du coefficient de température des poudres à simple base à la nitrocellulose. REVENDICATIONS I) Procédé de lissage des poudres à simple base à la nitrocellulose à l'aide de deux modérateurs de combustion caractérisé en ce que l'on opère en deux étapes - dans une première étape on procède au lissage de la poudre par une solu tion alcoolique d'un hydrocarbure aromatique nitré, - dans une seconde étape on procède au lissage de la poudre par une solu tion alcoolique d'une cétone. 2) Procédé selon la revendication I caractérisé en ce que l'hydrocarbure aro matique nitré est choisi dans le groupe constitué par les hydrocarbures aromatiques nitrés non substitués et les hydrocarbures aromatiques nitrés substitués par un ou plusieurs groupes alkyle. 3) Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'hydrocarbure aro matique nitré est choisi dans le groupe constitué par le dinitro-I,3 ben zène, le dinitro-I,4 benzène, le nitrobenzène, le dinitro-2,4 toluène et le dinitro-3,5 toluène. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3 caractérisé en ce que la cétone est choisie dans le groupe constitué par le camphre, l'acé tophénone, la benzophénone et la méthyl-4 heptanone. 5) Procédé selon la revendication I caractérisé en ce que lthydrocarbure aro matique nitré est le dinitro-3,5 toluène et que la cétone est le camphre. 6) Procédé selon llune quelconque des revendications I à 5 caractérisé en ce que lors de chacune des deux étapes de lissage la solution alcoolique de modérateur est ajoutée en plusieurs fois.