Brevet FR2545478A1 — publié le 19841109

La présente invention a pour objet une composition explosive, moulable à froid et son pro- cédé de préparation. De façon plus précise, elle concerne des compositions explosives contenant un explosif puis- sant et un liant thermoplastique, qui se présentent sous la forme d'une poudre moulable à froid. Généralement, les compositions explosives sont constituées par une charge d'explosif dispersée dans un liant thermoplastique ou thermodurcissable, et la pratique habituelle pour obtenir de telles compositions est d'enrober une poudre d'explosif par le liant thermoplastique ou thermodurcissable et de consolider ensuite la poudre enrobée par compres- sion. Lorsqu'on utilise un liant thermoplasti- que, tel que ceux décrits dans les brevets améri- cains N O 3 173 817 et 3 440 115, il est nécessaire de réaliser l'étape de compression à chaud. Lorsqu'on utilise des liants thermodur- cissables, tels que ceux décrits dans les brevets français N O 2 268 770 (Commissariat à l'Energie Atomique), 2 144 938 (Etat Français), 2 241 514 (Messerschmitt), 2 138 513 (Commissariat à l'Energie Atomique) et 2 225 979 (Etat Français), on doit également réaliser dans la plupart des cas la compression à chaud pour obtenir les caractéristi- ques souhaitées. La réalisation de cette étape de compres- sion à chaud pose certains problèmes lorsqu'on veut mettre la composition explosive sous une forme par- ticulière En effet, il est nécessaire dans ce cas de préparer tout d'abord un bloc par compression à chaud et de réusiner ensuite le bloc obtenu De ce fait, la mise en oeuvre d'une étape de compression à chaud est techniquement et économiquement très oné- reuse. Toutefois, certaines compositions d'ex- plosifs enrobés dans des liants thermodurcissables peuvent être comprimées à froid ou extrudées comme cela est décrit dans le brevet européen N O 003 6481 (Delsenroth) Dans ce cas, on utilise un liant à base de polyuréthane et on réalise l'opération d'en- robage en utilisant une dispersion aqueuse de poly- uréthane Cependant, la poudre d'explosif enrobé ainsi obtenue ne présente pas une stabilité satis- faisante au stockage et elle doit, de ce fait, être moulée rapidement En effet, les liants thermodur- cissables ne sont pas stables dans le temps car ils se réticulent et se polymérisent lentement, et ceci est néfaste pour réaliser ensuite dans de bonnes conditions l'étape de compression de la poudre d'ex- plosif enrobé de liant. La présente invention a précisément pour objet une composition explosive qui, bien qu'elle comprenne un liant thermoplastique, présente l'avantage d'être moulable à la température ambian- te, et d'être stable dans le temps. La composition explosive, selon l'inven- tion, se caractérise en ce qu'elle comprend: de 85 à 98 % en poids d'au moins un explosif choisi dans le groupe comprenant la cyclotétraméthylène- tétranitramine (octogène), la cyclotriméthylène- trinitramine (hexogène), le triaminotrinitroben- zène (TATB), le tétranitrate de pentaérythrite (pentrite) et l'hexanitrostilbène (HNS), de 1,5 à 11 % en poids d'un liant thermoplastique constitué par un élastomère chloré et/ou fluo- ré, et de 0,5 à 4 % d'un plastifiant fluoré. Selon l'invention, les élastomères chlo- rés et/ou fluorés susceptibles d'être utilisés comme liant thermoplastique sont des polymères et copoly- mères d'hydrocarbures fluorés tels que le polytri- fluorochloroéthylène et les copolymères de trifluo- rochloroéthylène et de fluorure de vinylidène. De préférence, le liant thermoplastique est un copolymère de trifluorochloroéthylène et de fluorure de vinylidène par exemple le produit com- mercialisé sous la marque "Voltalef BP 5500 ". Selon l'invention, les plastifiants fluo- rés susceptibles d'être utilisés sont des polymères à bas poids moléculaire. De préférence, le plastifiant fluoré est un polymère de trifluorochloroéthylène ayant un poids moléculaire de 500 à 1000, par exemple l'huile commercialisée sous la marque "Voltalef S 10 ". Avantageusement, dans la composition ex- plosive de l'invention, le rapport pondéral plasti- fiant/liant est d'environ 1 / 3 à 1/1. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la composition explosive comprend: 96 % d'octogène, 3 % d'élastomère consttuéparun copolymère de tri- fluorochloroéthylène et de fluorure de vinylidè- ne, et 1 % de polymère fluoré ayant un poids moléculaire de 500 à 1000. Grâce au choix du liant thermoplastique et à l'adjonction d'un plastifiant fluoré, les composi- tions explosives de l'invention préparées sous la forme de poudres peuvent comprendre une forte pro- portion d'explosif (jusqu'à 98 %), et être mises sous la forme voulue par moulage à froid même après une période de stockage relativement longue, allant par exemple jusqu'à plus de 12 mois. Les compositions explosives de l'inven- tion peuvent être préparées par des procédés classi- ques Cependant, selon l'invention, on préfère, pour des raisons de sécurité, préparer la composition explosive à partir d'une suspension dans l'eau de la poudre d'explosif. Aussi, l'invention a également pour objet un procédé de préparation d'une poudre d'explosif enrobé d'un liant thermoplastique, moulable à froid, caractérisé en ce qu'il consiste: a) à dissoudre dans un solvant organique non mis- cible à l'eau, un liant thermoplastique consti- tué par un élastomère chloré et/ou fluoré et un plastifiant fluoré, b) à mettre en suspension dans de l'eau une poudre d'au moins un explosif choisi dans le groupe comprenant l'octogène, l'hexogène, le triami- notrinitrobenzène, le tétranitrate de penta- érythrite et-l'hexanitrostilbène, c) à chauffer la suspension à une température in- férieure à 1000 C, d) à faire couler goutte à goutte dans la suspen- sion ainsi chauffée la solution de liant et de plastifiant obtenue dans l'étape a), e) à évaporer le solvant organique, f) à filtrer la suspension, et g) à laver et essorer la poudre d'explosif enrobé ainsi séparée du liquide de la suspension, et h) à sécher sous vide ladite poudre d'explosif. De préférence, selon l'invention, 60 % de la poudre d'explosif utilisée comme produit de dé- part dans l'étape b) a une granulométrie de 200 à 630 1 im et 30 % de la poudre d'explosif utilisée comme produit de départ dans l'étape b) a une granulomé- trie au plus égale à 100 um. 2545478 i Ceci permet en particulier d'obtenir lors de la compression de la poudre un tassement plus grand de l'explosif. Les poudres obtenues par le procédé de l'invention peuvent être mises ensuite sous la forme voulue par des techniques classiques de moulage sous pression à la température ambiante, en utilisant de préférence une pression de 100 à 200 M Pa. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de l'exemple qui suit donné bien entendu à titre illus- tratif et non limitatif. Cet exemple illustre la préparation d'une composition explosive comprenant de l'octogène, un élastomère constitué par un copolymère de trifluoro- chloroéthylène et de fluorure de vinylidène (liant thermoplastique), soit le produit vendu sous la marque "Voltalef 5500 BP" et un plastifiant fluoré constitué par un polymère de trifluorochloroéthy- ylène ayant un poids moléculaire d'environ 800, soit le produit vendu sous la marque huile "Voltalef S 10 ". On prépare tout d'abord une solution du liant et du plastifiant en dissolvant à la tempéra- ture ambiante 750 g de Voltalef BP 5500 dans 10 1 d'acétate d'éthyle et en ajoutant ensuite à la solu- tion 250 g d'huile Voltalef S 10. On introduit dans un réacteur 14,4 kg d'octogène ayant une granulométrie de 200 à 630 %um et 9,6 kg d'octogène ayant une granulométrie de O à lim avec 1 i 00 1 d'eau, et on soumet l'ensemble à une agitation à 150 t/min On chauffe ensuite le contenu du réacteur à 50 C sous une pression réduite de 0,05 M Pa et on fait alors couler goutte à goutte dans le réacteur la solution de liant et de plasti- 2545478 ' fiant On augmente ensuite progressivement la tempé- rature du réacteur jusqu'à 900 C pour éliminer com- plètement le solvant organique. On refroidit ensuite l'ensemble et on filtre sur un filtre en tissu de 5 gm pour récupérer l'octogène enrobé On lave ensuite l'enrobé sous agitation à 350 t/min puis on l'essore à 1000 t/min On sèche ensuite la poudre obtenue dans une étuve sous vide pendant 48 h à 50 WC On obtient ainsi une poudre ayant une granulométrie moyenne de 1 mm. On vérifie les caractéristiques de la poudre obtenue en la soumettant aux essais de sécu- rité habituels qui consistent à déterminer: le dégagement gazeux lors d'une épreuve d'essai sous vide pendant 70 h à une température de 'C; la température de déflagration de l'explosif enro- bé; et la sensibilité au choc de la poudre. Les résultats obtenus sont les suivants: dégagement gazeux lors de l'essai sous vide pen- dant 70 h à 1200 C: 8 ml/100 g, température de déflagration: 271 'C, sensibilité aux chocs HT HO/HT O 0,30. On utilise ensuite la poudre enrobée pour préparer par moulage classique, réalisée à 200 C en appliquant 3 cycles de pression de 150 M Pa pen- dant 15 min, ou encore par moulage isostatique réali- sé dans les mêmes conditions ( 3 cycles à 200 C, sous M Pa pendant 15 min) une billette de 40 mm de diamètre et de 50 mm de hauteur. Dans le premier cas, la densité de la pièce obtenue est de 1,850 alors qu'elle est de 1,849 dans le cas du moulage par compression isosta- tique Ainsi, on obtient de très bons résultats dans les deux cas puisque la densité théorique est de 1,899. On effectue également des essais pour dé- terminer les propriétés détoniques de l'explosif ainsi obtenu. Les résultats sont les suivants: masse volumique: 1,849 g/cm 3, vitesse de détonation: 8830 m/s, On constate ainsi que l'explosif de l'in- vention possède de bonnes caractéristiques détoni- ques. 8. REVENDICATIONS 1 Composition explosive, caractérisée en ce qu'elle comprend: de 85 à 98 % en poids d'au moins un explosif choisi dans le groupe comprenant la cyclotétraméthylène- tétranitramine (octogène), la cyclotriméthylène- trinitramine (hexogène), le triaminotrinitro- benzène (TATB), le tétranitrate de pentaérythrite (pentrite) et l'hexanitrostilbène (HNS), de 1,5 à 11 % en poids d'un liant thermoplastique constitué par un élastomère chloré et/ou fluoré, et de 0,5 à 4 % d'un plastifiant fluoré. 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le liant thermoplastique est un élastomère constitué par un copolymère de tri- fluorochloroéthylène et de fluorure de vinylidène. 3 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le plastifiant fluoré est un polymère de trifluorochlo- roéthylène ayant un poids moléculaire de 500 à 1000. 4 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rap- port pondéral plastifiant/liant est d'environ 1/3 à 1/1. Composition explosive selon la reven- dication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend: 96 % d'octogène, 3 % d'élastomère constitué par un copolymère de trifluorochloroéthylène et de fluorure de vinyli- dène, et 1 % de polymère fluoré ayant un poids moléculaire de 500 à 1000. 6 Procédé de préparation d'une poudre d'explosif enrobé d'un liant thermoplastique, mou- lable à froid, caractérisé en ce qu'il consiste: 2545478 ' a) à dissoudre dans un solvant organique non mis- cible à l'eau, un liant thermoplastique consti- tué par un élastomère chloré et/ou fluoré et un plastifiant fluoré, b) à mettre en suspension dans de l'eau, une pou- dre d'au moins un explosif choisi dans le grou- pe comprenant l'octogène, l'hexogène, le tria-* minotrinitrobenzène, le tétranitrate de penta- érythrite et l'hexanitrostilbène, c) à chauffer la suspension à une température in- férieure à 100 C, d) à faire couler goutte à goutte dans la suspen- sion ainsi chauffée la solution de liant et de plastifiant obtenue dans l'étape a), e) à évaporer le solvant organique, f) à filtrer la suspension, et g) à laver et essorer la poudre d'explosif enrobé ainsi séparée du liquide de la suspension, et h) à sécher sous vide ladite poudre d'explosif. 7 Procédé selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que 60 % de la poudre d'explosif a une granulométrie de 200 à 630 lim et 40 % a une gra- nulométrie au plus égale à 100 lim.