Brevet FR2697833A1 — publié le 19940513

AGENT LIANT POUR CHARGE PROPULSIVE. 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 base de corps explosifs cristallins. 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 moyen de dispositifs de coulée. 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 façon négative sur la balistique interne de la charge. 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 empêchent une combustion régulière d'une telle charge propulsive. 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 la volatilité élevée des 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 propulsives dans des corps explosifs cristallins. 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 mélange revendiqué. 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 titre d'exemple on peut citer les polyéthylèneglycol, polypropylène- glycol, polyester ou polyétheralcool. 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 est également dénommé dans la suite "agent réticulant". 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 sont inférieures au rapport stoechiométrique. 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 l'introduction dans des charges propulsives est connue en elle-même. Leur proportion dans la charge propulsive est comprise entre 70 et % en poids et de préférence entre 80 et 90 % en poids. 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 propulsives connues. 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 explosif de la poudre propulsive. 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 isocyanates Ces corps brfllent également de façon régulière. 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 pour des munitions à gros calibres. EXEMPLES 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 0,7 partie en poids d'additif. 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 aux résidus correspond aux charges propulsives connues. 2 La méthode de préparation décrit dans l'exemple 1 a été répétée. 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 Additif: 2,1 parties en poids. L'additif comprenait en plus des agents émulsifiants et lubrifiants prévus à l'exemple 1 un modérateur de résidu. Le mélange ainsi obtenu a été coulé et durci à 40 C Les propriétés de charge propulsive correspondent à celles de l'exemple 1. REVENDICATIONS 1 Utilisation d'un mélange réticulable comprenant a) un polymère contenant des groupements hydroxyle et b) un polymère à base de 1,3- butadiène comportant des groupements pendants anhydride d'acide succinique à titre d'agents liants pour des charges propulsives à base d'explosif cristallin. 2 Utilisation du mélange réticulable selon la revendication 1 dans laquelle la réticulation s'effectue en l'absence d'un catalyseur de réticulation, par chauffage à une température supérieure à 35 C. 3 Utilisation du mélange réticulable selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle on utilise à titre de polymère contenant des groupements hydroxyle, des polymères à base 1,3-butadiène qui comportent des groupements hydroxyle primaires et/ou secondaires et d'une valeur hydroxyle de 5 à 200 (mg KOH/g).