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Patent 1288950 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1288950
(21) Application Number: 520299
(54) English Title: MANUFACTURING PROCESS FOR A DOUBLE BASED PROPULSIVE COMPOUND WITH LIGHTFLAME EMISSION BRIGHTNESS, AND PROPULSIVE COMPOUND THUS MADE
(54) French Title: PROCEDE DE FABRICATION D'UNE COMPOSITION PROPULSIVE DOUBLE-BASE A FAIBLE EMISSION DE LUEUR DE FLAMME ET COMPOSITION PROPULSIVE AINSI OBTENUE
Status: Expired
Bibliographic Data
(52) Canadian Patent Classification (CPC):
  • 52/42
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C06B 25/18 (2006.01)
  • C06B 23/04 (2006.01)
  • C06B 25/24 (2006.01)
(72) Inventors :
  • LAGREZE, RICHARD (France)
  • MALESCOT, GEORGES (France)
(73) Owners :
  • SNPE MATERIAUX ENERGETIQUES (France)
(71) Applicants :
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1991-09-17
(22) Filed Date: 1986-10-10
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
85.15170 France 1985-10-14

Abstracts

French Abstract



P R E C I S

La présente invention se rapporte à un pro-
cédé de fabrication par la méthode de moulage, d'une
composition propulsive double-base contenant des addi-
tifs balistiques et consistant a mouler une poudre à
mouler à base de nitrocellulose avec un solvant de
moulage à base d'une huile nitrée, dans lequel la
poudre à mouler est constituée par un mélange d'au
moins deux poudres dont l'une, la première, contient
des agents anti-lueur, caractérisé en ce que ladite
première poudre contient au plus 25% en poids d'agents
anti-lueur, le rapport pondéral entre ladite première
poudre et ladite seconde poudre dans la poudre à mouler
étant compris entre 15/85 et 50/50.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


REVENDICATIONS:

l. Procédé de fabrication par la
méthode de moulage, d'une composition propulsive
double-base ayant un potentiel d'au moins 3330
Joules, libre de post-combustion et contenant des
additifs balistiques, qui consiste à mouler une
poudre à mouler à base de nitrocellulose avec un
solvant de moulage à base d'une huile nitrée, dans
lequel la poudre à mouler est constituée par un
mélange d'au moins deux poudres dont l'une, la
première, contient des agents anti-lueur, ladite
première poudre contenant au plus 20% en poids
d'agents anti-lueur, le rapport pondérale entre
ladite première poudre et la seconde poudre dans la
poudre à mouler étant compris entre 50:50 et 15:85.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que la concentration de la
première poudre dans la poudre à mouler est
d'environ 40 à 50% en poids, et la concentration
d'agents anti-lueur dans ladite première poudre est
d'environ 10%.

3. Procédé de fabrication par la
méthode de moulage d'une composition propulsive
double-base ayant un potentiel d'au moins 3330
Joules, libre de post-combustion et ayant un
coefficient de température négatif, ladite
composition contenant des additifs balistiques, qui
consiste à mouler une poudre à mouler à base de
nitrocellulose avec un solvant de moulage à base
d'une huile nitrée, dans lequel la poudre à mouler
est constituée par un mélange d'au moins deux
poudres, dont l'une, la première, contient des


- 11 -

agents anti-lueur, ladite première poudre contenant
10% en poids d'agents anti-lueur, et ladite poudre
à mouler contenant entre 15 et 35% en poids de
ladite première poudre.

4. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la concentration de la première poudre
dans la poudre à mouler est d'environ 40% en poids,
et la concentration d'agents anti-lueur dans ladite
première poudre, est d'environ 7% en poids, la
composition propulsive double-base ayant un
coefficient de température négatif.

5. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la concentration de la première poudre
dans la poudre à mouler est d'environ 40% en poids,
et la concentration de bitartrate de potassium en
tant qu'agent anti-lueur dans ladite première
poudre, est d'environ 20% en poids, la composition
propulsive double-base ayant un coefficient de
température négatif.

6. Procédé selon la revendication 3,
dans lequel la concentration de sulfate de
potassium en tant qu'agent anti-lueur dans la
première poudre, est d'environ 10% en poids.

7. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la première poudre et la seconde poudre
contiennent comme additifs balistiques des
catalyseurs de combustion.

8. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la seconde poudre contient comme
additifs balistiques des catalyseurs de
combustions.

- 12 .

9. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel les agents anti-lueur sont choisis dans
le groupe comprenant le sulfate de potassium, le
nitrate de potassium, le fluorure d'aluminium et de
potassium et l'hydrogénotartrate de potassium.

10. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel la première et la seconde poudre
contiennent une huile nitrée.

- 13 -

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


395~




Procédé de fabrication_d'une composition propulsive double-base a
faible émi~sion de lueur de flamme, et composition propulsive ain-
si obtenue.

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une
composition propulsive ou propergol double-base par la méthode de
moulage, et une composition obtenue par ce procédé.

Elle a plus particulièrement pour objet Lm procédé de fabrication
d'un propergol double-base ~ faible coefficient de température et
a faible émission ae lueur de flamme.

Un propergol double-base comprend essentiellement deL~ consti-
tuants énergétiques, à savoir un nitrate de cellulose~ tel que,
par exemple, la nitrocellulose, et une huile nitrée, telle que,
par exemple, la nitroglycérine.

Ces compositions peuvent être fabriquées par différents procédés,
tels que le procédé sans dissolvant avec 0xtrusion de la composi
tion, ou le procédé dit de moulage. Ce dernier procédé consiste à
réaliser une poudre à mouler contenant la nitrocellulose à la-
quelle sont ajoutés des additifs balistiques, des plastifiants et
éventuellement une faible proportion d'huile nitrée, puis à géla-
tiniser cette poudre avec un solvant de moulage, constitué par
l'huile nitrée et un solvant inerte tel que la triacétine ayant




:
'
.. .
-,:.

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' ' ' ',. , ~: :, :

- : , , :.
' . : ~

i28~i0


comme fonction de flegmatiser l'huile nitrée. Pour cette étape, la
poudre à mouler est disposée dans un moule, puis le solvant de
moulage est alimenté dans celui-ci jusqu'à ce que la poudre soit
entièrement submergée. Le bloc de propergol moulé subit ensuite un
traitement thermique pour terminer la gélatinisation de la nitro-
cellulose.

Pour obtenir des propriétés balistiques élevées, il est souvent
nécessaire d'ajouter des catalyseurs de combustion qui accélèrent
la vitesse de combustion du propergol. Ces catalyseurs sont géné-
ralement des sels de plomb ou de cuivre, et du noir d'acétylène.

En outre, il est également souhaitable d'additionner des modifica-
teurs balistiques qui n'agissent pas sur la vitesse de combustion,
mais sur les conditions de fonctionnement du propulseur et notam-
ment, la composition et la température des gaz de combustion. Ain-
si, ces additifs peuvent être notamnent des agents anti-lueur at-
ténuant les lueurs de flamme.

En effet, les gaz de combustion peuvent contenir des composés non
entièrement oxydés et qui au contact de l'oxygène de l'air en sor-
tie de la tuyère du propulseur, peuvent s'enflammer. Ce phénomène
est généralement appelé la postcombustion.

Ces lueurs de flamme sont gênantes car elles nuisent à la discré-
tion de l'engin propulsé et peuvent perturber fortement le guiaage
de l'engin, notamment quand celui-ci est assuré par radar ou
rayonnement infra rouge.

Pour atténuer et même supprimer ces lueurs, on ajoute des sels
qui empêchent la réinflammation de ceux-ci. Ces sels sont généra-
lement incorpor~s dans le propergol et entraînés dans les ga~ lors




~ .

.




,, r

~Z8~0




de sa combustion.

On s'est apercu que l'addition de ces sels avait une in~luence né-
faste sur la vitesse de combustion du propergol.




Il a alors été proposé, nota~ment dans le brevet américain
n 3.960.621, de fabriquer un propergol par la méthode de moulage
en utilisant comme poudre à mouler, un mélange de poudres dont
l'une, la première, contient comme adclitifs balistiques uniquement
les agents anti-lueur, et l'autre, la seconde, contient les autres
additifs balistiques et notamment les catalyseurs de combustion.
La teneur en agent anti-lueur dans la première poudre est élevée,
comprise entre 20 et 70 % en poids, et la proportion entre la
première et la seconde poudre dans la poudre à mouler est de l'or-
dre de 5/95.

Les propergols ainsi obtenus présentent des propriétés balistiquessatisfaisantes.

Toutefois, ce procédé ne permet pas d'obtenir des propergols à
coefficient de température faible, et l'effet d'atténuation des
lueurs de flamme ne se produit pas quand le propergol est utilisé
dans des conditions sévères de fonctionnement, notamment lorsque
la tuyère du propulseur n'est pas adaptée ou que des obstacles se
trouvent dans le divergent de celle-ci.

Par coefficient de température d'un propergol on entend le taux de
variation de la vitesse de combustion pour une élévation de tempé-
rature de 1C. Cette valeur est une des caractéristiques d'une
composition propulsive. Ainsi, un propergol à faible coefficient
de température pourra être utilisé dans n'importe quelle condition
de température, sa vitesse de combustion restant sensiblement
constante.

Par ailleurs, une tuyère est dite adaptée si sa forme et ses




'



,,

~Z813950




dimensions permettent d'obtenir une pression des gaz de cornbustion
en sortie de tuyère sensiblement égale a la pression ambiante.

La présente invention a notamment pour but de proposer un procédé
de fabrication d'un propergol double-base ayant un coefficient de
température faible et même négatif, tout en ne présentant pas de
lueur de flamme et en conservant un niveau de propriétés balis-
tiques semblable à celui des propergols équivalents ne contenant
pas d'agents anti-lueur.
A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication, par la
méthode dite de moulage, d'une composition propulsive double-base
contenant des additifs balistiques et consistant à mouler une pou-
dre à mouler à base de nitrocellulose avec un solvant de moulage à
base d'une huile nitrée, dans lequel la poudre à mouler est cons-
tituée par un mélange d'au moins deux poudres dont l'une, la pre-
mière, contient des agents anti-lueur, caractérisé en ce que la-
dite première poudre contient au plus 25 % en poids d'agents
anti-lueur, le rapport pondéral entre ladite première et ladite
seconde poudre dans la poudre à mouler étant compris entre 15/85
et 50/50

De préférence, la première poudre comprend au minimum 5 % en poids
d'agents anti-lueur, avantageusement entre 5 et 20 ~ en poids.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la première et la-
dite seconde poudre contiennant également, com~e additifs balis-
tiques des catalyseurs de combustion.

Toutefois, les catalyseurs de combustion peuvent être contenues
uniquement dans la seconde poudre.

En ~utre, la seconde poudre précitée a un coefficient de tempéra-
ture faible et de préférence négatif.




,
.




- : : , ;

~12~ SO
~insi, 1 ' utilisation d'une poudre non chargée en agents anti-
lueur, appelée seconde poudre, et d'lme poudre chargée à un taux
faible en agents anti-lueur appelée première poudre, permet d'ob-
tenir une composition propulsive ayant un coefficient de tempéra-
ture sensiblement VoisiA de celui de ]a seconde poudre.

En outre, le niveau de vitesse de combustion de la composition
propulsive conforme à l'invention est sensiblement égal a celui
d'une composition équivalente ne contenant pas d'agents anti-

lueur.

De plu5, l'effet anti-lueur est renforcé, car on n'observe plus de
phénomène de postcombustion lors de la combustion du propergol,
même dans des conditions sévères de fonctionnement, et notamment
lors de la combustion avec une tuyère non adaptée, ou présentant
des obstacles dans son dlvergent.

Aussi bien la première que la seconde poudre, peuvent contenir
d'autres additifs balistiques, tels que des agents anti-

instabilité, des agents énergétiques comme des nitramines.

Par le terme additifs balistiques, on entend généralement tous lescomposés ajoutés dans un propergol et influençant soit la combus-
tion de celui-ci, ces additifs sont appelés catalyseurs de combus-

tion, soit la flamme ou les propriétés des gaæ comme les agentsanti-instabilité, les agents énergétiques, les agents anti-lueurs,
ces additifs sont dits agents ne catalysant pas la combustion.

Les catalyseurs de combustion utilisés usuellement dans les pro-

psrgols double-base et déjà connus de l'homme du métier sont con-
venables pour l'invention. On peut citer, à titre d'exempls, comme
accélérateur de combustion, le noir d'acétylène, les sels de
plomb, les sels de cuivre tels que les oxydes de plomb, les oxydes
de cuivre, les salicylates, octoates, stéarates et résorcylates de
plomb ou de cuivre.




.
' '



,
..
;~ .

~2~


On peut également uti]iser des ralentisseurs de combustion tels
que par exemple l'acétoisobutyrate de saccharose (SAIB) ou l'octo-
acétate de saccharose ~OAS).

Comme agents anti-lueur convenables pour l'invention, on peut ci-
ter, à titre d'exemple, le sulfate de potassium, le nitrate de po-
tassium, l'hydrogénotartrate de potassium ou le ~luorure d'alumi-
nium et de potassium appelé également cryolithe. Cette liste n'est
pas limitative et est donnée uniquement à titre indicatif.
Par ailleurs, comme il est connu de l'homme du métier, la poudre à
mouler, en d'autres termes les première et/ou seconde poudres la
constituant, contient également une huile nitrée, la nitrogly-
cérine étant l'huile la plus utilisée. Elle peut également conte-
nir un plastifiant tel que le dioctyle ph-talate, par exemple.

Selon l'invention, la teneur pondérale en agent anti-lueur est, de
préférence, inférieure ou égale à 20 % dans la première poudre.

D'autres détails et caractéristiques seront mieux compris et il-
lustrés au vu des exemples non limitatifs donnés ci-dessous à ti-
tre indicatif uniquement.

on prépare plusieurs poudres A à L, selon un procédé classique,
consistant à dissoudre de la nitrocellulose déshydratée dans un
solvant éther-alcool ou acétone-alcool. Puis pendant la phase de
malaxage, on ajoute un plastifiant, des additifs balistiques et
éventuellement une huile nitrée et un stabilisant. La pâte ainsi
obtenue est alors étirée, extrudée en forme de grains permettant
un bon remplissage du moule, puis essorée et éventuellement trem-
pée, sèchée, et mélangée.

Les compositions des différentes poudres préparées sont réperto-
riées dans le tableau I ci-dessous.




~; '' ~ `' .'
' .: ~' . .~: :. ' ;.

:; :

~889~;0




A ~ B 1 C
¦ NC91 43,5 57,4 81 75 91 67 67 72,5 76 63
¦Ng - - - - 15 15 ~ 15 15 15 15
IDOP 4 2 2,6 3,6 5 4 _ _ 3,5 5
¦ SAIB 3 "8 3,8
PbO 1,5 0,75 1 1,35 1,5 1,5 1,1 1,1 1
CU2O 1,5 0,75 1 1,35 1,5 1,5 1,1 1,1
2-NDPA 2 3,0 2,0 2,0 2 1 2
Cent. 3 3,0 3,0 2,7
NA 0,05 0,02 0,03 0,05 0,20 0,03 0,04 0,04 0,05
CrYO. 50,0 35,0 10 10
X250~ ~ _I_ lO 7 27



¦ (X10 3) ~ 0~2 ~ 0,61 D,2¦ ~ 1
TABLEAV I

- Nc : nitrocellulose contenant 12,6 ~ d~azote
Ng : nitroglycérine
- DOP : dioctyle phtalate
- SAIB : acétoisobutyrate de saccharose
2-NDPA 2 N-diphénylamine
- N.A. : noir d'acétylène
- Cent. : centralite
- Cryo. : cryolithe de potassium à 1 % de DOP
- HR : hydrogénatartrate de potassium
- Coef. : coefficient de température



,

~. . . .
.
;


, ~ . ...

95~




On prépar~ plusieurs poudres à mouler par mélange de deux ou plu-
sieurs des poudres A à L ci-dessus, par exemple dans un drageoir
pendant 15 minutes.

S Chaque poudre à mouler ainsi o~tenue est ensuite dispos~e dans un
moule puis gélatinisée avec un 801vant de moulage de compo~ition
suivante :

Solvant A Solvant B
- Nitroglycérine : 7B ~ - Ni~roglycérine : 72 %
- Triacétine : 21 ~ - Triac~tine : 27
- 2-NDPA : 1 ~ - 2-NDPA ~ 1 ~

le taux de remplissage, pour chaque composition prépar~e est de
60 ~. Par taux de remplissage on entend le rapport de la masse de
poudre alimentée dans le moule à la masse du propergol terminé.

La composition obtenue est ensuite ~OumiBe à un traitement ther-
mique usuel.

Les compositions sont testées en tir au banc avec des tuyères dés-
aaaptées et contenant un intercepteur de jet situé dans le plan de
sortie. Dans le banc utilisé, l'intercepteur de jet obture 30
environ de l'aire de sortie du divergent de la tuyère.

Les compositions test~es ont un potentiel de 3553 joules/g environ
et brûlent à une vitesse de combustion de 9 mm/8 environ à une
pression d'environ 8 NPa.
Les résultats obtenus pour chaque co~position sont rassemblés dans
le tableau II ci-~es~ous. Les proportions de chaque poudre A ~ L
dans la poudre à mouler sont données en pourcentage pondéral. Les
compositions des essais 1 à 4 sont obtenus avec le solvant de ~ou-
lage A, tandis gue celles des essais 5 à 1~, ont été obtenues avecle solvant B.




' . ~ : ' ; ., ' .

so




----1- ----' --' --- `--I '------
1 2 ¦ 3 4 5 6 7 8 9 10 t1 12
-- 1--- _ _ .~_ _ ._ _ ___
5¦ A 84,63 88,25 65,86 50

B 605 60 5 ¦ 75 5 60


10¦ B 11,75

C 15,37~ 39~


G 4040

2515




25 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
¦Coef.¦ 0,8 ¦ 0,5 1,3 2,6 0,3 1,3 0,5 - 0,2 - 0,6 - 0,7 - 0,4 -0,4
1- 1 1 ~ I I I I ~ I I
IP I 34561 34561 33301 34271 35821 36571 36241 3~241 36201 35951 361613607
- I -I I I - ----I I ---t
¦PC ¦ oui ¦ oui ¦ oui ¦ non¦ non ¦ non ¦ non ¦ non ~ non ¦ non ¦ non ¦ non

TABLEAU II
- Coef. : coefficient de températu~e (X10-3)
- p potentiel en Jo~le
- PC : post-co~bustion



.
, ~.

. , ~ , ~ ,
,


:~ ' "`: ~ `' ,
,

95~)


Les essais 1,2,3 sont des essais comparatifs et correspondent au
procédé décrit dans le brevet américain n 3960621. Les résultats
montrent que le phénomène de postcombustion n'est pas supprimé,
même dans l'essai 3 dont la poudre à mouler a été obtenue avec une
proportion élevée de poudre (C) chargée avec un agent anti-lueur.

Dans tous les autres essais conformes à l'invention, le phénomène
de postcombustion ne se produit pas et on peut obtenir des compo-
sitions à coefficient de température faible et même négatif (es-
sais 8 à 12).

L'invention n'est pas limitée aux exemples. Ainsi, les teneurs en
nitrocellulose, nitroglycérine, plastifiant ou catalyseurs de com-
bustion dans la poudre à mouler ne sont pas critiques, il en est
de même pour le taux de remplissage et la composition du solvant
de moulage.




.. ..

., .




: : .

Representative Drawing

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Administrative Status

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Title Date
Forecasted Issue Date 1991-09-17
(22) Filed 1986-10-10
(45) Issued 1991-09-17
Expired 2008-09-17

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Registration of a document - section 124 $0.00 1987-01-21
Maintenance Fee - Patent - Old Act 2 1993-09-17 $100.00 1993-08-18
Maintenance Fee - Patent - Old Act 3 1994-09-19 $100.00 1994-09-12
Maintenance Fee - Patent - Old Act 4 1995-09-18 $100.00 1995-09-08
Maintenance Fee - Patent - Old Act 5 1996-09-17 $150.00 1996-09-09
Maintenance Fee - Patent - Old Act 6 1997-09-17 $150.00 1997-09-05
Maintenance Fee - Patent - Old Act 7 1998-09-17 $150.00 1998-09-04
Maintenance Fee - Patent - Old Act 8 1999-09-17 $150.00 1999-09-07
Maintenance Fee - Patent - Old Act 9 2000-09-18 $150.00 2000-09-05
Maintenance Fee - Patent - Old Act 10 2001-09-17 $200.00 2001-07-25
Registration of a document - section 124 $50.00 2002-08-15
Maintenance Fee - Patent - Old Act 11 2002-09-17 $200.00 2002-09-03
Maintenance Fee - Patent - Old Act 12 2003-09-17 $200.00 2003-09-16
Registration of a document - section 124 $100.00 2004-07-06
Maintenance Fee - Patent - Old Act 13 2004-09-17 $250.00 2004-09-17
Maintenance Fee - Patent - Old Act 14 2005-09-19 $250.00 2005-09-16
Maintenance Fee - Patent - Old Act 15 2006-09-18 $450.00 2006-09-14
Maintenance Fee - Patent - Old Act 16 2007-09-17 $450.00 2007-09-10
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
SNPE MATERIAUX ENERGETIQUES
Past Owners on Record
LAGREZE, RICHARD
MALESCOT, GEORGES
SNPE
SOCIETE NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 1993-12-23 10 350
Drawings 1993-12-23 1 13
Claims 1993-12-23 3 92
Abstract 1993-12-23 1 23
Cover Page 1993-12-23 1 20
Fees 1998-09-04 1 50
Fees 2003-09-16 1 36
Fees 2002-09-03 1 41
Fees 2001-07-25 1 43
Fees 2006-09-14 1 45
Fees 2004-09-17 1 39
Fees 1997-09-05 1 47
Fees 1999-09-07 1 50
Fees 2000-09-05 1 42
Fees 2005-09-16 1 37
Fees 2007-09-10 1 45
Fees 1996-09-09 1 41
Fees 1995-09-08 1 35
Fees 1994-09-12 1 30
Fees 1993-08-18 1 32