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1/7
U n i t e d
S t a t e s P a t e n t 0
1
3 , 4 4 9 , 1 7 9
FLEXIBLE EXPLOSIVE
COMPOSITIONS
CONTAIN
ING
BLOCK
COPOLYMERS
S a b u r o
M i n e k a w a ,
Y o k o h a m a ,
K o r e t a k a Y a m a g u c h i ,
K a w a s a k i , a n d
Kazuo
Toyomoto a n d E i n o s u k e
F u j i
m o t o , Y o k o h a m a , a n d T e r u h i k o S u z u k i , N o b e o k a ,
J a p a n , a s s i g u o r s
t o
A s a h i K a s e i Kogyo K a b u s h i k i
K a i s h a ,
O s a k a , J a p a n , a
c o r p o r a t i o n o f
J a p a n
No D r a w i n g . F i l e d
A u g . 2 9 , 1 9 6 7 ,
S e r .
N o .
6 6 3 , 9 5 4
C l a i m s p r i o r i t y ,
a p p l i c a t i o n J a p a n , S e p t .
7 ,
1 9 6 6 ,
41/58,668
I n t . C l . C06b
3/00
US. l .
149-19 2 4
C l a i m s
ABSTRACT
OF THE DISCLOSURE
T h i s
i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
a n e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n con
s i s t i n g e s s e n t i a l l y
o f
a n e x p l o s i v e
c o m p o n e n t
c o m p r i s i n g
a
c a p - s e n s i t i v e
h i g h - e x p l o s i v e
c o mpoun d
s u c h
a s
n i t r i c
e s t e r s
a n d
n i t r a m i n e s
which
m a y
b e
e a s i l y i n i t i a t e d
u n d e r
a r e l e a s e d
c o n d i t i o n
by t h e c o n v e n t i o n a l d e t o n a t o r a n d
i f r e q u i r e d , . a n o x i d i z i n g
a g e n t , and
a n o n - e x p l o s i v e c o m
p o n e n t c o m p r i s i n g a
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r which i s a
b l o c k
c o p o l y m e r
c o n s i s t i n g o f
c o n j u g a t e d d i o l e ? n
s e g
m e n t s a n d m o n o v i n y l a r o m a t i c h y d r o c a r b o n
s e g m e n t s .
The
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n m a y b e
formed i n t o
a
s h e e t
o r s t r a n d . The
s h a p e d
e x p l o s i v e h a s a good
? e x i b i l i t y
and
a
g r e a t u t i l i t y a s an e x p l o s i v e t o be u s e d i n v a r i o u s
f a b r i c a t i o n
o f
m e t a l s .
BACKGROUND
OF THE
INVENTION
T h i s
i n v e n t i o n
r e l a t e s t o
an
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n ,
and
more
p a r t i c u l a r l y ,
i t r e l a t e s t o a n e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
f o r a s h a p e d e x p l o s i v e i n
s h e e t
o r
s t r a n d
f o r - m .
N o w a d a y s , s h a p e d e x p l o s i v e s i n t h e form o f a s h e e t
or a s t r a n d a r e
w i d e l y
used i n t h e
? e l d o f
f a b r i c a t i o n o f
m e t a l s ,
f o r e x a m p l e , s h a p i n g ,
j o i n i n g
o r w e l d i n g
a n d
s u r
f a c e
h a r d e n i n g
o f v a r i o u s m e t a l s .
T h e s e s h a p e d e x p l o s i v e s a r e r e q u i r e d t o
h a v e s u ? i c i e n t
? e x i b i l i t y a s w e l l a s s e l f s u p p o r t i n g a b i l i t y , a n d t h e e x p l o
s i v e
c o m p o s i t i o n s
f o r t h e s e s h a p e d e x p l o s i v e s m u s t b e
s h a p e d
i n t o
a n y d e s i r e d c o n ? g u r a t i o n d e p e n d i n g upon
t h e
s h a p e s o f
t h e w o r k p i e c e
a n d t h e
c o n d i t i o n s u n d e r
w h i c h t h e y a r e u s e d . T h u s ,
a
g o o d p r o c e s s a b i l i t y i s h i g h l y
d e s i r a b l e - f o r t h e e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n s f o r s h a p e d
e x
p l o s i v e s , i n
a d d i t i o n
t o
t h e
? e x i b i l i t y
a n d
s e l f - s u p p o r t i n g
a b i l i t y .
H e r e t o f o r e , e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n s f o r s h a p e d e x p l o
s i v e s c o n s i s t i n g o f a n e x p l o s i v e
c o m p o n e n t
c o m p r i s i n g
a c a p - s e n s i t i v e
h i g h e x p l o s i v e compound s u c h
a s o r g a n i c
n i t r i c e s t e r s o r n i t r a m i n e s
and
metal
o x i d e s
a s
an
o x i d i z i n g
a g e n t , and
a
n o n - e x p l o s i v e
component
c o m p r i s i n g a b i n d
i n g a g e n t
c o n s i s t i n g
m a i n l y
o f
p a r a f ? n o r n i t r o c e l l u l o s e
are
known ell.
_
H o w e v e r ,
t h e
s h a p e d e x p l o s i v e s
c o n t a i n i n g
p a r a ? i n a s
a b i n d i n g a g e n t
h a s
a
d i s a d v a n t a g e
i n
t h a t t h e
? e x i b i l i t y
i s g r e a t l y r e d u c e d
a t
a low t e m p e r a t u r e s i n c e t h e p a r a ? i n
u s e d
a s
a
m ain component
o f
t h e
b i n d i n g a g e n t t e n d s t o
h a r d e n and
become b r i t t l e
a t a low t e m p e r a t u r e due t o
i t s
i n s t a b i l i t y
a g a i n s t
t e m p e r a t u r e
v a r i a t i o n s ,
w h e r e a s a t
a h i g h t e m p e r a t u r e i t becomes
d i ? i c u l t
t o m a i n t a i n i t s
s e l f - s u p p o r t i n g
a b i l i t y
d u e
t o
t h e s o f t e n i n g
o f
p a r a f ? n .
On
t h e o t h e r h a n d , t h e
s h a p e d
e x p l o s i v e s c o n t a i n i n g
n i t r o ce l l u l o s e a s
a
b i n d i n g
a g e n t
h a s
r a t h e r
u n s a t i s f a c t o r y
m e c h a n i c a l
p r o p e r t i e s w i t h r e g a r d s t o t h e t e n s i l e s t r e n g t h
a n d t h e
b e n d i n g s t r e n g t h
a n d
p a r t i c u l a r l y , t h i s t y p e o f
s h a p e d
e x p l o s i v e h a s a
drawback i n t h a t i t
t e n d s
t o be
e a s i l y b r o k e n o n c e a p a r t t h e r e o f i s c r a c k e d , t h o u g h
t h e i n c o n v e n i e n c e i n v o l v e d
i n
t h e
s h a p e d
e x p l o s i v e s
c o n
1 0
20
25
30
35
4 0
45
50
55
65
7 0
1
3 , 4 4 9 , 1 7 9
P a t e n t e d June 1 0 , 1969
6
2
t a i n i n g
p a r a ? i n c a n b e f a i r l y a v o i d e d
s i n c e n i t r o c e l l u l o s e
i s
r e l a t i v e l y s t a b l e t o
t h e t e m p e r a t u r e
v a r i a t i o n s .
B e s i d e s ,
t h e r e a r e
k n o w n a s i s s u e d
p a t e n t s
an
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
c o n s i s t i n g
o f
a
c a p - s e n s i t i v e
c r y s t a l l i n e
h i g h
e x p l o s i v e c o m p o u nd s u c h
a s
n i t r i c
e s t e r s o r
n i t r a m i n e s
and a
b i n d i n g
a g e n t c o m p r i s i n g an
o r g a n i c
r u b b e r
and
a
t h e r m o p l a s t i c t e r p e n e h y d r o c a r b o n r e s i n , and
a ? b r o u s
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n c o n s i s t i n g o f a
c a p - s e n s i t i v e
c r y s
t a l l i n e h i g h e x p l o s i v e a n d a n e l a s t o m e r i c b i n d i n g a g e n t
w h i c h
i s c h e m i c a l l y i n e r t
w i t h t h e s y s t e m c o n t a i n i n g h i g h
e x p l o s i v e .
H o w e v e r , s i n c e n a t u r a l o r s y n t h e t i c
r u b b e r s
a n d r u b b e r
l i k e
c o p o l y m e r s
u s e d a s e l a s t o m e r i c
component
i n t h e s e
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n s
h a v e
p o o r p l a s t i c i t y ,
t h e y
m u s t
b e
d i s s o l v e d i n a s u i t a b l e s o l v e n t
b e f o r e
m i x i n g w i t h
h i g h
e x p l o s i v e c o m p o u n d .
T h u s , t h e r e h a s b e e n r e q u i r e d
a
d r y i n g p r o c e s s t o
remove t h e s o l v e n t
a f t e r t h e mixing
o f h i g h
e x p l o s i v e
compound
w i t h t h e
b i n d i n g
a g e n t ,
a n d
t h e
m a n u f a c t u r i n g
o f
s u c h
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n h a s
been b u r d e n e d w i t h
t h e
r e q u i r e m e n t
f o r a
c o n s i d e r a b l e
amount
o f l a b o r
a n d
c o m p l i c a t i o n s i n t h e o p e r a t i o n .
SUMMARY OF
THE
INVENTION
I t
i s ,
t h e r e f o r e ,
a n o b j e c t o f
t h i s
i n v e n t i o n t o
p r o v i d e
a n
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
h a v i n g an e x c e l l e n t mould
a b i l i t y
f r o m
w h i c h s h a p e d e x p l o s i v e s m a y
b e
p r o d u c e d
i n
a
s i m p l e manner.
A n o t h e r o b j e c t
o f t h i s i n v e n t i o n
r e s i d e s i n
t h e p r o v i s i o n
o f
a n
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n u s e f u l i n t h e p r o d u c t i o n o f
s h a p e d e x p l o s i v e s
h a v i n g
e x c e l l e n t
? e x i b i l i t y a n d
s e l f
s u p p o r t i u g a b i l i t y .
T h e s e o b j e c t s m e n t i o n e d a b o v e h a v e b e e n f o u n d
t o
b e
a c c o m p l i s h e d a c c o r d i n g t o t h e e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n o f
t h i s
i n v e n t i o n
w h i c h c o n s i s t s e s s e n t i a l l y o f a n e x p l o s i v e
component
c o m p r i s i n g
a
c a p - s e n s i t i v e
h i g h
e x p l o s i v e
c o m
pound a s
a
m a i n component,
e . g . n i t r i c e s t e r s o r
nitram
i n e s a n d ,
i f
r e q u i r e d ,
an
o x i d i z i n g a g e n t and
a
n o n
e x p l o s i v e c o m p o n e n t c o m p r i s i n g a t h e r m o p l a s t i c e l a s t
o m e r
a s
a m a i n c o m p o n e n t o f
a
binding a g e n t . M o r e
s p e c i ? c a l l y , a
f e a t u r e
o f
t h e e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
o f
t h i s
i n v e n t i o n r e s i d e s i n
t h e
u s e o f a t h e r m o p l a s t i c e l a s
tome r a s
a
m a i n component
o f t h e
b i n d i n g a g e n t i n
a d m i x t u r e w i t h
t h e
c o n v e n t i o n a l
e x p l o s i v e component
k n o w n e r e t o f o r e .
T h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s w h i c h m a y b e u s e d i n t h e
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n s o f t h i s i n v e n t i o n a r e b l o c k co
p o l y m e r s
h a v i n g b o t h
a
p r o c e s s a b i l i t y s i m i l a r
t o t h a t
o f t h e r m o p l a s t i c r e s i n s
and
a n e l a s t i c i t y
s i m i l a r t o t h a t
o f
v u l c a n i z e d r u b b e r s .
They i n c l u d e b l o c k c o p o l y m e r s
s u b s t a n t i a l l y
c o m p r i s i n g c o n j u g a t e d d i o l e ? n
s e g m e n t s
a n d
m o n o - v i n y l a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s e g m e n t s ,
a n d t h e
l i k e b l o c k c o p o l y m e r s
w h i c h w i l l b e
e x p l a i n e d mor e i n
d e t a i l h e r e i n a f t e r .
F o r
e x a m p l e , t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s known h e r e t o
f o r e
w h i c h
m a y b e u s e d i n
t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n s
o f
t h i s i n v e n t i o n i n c l u d e
p o l y s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e / p o l y
s t y r e n e b l o c k c o p o l y m e r o r p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e /
p o l y s t y r e n e b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d b y
p o l y m e r i z i n g
s t y r e n e
i n t h e
p r e s e n c e
o f m o n o - l i t h i u m h y d r o c a r b o n a s
a c a t a l y s t ,
c o p o l y m e r i z i n g
t h e r e s u l t i n g a c t i v e p o l y s t y r e n e
w i t h
1 , 3 - b u t a d i e n e o r
i s o p r e n e , a n d
f u r t h e r
c o p o l y m e r i z
i n g
t h e r e s u l t i n g a c t i v e
p o l y s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e
b l o c k
c o p o l y m e r o r a c t i v e
p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e b l o c k
c o p o l y m e r w i t h s t y r e n e a s d i s c l o s e d i n B e l g i a n P a t e n t No.
6 2 7 , 6 5 2
a n d
US.
P a t e n t
N o .
3 , 2 3 1 , 6 3 5 ;
p o l y s t y r e n e
p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k
c o p o l y m e r o r
p o l y
s t y r e n e / p o l y i s o p r c u e / p o l y s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r
o b
t a i n e d b y c o u p l i n g
t h e
a b o v e - m e n t i o n e d a c t i v e p o l y
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e b l o c k
c o p o l y m e r o r
a c t i v e
p o l y
s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e b l o c k c o p o l y m e r w i t h d i v i n y l ~
b e n z e n e
a s d e s c r i b e d i n
B e l g i a n P a t e n t
No.
6 4 6 , 8 5 3 ; p o l y
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r o r
7/25/2019 US3449179.pdf
2/7
3 , 4 4 9 , 1 7 9
3
p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d b y
c o u p l i n g t h e
a b o v e - m e n t i o n e d a c t i v e p o l y
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e c o p o l y m e r o r
a c t i v e p o l y s t y r e n e /
p o l y i s o p r e n e b l o c k
c o p o l y m e r w i t h
d i h a l o g e n a t e d
h y d r o
c a r b o n a s d e s c r i b e d
i n
B e l g i a n P a t e n t No. 6 4 7 , 8 6 0 ; p o l y
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k
c o p o l y m e r o r
p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d b y p o l y m e r i z i n g 1 , 3 - b u t a d i e n e o r
i s o p r e n e
i n
t h e
p r e s e n c e
o f
d i l i t h i u m
hydrocarbon a s a c a t a l y s t , and
c o p o l y m e r i z i n g t h e
r e s u l t i n g a c t i v e
p o l y b u t a d i e n e o r
a c t i v e
p o l y i s o p r e n e W i t h
s t y r e n e
a s d e s c r i b e d
i n
B r i t i s h
P a t e n t
No.
8 9 5 , 9 8 0
a n d US. P a t e n t N o . 3 , 2 5 1 , 9 0 5 ;
a n d
poly
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e / o l y s t y r e n e c o p o l y m e r
o r
p o l y
s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e c o p o l y m e r
o b t a i n e d b y
p o l y m e r i z i n g
a
m i x t u r e o f 1 , 3 - b u t a d i e n e
and
s t y r e n e , o r
a m i x t u r e o f i s o p r e n e and
s t y r e n e
i n
t h e
p r e s e n c e
o f
d i l i t h i u m hydr oc ar bon a s
a
c a t a l y s t a s
d e s c r i b e d
i n Aus
t r a l i a n
P a t e n t
N o s . 22559/56 and
2 2 5 6 0 / 5 6 .
C o n j u g a t e d
d i o l e ? n s
r e f e r r e d t o
h e r e i n
a r e
t h o s e
h a v i n g
4 - 6 c a r b o n a t o m s
a n d
i n c l u d e ,
f o r
e x a m p l e ,
1 , 3 - b u t a d i e n e ,
2 - m e t h y l -
1 , 3 - b u t a d i e n e ( i s o p r e n e
,
2 , 3 - d i m e t h y l -
3 - b u t a
d i e n e ,
a n d
1 , 3 - p e n t a d i e n e ( p i p e r y l e n e ) .
A r o m a t i c
m o n o - v i n y l h y d r o c a r b o n s
r e f e r r e d
t o
h e r e i n
i n c l u d e ,
f o r e x a m p l e ,
s t y r e n e ,
v i n y l t o l u e n e , v i n y l x y l e n e ,
e t h y l s t y r e n e ,
i s o p r o p y l s t y r e n e ,
e t h y l v i n y l t o l u e n e ,
t e r t
b u t y l s t y r e n e , d i e t h y l s t y r e n e
a n d
v i n y l n a p h t h a l e n e .
I n a c c o r d a n c e w i t h t h i s i n v e n t i o n ,
t h e
u s e o f t h e s e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s
a s
a
m a i n co mpo nent o f t h e
b i n d i n g a g e n t
e n a b l e s
a
t h o r o u g h m i x i n g
o f t h e e x p l o s i v e
c o m p o n e n t
w i t h t h e b i n d i n g a g e n t
b y
h e a t i n g
a n d
k n e a d i n g
them
w i t h o u t u s i n g
a n y s o l v e n t
i n
t h e manufac
t u r i n g o f t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
o f t h i s
i n v e n t i o n ,
a n d
t h e
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
t h u s o b t a i n e d
c a n b e
e a s i l y
and
s a f e l y worked
a s
i t i s t o form t h e
s h a p e d e x p l o s i v e s
by
c o m p r e s s i n g o r r o l l i n g w h i l e s t i l l h o t . T h u s , t h e d r y i n g
p r o c e s s
f o r t h e
removal o f
s o l v e n t
i s u n n e c e s s a r y
and
t h e
m a n u f a c t u r i n g o f
t h e
s h a p e d
e x p l o s i v e s
c a n b e mad e
e a s y a c c o r d i n g t o
t h i s
i n v e n t i o n . T h i s a d v a n t a g e i s
a t
t r i b u t a b l e t o t h e e x c e l l e n t
p r o c e s s a b i l i t y ,
s i m i l a r t o t h a t
o f t h e r m o p l a s t i c r e s i n , o f t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
u s e d a s
a m ain component
o f
t h e
b i n d i n g a g e n t i n t h e
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n o f t h i s
i n v e n t i o n .
On t h e o t h e r h a n d , t h e m e c h a n i c a l s t r e n g t h o f t h e
s h a p e d e x p l o s i v e s
o b t a i n e d a c c o r d i n g
t o
t h i s i n v e n t i o n
c a n b e
r e m a r k a b l y
i m p r o v e d b y t h e
e x c e l l e n t
t e n s i l e
s t r e n g t h
a n d
e l a s t i c i t y o f t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s
u s e d , w h i ch a r e
s i m i l a r
t o
t h o s e o f v u l c a n i z e d r u b b e r s .
Above
a l l ,
t h e s h a p e d
e x p l o s i v e s o b t a i n e d a c c o r d i n g
t o
t h i s
i n v e n t i o n
a r e s u p e r i o r
w i t h r e s p e c t s
t o t h e e l a s t i c i t y ,
r e c o v e r y
a n d
s e l f - s u p p o r t i n g
a b i l i t y o v e r kno w n s h a p e d
e x p l o s i v e s . T h u s , t h e y r e m a i n i n s a f e t y f r o m h a z a r d o u s
f r i c t i o n
o r i m p a c t
and
c a n
b e
h a n d l e d
q u i t e s a f e l y w i t h o u t
a n y
f e a r
o f e a s y b r e a k i n g
by
b e n d i n g
o r
s t r e t c h i n g .
I n t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
o f t h i s i n v e n t i o n ,
i n a d d i t i o n t o
t h e k n o w n t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s
m e n
t i o n e d
a b o v e ,
t h e
f o l l o w i n g
n o v e l b l o c k c o p o l y m e r s
a r e
p a r t i c u l a r l y
a d v a n t a g e o u s l y
u s e d a s
a main
component
o f
t h e
b i n d i n g a g e n t
i n
t h i s i n v e n t i o n . F o r e x a m p l e , p o l y
s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r s
h a v i n g i m p r o v e d
h e a t - a n d
o i l - r e s i s t a n c e s i n w h i c h
p o l y
s t y r e n e
s e g m e n t s a r e c o p o l y m e r i z e d
w i t h
a s m a l l a m o u n t
o f
d i v i n y l b e n z e n e
m a y a l s o b e
u s e d .
M o r e o v e r ,
1 , 3 - b u t a d i e n e - s t y r e n e
b l o c k
c o p o l y m e r
o b
t a i n e d
b y c o p o l y m e r i z i n g a monomeric m i x t u r e c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e a n d
s t y r e n e ,
a n d a d d i t i o n a l l y c o p o l y m
e r i z i n g t h e r e s u l t i n g a c t i v e copolymer
w i t h
a
m o n o
m e r i c m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e
a n d
s t y r e n e ;
i s o p r e n e - s t y r e n e
b l o c k
c o p o l y m e r
o b t a i n e d
b y
? r s t
c o p o
l y m e r i z i n g a monomeric
m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f i s o p r e n e
and s t y r e n e
i n
t h e
p r e s e n c e
o f m o n o l i t h i u m h y d r o c a r b o n
a s
a c a t a l y s t , and
a d d i t i o n a l l y c o p o l y m e r i z i n g
t h e
r e s u l t i n g
a c t i v e c o p o l y m e r w i t h a monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f i s o p r e n e a n d s t y r e n e ; 1 , 3 - b u t a d i e n e - i s o p r e n e - s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o b t a i n e d b y ? r s t c o p o l y m e r i z i n g
a
m o n o m e r i c
m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e , i s o p r e n e
1 5
25
30
c o
l
0
40
45
50
65
7 0
7 5
4
a n d s t y r e n e
i n
t h e p r e s e n c e
o f m o n o - l i t h i u m h y d r o c a r b o n
a s a c a t a l y s t a n d
a d d i t i o n a l l y c o p o l y m e r i z i n g
t h e r e s u l t i n g
b l o c k c o p o l y m e r w i t h
a
monomeric
m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f
1 , 3 - b u t a d i e n e , i s o p r e n e a n d s t y r e n e ; a n d t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r s
o b t a i n e d by
c o p o l y m e r i z i n g
a
s m a l l
a m o u n t
o f
d i v i n y l b e n z e n e w i t h t h e a b o v e - m e n t i o n e d
monomeric
m i x t u r e s
i n
which
m a i n l y
p o l y s t y r e n e
s e g m e n t s
a r e c r o s s
l i n k e d , a r e p a r t i c u l a r l y
p r e f e r a b l e
a s a main component
o f t h e b i n d i n g a g e n t
i n
t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
o f t h i s
i n v e n t i o n .
When
t h e s e
n o v e l
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s
a s
m e n
t i o n e d above a r e
used
a s a m a i n c o m p o n e nt
o f
t h e b i n d i n g
a g e n t i n a c c o r d a n c e w i t h t h i s i n v e n t i o n ,
t h e
r e s u l t i n g
s h a p e d
e x p l o s i v e s h a v e n o t
o n l y
a s g o o d h o t - p r o c e s s a b i l i t y
and e l a s t i c i t y
a s
w i t h
t h e
k n o w n t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r s
m e n t i o n e d a b o v e , b u t
a l s o a d v a n t a g e s i n t h a t
w h en
h e a t e d ,
t h e
d e f o r m a t i o n i n
t h e
s h a p e d
c o n ? g u r a t i o n
i s
s m a l l e r d u e
t o t h e
e x c e l l e n t h e a t - r e s i s t a n c e
a n d t h a t , s u c h i n c o n v e n i
ence a s s o - c a l l e d n e c k i n g ,
i . e .
t h e
formation
o f co n
s t r i c t e d
p a r t
a t
t h e
p o i n t o f s t r e t c h i n g ,
h a r d l y
o c c u r s , upon
s t r e t c h i n g .
I t
c a n b e
r e a d i l y
a p p r e c i a t e d t h a t
t h e l a t t e r
a d v a n t a g e m e n t i o n e d
a b o v e i s p a r t i c u l a r l y
d e s i r a b l e
i n
e x p l o s i v e
s t r a n d s .
T h u s ,
t h e
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n o f
t h i s
i n v e n t i o n i s
s u p e r i o r w i t h
r e g a r d s
n o t o n l y t o t h e m o u l d a b i l i t y i n t h e
m a n u f a c t u r e o f
s h a p e d
e x p l o s i v e s a n d t h e
m e c h a n i c a l
s t r e n g t h o f t h e r e s u l t i n g
s h a p e d
e x p l o s i v e s b u t a l s o t o t h e
s e l f - s u p p o r t i n g a b i l i t y t h e r e o f o v e r t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i
t i o n s
k n o w n
h e r e t o f o r e .
I n t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s m e n t i o n e d a b o v e s u b
s t a n t i a l l y c o m p r i s i n g c o n j u g a t e d
d i o l e ? n
r e c u r r i n g s e g
m e n t s a n d m o n o - v i n y l a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n
s e g m e n t s ,
s a i d c o n j u g a t e d d i o l e ? n
r e c u r r i n g
s e g m e n t s m a y b e
r e
p l a c e d
b y random c o p o l y m e r
o f
e t h y l e n e a n d o l e ? n s h a v
i n g 3
t o 1 8 a n d , p r e f e r a b l y
3 t o
6 c a r b o n
a t o m s ,
a n d m o st
p r e f e r a b l y w i t h
a - o l e ? n s ; r a n d o m
c o p o l y m e r o f s t y r e n e
a n d
1 , 3 - b u t a d i e n e ;
random
c o p o l y m e r
o f s t y r e n e
a n d
i s o
p r e n e ,
a n d random c o p o l y m e r o f
1 , 3 - b u t a d i e n e
a n d
i s o
p r e n e .
By t h e
s a m e
t o k e n ,
a c r y l o n i t r i l e ,
m e t h y l
m e t h a c r y
l a t e ,
c h l o r o s t y r e n e ,
e t h y l e n e a n d p r o p y l e n e
s e g m e n t s
m a y
b e
s u b s t i t u t e d
f o r t h e m o n o - v i n y l
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n
s e g m e n t s i n t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s .
I n t h e p r o d u c t i o n o f t h e s e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s
u s e d i n
t h i s i n v e n t i o n ,
i n a d d i t i o n
t o
l i t h i u m c a t a l y s t s
m e n t i o n e d
h e r e i n b e f o r e ,
c a t a l y s t s m a i n l y c o m p r i s i n g o t h e r
a l k a l i
m e t a l s
s u c h a s p o t a s s i u m , s o d i u m ,
r u b i d i u m
and
c e s i u m ,
o r
a n y
o f
t h e s o - c a l l e d
Z i e g l a r - t y p e
c a t a l y s t s
m a y
a l s o b e u s e d .
P o l y m e r i z a t i o n s o l v e n t s which m a y b e u s e d i n t h e p r o
d u c t i o n
o f t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
u s e d
i n t h i s i n v e n
t i o n i n c l u d e n a p h t h e n i c ,
a r o m a t i c a n d
p a r a ? i n i c h y d r o
c a r b o n s .
E x p l o s i v e
compounds
w h i c h
m a y
b e
u s e d
i n
t h i s
i n v e n
t i o n i n c l u d e n i t r i c e s t e r s
and
n i t r a m i n e s s u c h a s p e n t a
e r y t h r i t o l t e t r a n i t r a t e
( P E T N ) , c y c l o t r i m e t h y l e n e t r i n i t r a
m i n e
(RDX), c y c l o t e t r a m e t h y l e n e t e t r a m i n e (HMX) a n d
t e t r a n i t r o m e t h y l a n i l i n e , w h i c h m a y b e e a s i l y
i n i t i a t e d un
d e r a r e l e a s e d c o n d i t i o n by u s i n g t h e c o n v e n t i o n a l d e t o n a
t o r s .
I f
r e q u i r e d , v a r i o u s o x i d i z i n g a g e n t s , f o r
e x a m p l e , m e t a l
o x i d e s s u c h
a s z i n c
o x i d e , t i t a n i u m o x i d e , chromium o x i d e ,
s i l i c o n o x i d e ,
r e d
l e a d , l e a d d i o x i d e , i r o n
s e s q u i o x i d e ,
t r i
i r o n
t e t r o x i d e ;
c h l o r a t e s
s u c h
a s p o t a s s i u m c h l o r a t e ; p e r
c h l o r a t e s
s u c h
a s
p o t a s s i u m
p e r c h l o r a t e
a n d
a m m o n i u m
p e r c h l o r a t e ;
a n d
n i t r a t e s s u c h a s p o t a s s i u m
n i t r a t e and
barium
n i t r a t e m a y b e u s e d
i n a d m i x t u r e
W i t h t h e e x p l o
s i v e c o m p o u n d s e x e m p l i ? e d a b o v e .
T h e
p r o c e s s a b i l i t y
o f t h e e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
i s
g r e a t
l y i m p r o v e d b y a d m i x i n g a
s u i t a b l e
a m o u n t
o f p o l y p r o p y l
e n e g l y c o h o l , s o l i d
p a r a ? i n o r
p o l y e t h y l e n e w i t h t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r s .
W h en
t h e e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
o f t h i s
i n v e n t i o n i s
kneaded
o r
w o rked
by
c o m p r e s s i o n -
o r r o l l - m o u l d i n g a t a
r e l a t i v e l y
low
t e m p e r a t u r e , i t i s d e s i r a b l e
t o
i n c o r p o r a t e
a
s u i t a b l e
amount
o f
n a p h t h e n i c , a r o m a t i c
o r
p a r a ? i n i c
h y
7/25/2019 US3449179.pdf
3/7
t 5
d r o c a r b o n s h a v i n g g o o d c o m p a t i b i l i t y w i t h t h e t h e r m o
p l a s t i c
e l a s t o m e r s .
The e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n o f t h i s i n v e n t i o n c a n b e s u c
c e s s f u l l y u s e d n o t
o n l y
f o r
t h e
m a n u f a c t u r e o f s h a p e d e x
p l o s i v e s i n s h e e t s o r
s t r a n d
r f o r m s
f o r
u s e i n
t h e
working
o f m e t a l s , b u t a l s o f o r t h e e x p l o s i v e s t r a n d s o f h i g h d e t o
n a t i n g s p e e d u s e d f o r t h e c o n v e n t i o n a l c o a t e d d e t o n a t i n g
f u z e s .
DESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
The
f o l l o w i n g e x a m p l e s
w i l l
s e r v e t o i l l u s t r a t e
t h i s
i n
v e n t i o n more f u l l y . I t s h o u l d n o t b e
c o n s t r u e d ,
h o w e v e r ,
t h a t t h e s e
e x a m p l e s
r e s t r i c t
t h i s
i n v e n t i o n a s
t h e y a r e g i v e n
m e r e l y
b y
w a y
o f
i l l u s t r a t i o n :
E x a m p l e
1
T h e r e
was
o b t a i n e d a n
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n f o r s h a p e d
e x p l o s i v e s a s a s a m p l e (A) i n a c c o r d a n c e w i t h t h e f o l l o w
i n g r e c i p e
b y u s i n g a n
o i l
e x t e n d e d
T h e r m o p l a s t i c
ST
1 2 5
( T r a d e
n a m e o f S h e l l Chemical
C o . , USA),
a
k n o w n
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o r n e r c o m p r i s i n g p o l y s t y r e n e ,
p o l y b u t a d i e n e a n d p o l y s t y r e n e s e g m e n t s a n d c o n t a i n i n g
40%
b y
w e i g h t
o f s t y r e n e
w h i c h
c o n t a i n s
2 5 0
p a r t s
b y
w e i g h t
o f
n a p h t h e n i c p r o c e s s o i l p e r
1 0 0
p a r t s b y w e i g h t
o f s a i d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o r n e r , a s a b i n d i n g a g e n t .
R e c i p e
P a r t s
PETN ____
25
- P b 3 O 4 5 0
B i n d i n g
a g e n t
2 5
S u b s e q u e n t l y ,
t h e r e
was o b t a i n e d a n o t h e r e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n f o r s h a p e d
e x p l o s i v e s
a s
a
s a m p l e ( B ) ,
i n
a c
c o r d a n c e w i t h t h e f o l l o w i n g r e c i p e b y u s i n g a n o v e l o i l
e x t e n d e d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o r n e r c o n t a i n i n g 2 5 0 p a r t s
b y
w e i g h t
o f
n a p h t h e n i c p r o c e s s o i l p e r
1 0 0
p a r t s b y w e i g h t
o f t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o r n er a s
a b i n d i n g
a g e n t ,
which
w a s
o b t a i n e d
i n
a
p r o c e s s d e s c r i b e d
h e r e i n a f t e r :
R e c i p e
P a r t s
P TN __ __ __ 25
Pb3O4 ____ ____ 50
Binding
agent
____ 25
The n o v e l
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o r n e r m e n t i o n e d a b o v e
was o b t a i n e d a c c o r d i n g
t o t h e f o l l o w i n g p r o c e d u r e s :
To 15%
b y
w e i g h t n - h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g 9 . 5 k g .
o f
monomeric
m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e a n d
s t y r e n e
i n
a
w e i g h t
r a t i o
o f 4 0 : 6 0 , w a s added
220 m m o l
o f n - b u t y l
l i t h i u m c a l c u l a t e d
a s a c t i v e
l i t h i u m u n d e r
n i t r o
g e n a t m o s p h e r e and t h e c o p o l y m e r i z a t i o n r e a c t i o n
was
conducted
a t 6 0
C . f o r
4 h o u r s .
A f t e r
m o r e t h a n 99
f
t h e t o t a l m o n o m e r s were c o p o l y m e r i z e d , t o
t h e
r e s u l t i n g
s o l u t i o n o f a c t i v e c o p o l y m e r
was
f u r t h e r a d d e d 1 5
by
w e i g h t n - h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g 1 9 . 0 k g .
o f
m o n o
m e r i c
m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e a n d s t y r e n e i n
a w e i g h t
r a t i o
o f
7 0 : 3 0 ,
and t h e c o p o l y m e r i z a t i o n r e a c
t i o n w a s
conducted
? r s t a t 70 C . f o r
4 hours
and s u b
s e q u e n t l y
a t 8 5 C .
f o r
a b o u t
a n o t h e r
one
h o u r . A f t e r
p r a c t i c a l l y a l l o f t h e m o n o me r s
a d d i t i o n a l l y
c h a r g e d w e r e
c o p o l y m e r i z e d ,
t h e r e
was a d d e d 0 . 2 8 5 k g . o f p h e n y l - [ i
n a p h t h y l a m i n e a s
a s t a b i l i z e r
and
t h e
r e s u l t i n g
m i x t u r e
w a s d r i e d
t o
y i e l d t h e
d e s i r e d
b l o c k c o p o l y m e r . The r e
s u l t i n g
c o p o l y m e r
was a n o v e l t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
c o m p r i s i n g 1 , 3 - b u t a d i e n e a n d s t y r e n e
s e g m e n t s ,
and
c o n
t a i n i n g
40%
b y
w e i g h t o f
s t y r e n e , a n d
h a v i n g
an e x c e l l e n t
h e a t - r e s i s t a n c e .
The
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
f o r
s h a p e d
e x p l o s i v e s
i n
t h e
i n s t a n t e x a m p l e , t h e s a m p l e s ( A )
and
( B ) , w e r e p r e
p a r e d b y
m i x i n g t h e
PETN
a n d P b 3 O 4
i n
t h e r e s p e c t i v e
c o m p o s i t i o n
u n i f o r m l y a n d k n e a d i n g
t h e
r e s u l t i n g m i x
t u r e a t 8 0 C .
t o g e t h e r w i t h
t h e
b i n d i n g a g e n t which was
p r e h e a t e d
b e f o r e h a n d a t 7 0 C . The
r e s u l t i n g
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n s w e r e
f o r m e d i n t o s h e e t s
by
c o m p r e s s i o n
o r
5
1 5
20
25
3 5
40
45
50
55
60
65
7 5
3 , 4 4 9 , 1 7 9
6
r o l l i n g w h i l e
m a i n t a i n i n g t h e e l e v a t e d t e m p e r a t u r e o f
8 0
C .
F o r c o m p a r i s o n , s t i l l a n o t h e r
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n w a s
p r e p a r e d
a s
a c o m p a r a t i v e
s a m p l e ( C ) a c c o r d i n g t o t h e
f o l l o w i n g r e c i p e
and
t o
t h e same p r o c e d u r e s a s i n t h e
p r e p a r a t i o n s o f s a m p l e s ( A )
a n d ( B )
e x c e p t t h a t p a r a f ? n
c o n t a i n i n g 1 1 p a r t s
b y
w e i g h t o f p e t r o l a t u m a s a p l a s t i
c i z e r
and
3
p a r t s
by
w e i g h t
o f
e s t e r
r u b b e r
a s
a
s t i c k i n g
a g e n t
p e r
1 0 0 p a r t s by w e i g h t o f p a r a f f i n w a s u s e d a s a
b i n d i n g a g e n t , a n d
t h e
c o m p o s i t i o n t h u s o b t a i n e d was
formed
n t o a s h e e t b y r o l l i n g .
R e c i p e
P a r t s
P TN _
____ __
25
Pb3O4
_
5 5
Binding agent ____
20
For f u r t h e r c o m p a r i s o n , t h e r e was p r e p a r e d
a n o t h e r
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n f o r
s h a p e d
e x p l o s i v e s a s a c o m
p a r a t i v e s a m p l e ( D )
a c c o r d i n g
t o t h e f o l l o w i n g r e c i p e b y
u s i n g n i t r o c e l l u l o s e
c o n t a i n i n g
2 1
p a r t s
b y w e i g h t o f d i
b u t y l p h t h a l a t e a s a
p l a s t i c i z e r
p e r 1 0 0 p a r t s by
w e i g h t
o f
n i t r o c e l l u l o s e
w a s
used
a s
a b i n d i n g
a g e n t ,
and
t h e
r e s u l t i n g
c o m p o s i t i o n
w a s
kneaded a t r o o m t e m p e r a t u r e
t o
g i v e
a
c o n v e n t i o n a l e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
f o r
s h a p e d
e x p l o s i v e s ,
and
t h e n i t
was
formed i n t o
a
s h e e t
by
r o l l i n g .
R e c i p e
P a r t s
PETN ____________________________________ _ 25
P b 3 O 4 3 7
S t a r c h
1 3
B i n d i n g a g e n t
_______________________________ _ 25
The
h y s i c a l p r o p e r t i e s
o f t h e r e s u l t i n g
e x p l o s i v e s h e e t s
we re measured, r e s p e c t i v e l y ,
and t h e r e s u l t s a r e a s
s h o w n
i n t h e f o l l o w i n g
T a b l e
1 :
TABLE
T e n s i l e
Breaking Residual
s t r e n g t h e l o n g a t i o n e l o n g a t i o n
S a m p l e s
( g J c m ? )
( p e r c e n t ) ( p e r c e n t )
Sa m p l e (A) _________________
_
1 ,
250
165
30
Sample (B)
___________
_ 1 , 130 150 28
Comparat ive sample
( C ) .
_ 3 5 5 5 7 5 3
Comparative sample
(D).
. . . 1 7 7 6 0 5 7
1Rate o f r e s i d u a l e l o n g a t i o n i m m e d i a t e l y a f t e r
t h e
b r e a k i n g
w i t h
r e s p e c t t o
t h e
o r i g i n a l l e n g t h .
The
s a m e
d e ? n i t i o n
a p p l i e s
h e r e i n a f t e r .
As
c a n b e c l e a r l y
n o t e d
from
t h e
a b o v e , s a m p l e s ( A )
and ( B )
i n
a c c o r d a n c e w i t h
t h i s
i n v e n t i o n
w h ich
were
o b t a i n e d by
u s i n g
t h e t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r s
a s
a m a i n
c o m p o n e n t o f
t h e
b i n d i n g
a g e n t s e x h i b i t b e t t e r ? e x i b i l i t y
a n d e l a s t i c i t y a n d
p a r t i c u l a r l y e x c e l l e n t
t e n s i l e
s t r e n g t h
and e l f - s u p p o r t i n g a b i l i t y
a s c o m p a r e d
w i t h
t h e Compara
t i v e
s a m p l e s
( C ) a n d ( D ) i n w h i c h t h e c o n v e n t i o n a l
p a r a f
?n
o r
n i t r o c e l l u l o s e
w a s
used
a s
m a i n
c ompon e n ts
of
t h e
b i n d i n g
a g e n t s ,
r e s p e c t i v e l y . T h i s a d v a n t a g e i s a t t r i b u t a b l e
t o t h e u s e
of
t h e t h e r m o p l a s t i c e l - a s t o m e r a s a
m a i n com
p o n e n t
o f t h e b i n d i n g a g e n t a c c o r d i n g
t o
t h i s
i n v e n t i o n .
E x a m p l e 2
To
15%
b y w e i g h t n - h e x a n e s o l u t i o n c o n t a i n i n g 9 . 5 k g .
o f a monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e , s t y
r e n e and d i v i n y l b e n z e n e i n a w e i g h t r a t i o o f 40:60:00750,
s a i d d i v i n y l b e n z e n e
b e i n g
a m i x t u r e o f m - and p - f o r m s i n
a r a t i o
o f 8 0 : 2 0 , was
a d d e d u n d e r
n i t r o g e n
a t m o s p h e r e
240 mmol
o f s e c - b u t y l l i t h i u m a s
a n
a c t i v e l i t h i u m and
t h e
c o p o l y m e r i z a t i o n r e a c t i o n
was c o n d u c t e d a t 6 0 C .
f o r 4 h o u r s .
After m o r e t h a n 99
of
the t o t a l m o n o m e r s
w e r e
c o p o l y m e r i z e d , t o t h e r e s u l t i n g s o l u t i o n o f a c t i v e c o p o l y
m e r
was f u r t h e r
added
1 5
y w e i g h t
n - h e x a n e s o l u t i o n
c o n t a i n i n g 1 9 . 0 k g .
o f
a monomeric m i x t u r e c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e ,
s t y r e n e a n d d i v i n y l b e n z e n e i n
a
w e i g h t
r a t i o o f 7 0 : 3 0 : 0 . 0 3 7 5 , s a i d
d i v i n y l b e n z e n e
b e i n g
a mix
t u r e o f m - and p-forms i n a r a t i o o f 8 0 : 2 0 , and t h e
c o
p o l y m e r i z a t i o n r e a c t i o n
w a s
? r s t c o n d u c t e d a t ~ 7 0 C . f o r
4 h o u r s and
s u b s e q u e n t l y
a t 8 5
C . f o r a n o t h e r
one
h o u r .
7/25/2019 US3449179.pdf
4/7
3 , 4 4 9 , 1 7 9
7
A f t e r
p r a c t i c a l l y a l l
o f
t h e monomers
a d d i t i o n a l l y
c h a r g e d
w e r e c o p o l y m e r i z e d ,
t h e r e was
a d d e d 0 . 2 8 5 k g . o f p h e n y l
, G - n a p h t h y l a m i n e
a s
a
s t a b i l i z e r
and
t h e r e s u l t i n g
m i x t u r e
was d r i e d t o
y i e l d
a
n o v e l
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r ( r e
f e r r e d t o a s 2 0 h e r e i n a f t e r ) , c o n s i s t i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e ,
s t y r e n e a n d d i v i n y l b e n z e n e , h a v i n g s t y r e n e c o n t e n t o f 40%
b y
w e i g h t
a n d
f u r t h e r
h a v i n g
g o o d
h e a t - r e s i s t a n c e
a n d
o i l - r e s i s t a n c e .
S i m i l a r l y ,
a n o t h e r t h r e e s a m p l e s o f t h e r m o p l a s t i c e l a s
tome r w ere
prepared
as o l l o w s .
5 p a r t s
b y
w e i g ht o f p o l y p r o p y l e n e g l y c o h o l h a v i n g
m o l e c u l a r w e i g h t o f 1 0 0 0 was
admixed
w i t h
1 0 0
p a r t s
by
w e i g h t
o f
t h e t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
( s a m p l e e 0 )
p r o
duc ed a s
above
t o
prepare
a
sa m p le
2 1 .
1 5
p a r t s b y w e i g h t o f
s o l i d
p a r a ? i n h a v i n g m e l t i n g p o i n t
o f 8 0 C .
was
admixed w i t h 1 0 0 p a r t s
by
w e i g h t o f t h e
t h e r m o l p l a s t i c e l a s t o m e r ( s a m p l e c o ) t o p r e p a r e a
s a m
p l e c 2 . 2 0 p a r t s
b y
w e i g h t o f p o l y e t h y l e n e h a v i n g m e l t
i n d e x o f 1 0 0 was admixed w i t h 1 0 0
p a r t s by
w e i g h t o f
t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
( s a m p l e e 0 )
t o
p r e p a r e s a m
p l e 2 3 .
T h e
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n s
c o n t a i n i n g
s h a p e d
e x p l o
s i v e s a s
s a m p l e s
E 0 , E 1 , E 2 a n d E 3 w e r e o b t a i n e d a c c o r d i n g
t o t h e f o l l o w i n g r e c i p e
b y
u s i n g t h e a b o v e t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r s a m p l e s e 0 , e 1 , e 2
and
; .
r e s p e c t i v e l y
e x t e n d e d
w i t h 2 5 0
p a r t s
by w e i g h t o f n a p h t h e n i c p r o c e s s o i l p e r 1 0 0
p a r t s
b y
w e i g h t o f
t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
a s a
b i n d
i n g a g e n t :
R e c i p e
{ P a r t s
PETN
____ __ ___
25
Pb3O4 . .
5 0
Binding agent __
2 5
T h e
r e s u l t i n g
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n s
w e r e
k n e a d e d ,
r o l l e d and
fo rm ed
i n t o
a
s h e e t under t h e
s a m e c o n d i t i o n s
a s i n
Example
1 t o o b t a i n a n
e x p l o s i v e
s h e e t . The p h y s i c a l
p r o p e r t i e s
o f
t h e e x p l o s i v e
s h e e t
t h u s
o b t a i n e d
w e r e
m e a s u r e d .
The
r e s u l t s a r e
s h o w n
i n t h e f o l l o w i n g
T a b l e 2 .
TAB
LE
T e n s i l e
B r e a k i n g
R e s i d u a l
s t r e n g t h e l o n g a t i o n e l o n g a t i o n
S a m p l e
( g J c m ? ) ( p e r c e n t ) ( p e r c e n t )
9 2 0 1 3 5
1 8
9 0 5 1 0 5 1 2
9 0 8 1 1 0 1 5
9 1 4 1 2 0 1 3
The r e s u l t s s h o w t h a t e a c h
o f
t h e s a m p l e s E 0 ,
E 1 ,
E 2
and
E 3 o b t a i n e d a c c o r d i n g
t o t h i s i n v e n t i o n h a s e x c e l l e n t
t e n s i l e
s t r e n g t h ,
e l a s t i c i t y
a n d
f l e x i b i l i t y a s w e l l a s s e l f
s u p p o r t i n g a b i l i t y
o v e r
t h e
c o n v e n t i o n a l e x p l o s i v e c o m
p o s i t i o n s , i . e . t h e C o m p a r a t i v e s a m p l e s
( C )
a n d ( D ) o b
t a i n e d
i n
t h e
p r e c e d i n g e x a m p l e .
T h i s s p e c i ? c a d v a n t a g e o f
t h i s
i n v e n t i o n h a s b e e n
b r o u g h t a b o u t by t h e u s e
o f t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
a s
a
main component
f
t h e
b i n d i n g
a g e n t .
E x a m p l e
3
To 15% b y
w e i g h t
n - h e x a n e s o l u t i o n c o n t a i n i n g 5 k g .
o f a monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f
i s o p r e n e
and
s t y r e n e
\ i n a w e i g h t r a t i o o f 2 0 : 8 0 , w a s added 1 3 0 m m o l
of
n - b u t y l l i t h i u m
c a l c u l a t e d
a s a c t i v e l i t h i u m under n i t r o
g e n a t m s o p h e r e a n d t h e c o p o l y m e r i z a t i o n
r e a c t i o n
was
conducted
a t 6 0 C . f o r
4 h o u r s .
A f t e r
m o r e
than
99
o f t h e t o t a l m o n o m e r s
were
c o p o l y m e r i z e d ,
t o t h e r e s u l t
i n g s o l u t i o n o f
t h e a c t i v e
copolymer was f u r t h e r
added
15% b y
w e i g h t
n - h e x a n e s o l u t i o n c o n t a i n i n g
1 5 k g . o f
a
monomeric
m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f i s o p r e n e
a n d
s t y r e n e
i n
a w e i g h t r a t i o o f 7 3 . 3 : 2 6 . 7 ,
a n d
t h e c o p o l y m e r i z a t i o n
r e a c t i o n w a s c o n d u c t e d ? r s t
a t
7 0
C .
f o r 4 h o u r s , and
s u b s e q u e n t l y
a t
8 5 C . f o r
a n
h o u r . A f t e r p r a c t i c a l l y
a l l
o f t h e m o n o me r s d d i t i o n a l l y c h a r g e d w e r e c o p o l y m e r i z e d ,
t h e r e w a s added
0 . 2 0
k g . o f p h e n y l - p - n a p h t h y l a m i n e a s
a
s t a b i l i z e r and
t h e
r e s u l t i n g m i x t u r e
was
d r i e d
t o y i e l d
a n o v e l t h er m o p l a s t ic e l a s t o m e r
c o n s i s t i n g
o f i s o p r e n e
a n d
10
1 5
20
30
40
60
7 0
7 5
8
s t y r e n e ,
c o n t a i n i n g 40%
b y w e i g h t o f
s t y r e n e a n d h a v i n g
a
g ood
h e a t - r e s i s t a n c e .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n f o r
s h a p e d e x p l o s i v e s w a s
o b t a i n e d a s s a m p l e ( F ) a c c o r d i n g
t o
t h e f o l l o w i n g r e c i p e
b y
u s i n g t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
p r e p a r e d
a s
a b o v e
e x t e n d e d
w i t h
3 0 0 p a r t s
b y w e i g h t o f n a p h t h e n i c p r o c e s s
o i l
p e r 1 0 0
p a r t s
b y
w e i g h t o f
t h e
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
a s a binding a g e n t .
R e c i p e
P a r t s
P TN
_ __
_ _____
_
5
Pb3O4
_______________________________________
50
B i n d i n g a g e n t ______________________________
_
30
The e s u l t i n g e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n w a s k n e a d e d , r o l l e d
a nd f o r m e d i n t o
a s h e e t
under
t h e s a m e
c o n d i t i o n s a s
i n
Example 1 t o o b t a i n
a n
e x p l o s i v e s h e e t . The p h y s i c a l
p r o p e r t i e s
o f t h e e x p l o s i v e
s h e e t
t h u s
o b t a i n e d were
meas~
u r e d . The
e s u l t s
a r e s h o w n i n t h e
f o l l o w i n g
T a b l e 3 :
TABLE 3
Sample __________________________________
__
F
Tensile
strength
(g./cm.2)
__________________ _ 1040
Breaking
elongation (percent)
_______________
_
185
Res id u a l
e l o n g a t i o n ( p e r ce n t )
______________ _
25
As c a n b e n o t e d from t h e r e s u l t - s
s h o w n
a b o v e ,
t h e
s a m p l e (F) o b t a i n e d a c c o r d i n g t o t h i s i n v e n t i o n
h a s
e x
c e l l e n t
t e n s i l e
s t r e n g t h ,
e l a s t i c i t y a n d
? e x i b i l i t y
a s w e l l
a s t h e s e l f - s u p p o r t i n g
a b i l i t y
o v e r t h e
c o n v e n t i o n a l ex
p l o s i v e
c o m p o s i t i o n s , i . e .
t h e C o m p a r a t i v e
s a m p l e ( C ) a n d
( D )
o b t a i n e d i n t h e
p r e c e d i n g E x a m p l e
1 . T h i s s p e c i ? c
a d v a n t a g e o f
t h i s i n v e n t i o n h a s b e e n b r o u g h t
a b o u t
b y
t h e
use
of t h e t h e r m o p l a s t i c
elastomer a s a m a i n com
p o n e n t o f t h e b i n d i n g a g e n t .
Example
4
To
15%
b y w e i g h t c y c l o h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g
4
k g . o f s t y r e n e w a s added
1 3 0 m m o l o f n - b u t y l l i t h i u m
c a l c u l a t e d
a s a c t i v e
l i t h i u m
and
t h e
p o l y m e r i z a t i o n r e a c
t i o n
w a s conducted
a t 45
C.
f o r 4
h o u r s . After
m o r e than
99% o f s t r y e n e
was
p o l y m e r i z e d , t o t h e r e s u l t i n g
s o l u
t i o n
o f
t h e a c t i v e
p o l y s t y r e n e was a d d e d
15%
by w e i g h t
c y c l o h e x a n e
s o l u t i o n
c o n t a i n i n g
1 2 k g . o f
i s o p r e n e
a n d
t h e
c o p o l y m e r i z a t i o n
r e a c t i o n
w a s conducted a t
5 5
C .
f o r
3
h o u r s . A f t e r t h e s u b s t a n t i a l
c o m p l e t i o n
o f t h e copolym
e r i z a t i o n o f
i s o p r e n e ,
t o t h e r e s u l t i n g
s o l u t i o n
o f t h e a c t i v e
c o p o l y m e r w a s f u r t h e r a d d e d
15% b y w e i g h t
c y c l o h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g 4 k g . o f s t y r e n e
a n d
t h e c o p o l y m e r i z a
t i o n
w a s conducted a t
60 C. f o r another
3
h o u r s . After
t h e
c o m p l e t i o n
o f t h e
r e a c t i o n , t h e r e
was
a d d e d 0 . 2 0 k g .
o f
p h e n y l - [ S - n a p h t h y l a m i n e
a s
a
s t a b i l i z e r and t h e r e s u l t i n g
mixture w a s
d r i e d t o y i e l d a k n o w n
t h e r m o p l a s t i c e l a s
t o m e r c o n s i s t i n g
o f
i s o p r e n e a n d s t y r e n e ,
a n d
c o n t a i n i n g
40% b y w e i g h t o f
s t y r e n e .
An e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n f o r s h a p e d e x p l o s i v e s w a s o b
t a i n e d
a s a s a m p l e (G) a c c o r d i n g t o t h e f o l l o w i n g
r e c i p e
b y
u s i n g t h e t h e r mo p l a s t i c e l a s t o m e r p r e p a r e d
a b o v e
e x
t e n d e d
w i t h
2 5 0
p a r t s
b y
w e i g h t
o f n a p h t h e n i c p r o c e s s
o i l
p e r
1 0 0
p a r t s b y
w e i g h t
o f t h e
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r a s
a b i n d i n g a g e n t .
R e c i p e
P a r t s
PETN ____________________________________ _
25
Pb3O4 _______________________________________ 50
B i n d i n g
a g e n t
_______________________________ _ 25
The e s u l t i n g
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n w a s k n e a d e d , r o l l e d
a n d f o r m e d i n t o a
s h e e t u nd er
t h e s a m e c o n d i t i o n s a s i n
Example
t o
o b t a i n
a n
e x p l o s i v e
s h e e t .
The p h y s i c a l
p r o p
e r t i e s
o f
t h e e x p l o s i v e s h e e t
t h u s o b t a i n e d
were
m e a s u r e d .
The r e s u l t s a r e s h o w n i n t h e
f o l l o w i n g
T a b l e
4 :
TABLE
4
S a m p l e G
Tensile
strength (g./cm.2) __________________
_ 1 0 7 0
B re a k i n g elongation (percent) _______________ _ 150
Residual e lon g ation (p ercent ) _______________ _ 2 3
7/25/2019 US3449179.pdf
5/7
3 , 4 4 9 , 1 7 9
9
As
c a n b e n o t e d
from
t h e r e s u l t s , t h e
s a m p l e
(G) o b
t a i n e d a c c o r d i n g
t o
t h i s i n v e n t i o n h a s
e x c e l l e n t
t e n s i l e
s t r e n g t h ,
e l a s t i c i t y a n d ? e x i b i l i t y a s w e l l t h e s e l f - s u p p o r t
i n g
a b i l i t y o v e r
t h e
c o n v e n t i o n a l
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n s ,
i . e . ,
t h e
C o m p a r a t i v e s a m p l e s ( C )
a n d
( D ) .
T h i s s p e c i ? c a d v a n t a g e
o f t h i s
i n v e n t i o n h a s b e e n
b r o u g h t a b o u t by h e u s e o f t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r a s
a
main
component
o f
t h e
b i n d i n g
a g e n t .
E x a m p l e
5
To
15%
b y
w e i g h t n - h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g
6 0 0
g .
o f
1 , 3 - b u t a d i e n e w a s
added
20
m m o l
o f 1 , 2 - d i l i t h i u m
1 , 2 - d i p h e n y l e t h a n e c a l c u l a t e d a s
a c t i v e
l i t h i u m
and
t h e
p o l y m e r i z a t i o n r e a c t i o n w a s c o n d u c t e d a t 5 0
C .
f o r 4
h o u r s . A f t e r p r a c t i c a l l y
a l l o f 1 , 3 - b u t a d i e n e c h a r g e d
was
p o l y m e r i z e d , t h e r e was
a d d e d 15% b y
w e i g h t n - h e x a n e
s o l u t i o n c o n t a i n i n g 4 0 0 g . o f s t y r e n e a n d t h e copolym
e r i z a t i o n
w a s
conducted a t
5 5 C .
f o r
2
h o u r s . A f t e r
t h e
c o m p l e t i o n o f t h e
r e a c t i o n ,
t o
t h e
r e a c t i o n m i x t u r e
w a s
added 10 . o f p h e n y l - ? - n a p h t h y l a m i n e
and t h e r e w a s ob
t a n e d a
kn own
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r c o n s i s t i n g
o f
1 , 3
b u t a d i e n e a n d s t y r e n e a n d
c o n t a i n i n g
40% b y
w e i g h t
o f
s t y r e n e .
An x p l o s i v e c o m p o s i t i o n f o r
s h a p e d
e x p l o s i v e s w a s
o b
t a i n e d
a s
a s a m p l e
(H)
a c c o r d i n g
t o t h e f o l l o w i n g r e c i p e
b y
u s i n g t h e t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
p r e p a r e d a s a b o v e
e x t e n d e d
w i t h 2 5 0
p a r t s
b y w e i g h t
o f p a r a t l i n i c
p r o c e s s o i l
p e r
1 0 0
p a r t s
by
w e i g h t o f
t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r a s
a
b i n d i n g
a g e n t .
R e c i p e
P a r t s
PETN 2 5
Pb3O4
____ 5 0
Binding
agent
_
25
The
e s u l t i n g
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n w a s k n e a d e d , r o l l e d
a nd fo rm ed i n t o a s h e e t under
t h e s a m e
c o n d i t i o n s a s i n
Example
1 t o o b t a i n
an
e x p l o s i v e s h e e t . The
p h y s i c a l
p r o p e r t i e s o f t h e e x p l o s i v e s h e e t t h u s o b t a i n e d
were
m e a s
u r e d . The e s u l t s a r e s h o w n n t h e f o l l o w i n g
T a b l e
5
TABLE
Sample _ . _ . . H
Tensile
strength (g./cm.2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_
8 2 0
B re a k i n g el onga t i on (percent) ________________ _ 110
Res idua l e lon g ation
(percent)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 2
As c a n b e
n o t e d f r o m t h e r e s u l t s ,
t h e s a m p l e
(H) o b
t a i n e d a c c o r d i n g t o t h i s i n v e n t i o n
h a s
e x c e l l e n t t e n s i l e
s t r e n g t h , e l a s t i c i t y a n d ? e x i b i l i t y
a s
w e l l a s
t h e
s e l f - s u p
p o r t i n g
a b i l i t y o v e r
t h e
c o n v e n t i o n a l e x p l o s i v e c o m p o s i
t i o n s ,
i . e .
t h e
C o m p a r a t i v e s a m p l e s
( C )
a n d ( D ) o b t a i n e d
i n Example 1 .
T h i s
s p e c i ? c
a d v a n t a g e o f t h i s
i n v e n t i o n
h a s
b e e n b r o u g h t a b o u t
b y
t h e u s e o f
t h e t h e r m o p l a s t i c e l a s
t o m er
a s
a
m a i n c o m p o n e n t
o f t h e b i n d i n g
a g e n t .
W h a t s c l a i m e d i s :
1 . An
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
c o n s i s t i n g
e s s e n t i a l l y o f
a n
e x p l o s i v e
c o m p o n e n t c o m p r i s i n g a
c a p s e n s i t i v e
h i g h
e x p l o s i v e s e l e c t e d f r o m t h e g r o u p c o n s i s t i n g o f o r g a n i c
n i t r a t e s and
n i t r a m i n e s and a
n o n - e x p l o s i v e component
e s s e n t i a l l y c o m p r i s i n g , a s a b i n d i n g a g e n t , a b l o c k co
p o l y m e r
w h i c h i s a t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r c o m p r i s i n g
s e g m e n t s o f c o n j u g a t e d d i o l e ? n h a v i n g
4 t o
6 c a r b o n
a t o m s
a n d s e g m e n t s o f
m o n o v i n y l
a r o m a t i c h y d r o c a r
b o n s .
2 . An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s c l a i m e d i n c l a i m 1
c o n t a i n i n g
a n o x i d i z i n g
a g e n t
s e l e c t e d
from t h e g r o u p
c o n s i s t i n g
o f m e t a l
o x i d e ,
n i t r a t e , c h l o r a t e o r p e r c h l o
rate.
3 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d
i n
c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
i s
p o l y s t y r e n e / p o l y
' b u t a d i e n e / o l y s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r
o r p o l y s t y r e n e /
p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e b l o c k c o p o l y m e r o b t a i n e d b y
p o l y m e r i z i n g
s t y r e n e
i n t h e p r e s e n c e o f m o n o l i t h i u m hy
d r o c a r b o n
c a t a l y s t , c o p o l y m e r i z i n g t h e r e s u l t i n g a c t i v e
p o l y s t y r e n e w i t h
1 , 3 - b u t a d i e n e o r i s o p r e n e , a n d f u r t h e r
c o p o l y m e r i z i n g t h e r e s u l t i n g a c t i v e p o l y s t y r e n e / p o l y b u t a
10
1 5
20
25
30
35
45
50
55
60
65
7 0
7 5
1 0
d i e n e o r p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e
b l o c k
c o p o l y m e r w i t h
s t y r e n e .
4 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d i n c l a i m 1
w h e r e i n
s a i d
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r i s p o l y s t y r e n e / p o l y
b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e b l o c k c o p o l y m e r o r p o l y s t y r e n e /
p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d
b y
p o l y m e r i z i n g s t y r e n e i n
t h e
p r e s e n c e o f m o n o l i t h i u m
h y d r o c a r b o n
c a t a l y s t ,
c o p o l y m e r i z i n g
t h e
r e s u l t i n g a c t i v e
p o l y s t y r e n e
w i t h
1 , 3 - b u t a d i e n e o r i s o p r e n e , a n d c o u p l i n g
t h e
r e s u l t i n g
a c t i v e p o l y s t y r e n e / p o l y b u t a d i e n e o r
p o l y
s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e b l o c k
c o p o l y m e r
w i t h d i v i n y l b e n
z e n e .
5 .
An
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d
i n
c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s p o l y s t y r e n e /
p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o r
p o l y
s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o b
t a i n e d by
p o l y m e r i z i n g s t y r e n e
i n
t h e p r e s e n c e o f m o n o
l i t h i u m h y d r o c a r b o n
c a t a l y s t , c o p o l y m e r i z i n g
t h e
r e s u l t
i n g a c t i v e p o l y s t y r e n e
w i t h
1 , 3 - b u t a d i e n e o r i s o p r e n e ,
a n d c o u p l i n g t h e
r e s u l t i n g a c t i v e
p o l y s t y r e n e / p o l y b u t a d i
e n e
o r p o l y s t y r e n e / p o l y i s o p r e n e b l o c k copolymer
w i t h
d i h a l o g e n a t e d h y d r o c a r b o n .
6 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d
i n
c l a i m
1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s
p o l y s t y r e n e /
p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r
o r
p o l y s t y
r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d
b y p o l y m e r i z i n g 1 , 3 - b u t a d i e n e
o r
i s o p r e n e
i n
t h e
p r e s e n c e
o f
d i l i t h i u m
h y d r o c a r b o n c a t a l y s t , a n d c o p o l y m e r i z i n g
t h e r e s u l t i n g a c t i v e p o l y b u t a d i e n e o r p o l y i s o p r e n e w i t h
s t y r e n e .
7 .
An e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d
i n
c l a i m
1
w h e r e i n s a i d t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
i s p o l y s t y r e n e /
p o l y b u t a d i e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o r p o l y s t y
r e n e / p o l y i s o p r e n e / p o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o b
t a i n e d by c o p o l y m e r i z i n g a monomeric m i x t u r e c o n s i s t
i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e
and
s t y r e n e o r a m o n o m e r i c m i x
t u r e
c o n s i s t i n g o f i s o p r e n e a n d s t y r e n e
i n
t h e p r e s e n c e o f
d i l i t h i u m
h y d r o c a r b o n
c a t a l y s t .
8 . An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d i n c l a i m 1
w h e r e i n
s a i d
t h e r mo p l a s t i c e l a s t o m e r
i s
p o l y s t y r e n e / p o l y
b u t a d i e n e /
o l y s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
h a v i n g
i m p r o v e d
h e a t -
a n d
o i l - r e s i s t a n c e s o b t a i n e d
b y
c o p o l y m e r i z i n g a
p r e d o m i n a n t p r o p o r t i o n o f p o l y s t y r e n e s e g m e n t w i t h
a
s m a l l
amount f d i v i n y l b e n z e n e .
9 . An e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s c l a i m e d i n c l a i m 1
w h e r e i n
s a i d t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s 1 , 3 - b u t a d i e n e
s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r
o b t a i n e d
b y c o p o l y m e r i z i n g a
monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f
1 , 3 - b u t a d i e n e a n d s t y
r e n e
i n t h e p r e s e n c e
o f
m o no li t h i u m
hydrocarbon c a t a
l y s t a n d
a d d i t i o n a l l y
c o p o l y m e r i z i n g t h e r e s u l t i n g a c t i v e
c o p o l y m e r w i t h
a monomeric
m i x t u r e c o n s i s t i n g
o f
1 , 3
b u t a d i e n e
and t y r e n e .
1 0 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d
i n
c l a i m
1
w h e r e i n
s a i d t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s
i s o p r e n e - s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r o b t a i n e d by c o p o l y m e r i z i n g a
m o n o ~
m e r i c m i x t u r e c o n s i s t i n g o f
i s o p r e n e
a n d s t y r e n e i n
t h e
p r e s e n c e o f
m o n o l i t h i u m h y d r o c a r b o n c a t a l y s t a n d
a d d i
t i o n a l l y
c o p o l y m e r i z i n g t h e
r e s u l t i n g
a c t i v e
c o p o l y m e r
w i t h a monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f i s o p r e n e and
s t y r e n e .
1 1 .
An e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s
c l a i m e d
i n
c l a i m
1
w h e r e i n
s a i d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r
i s
1 , 3 - b u t a d i e n e - i s o
p r e n e - s t y r e n e b l o c k c o p o l y m e r o b t a i n e d b y c o p o l y m e r
i z i n g
a
m o n o m e r i c
m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f l , 3 - b u t a d i e n e ,
i s o p r e n e a n d s t y r e n e i n
t h e
p r e s e n c e o f
m o n o l i t h i u m
hy
d r o c a r - b o n c a t a l y s t
a n d a d d i t i o n a l l y c o p o l y m e r i z i n g
t h e
r e s u l t i n g a c t i v e c o p o l y m e r w i t h
a monomeric m i x t u r e
c o n s i s t i n g
o f
1 , 3 - b u t a d i e n e ,
i s o p r e n e
a n d
s t y r e n e .
1 2 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s c l a i m e d i n c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s
1 , 3 - b u t a d i e n e
s t y r e n e
b l o c k c o p o l y m e r ,
i n which s t y r e n e s e g m e n t s a r e
c r o s s - l i n k e d , o b t a i n e d
by
c o p o l y m e r i z i n g a monomeric
m i x t u r e c o n s i s t i n g
o f
1 , 3 - b u t a d i e n e ,
s t y r e n e
a n d d i v i n y l
b e n z e n e , i n
t h e
p r e s e n c e o f m o n o l i t h i u m h y d r o c a r b o n
c a t a l y s t
a n d
a d d i t i o n a l l y c o p o l y m e r i z i n g t h e
r e s u l t i n g
7/25/2019 US3449179.pdf
6/7
3 , 4 4 9 , 1 7 9
1 1
a c t i v e c o p o l y m e r w i t h a monomeric m i x t u r e c o n s i s t i n g
o f 1 , 3 - b u t a d i e n e , s t y r e n e a n d d i v i n y l
b e n z e n e .
1 3 An e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d i n
c l a i m
1
w h e r e i n s a i d t h e r m o p l a s t i c i s
i s o p r e n e - s t y r e n e
b l o c k c o
p o l y m e r ,
i n
w h i c h s t y r e n e s e g m e n t s a r e c r o s s - l i n k e d , o b
t a i n e d
b y c o p o l y m e r i z i n g a
m o n o m e r i c
m i x t u r e c o n s i s t
i n g
o f
i s o p r e n e ,
s t y r e n e
a n d
d i v i n y l b e n z e n e
i n
t h e p r e s
e n c e
o f
m o n o l i t h i u m h y d r o c a r b o n
c a t a l y s t , a n d a d d i
t i o n a l l y
c o p o l y m e r i z i n g t h e r e s u l t i n g
a c t i v e c o p o l y m e r
w i t h a monomeric m i x t u r e c o n s i s t i n g o f
i s o p r e n e ,
s t y r e n e
a n d d i v i n y l b e n z e n e .
1 4 . An e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d
i n c l a i m
1
w h e r e i n s a i d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r i s 1 , 3 - b u t a d i e n e
i s o p r e n e - s t y r e n e b l o c k
c o p o l y m e r , i n w h i c h s t y r e n e
s e g
ments
a r e c r o s s - l i n k e d , o b t a i n e d by c o p o l y m e r i z i n g a
m o n o m e r i c
m i x t u r e
c o n s i s t i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e , i s o p r e n e ,
s t y r e n e
a n d
d i v i n y l b e n z e n e a n d a d d i t i o n a l l y c o p o l y m e r
i z i n g
t h e
r e s u l t i n g a c t i v e
c o p o l y m e r w i t h
a
monomeric
m i x t u r e c o n s i s t i n g o f 1 , 3 - b u t a d i e n e , i s o p r e n e ,
s t y r e n e .
1 5 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d
i n
c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
i s a
b l o c k copolymer
c o m p r i s i n g p o l y m e r s e g m e n t s o f random c o p o l y m e r
o f
e t h y l e n e
a n d
- o l e ? n h a v i n g 3 - 1 8 c a r b o n a t o m s ; random
c o p o l y m e r o f s t y r e n e
a n d 1 , 3 - b u t a d i e n e ; r a n d o m c o p o l y
m e r
o f s t y r e n e
and i s o p r e n e ; o r r a n d o m copolymer o f
1 , 3 - b u t a d i e n e
a n d i s o p r e n e , a n d p o l y m e r i c s e g m e n t s
o f
p o l y a c r y l o n i t r i l e ,
p o l y m e t h y l
m e t h a c r y l a t e ,
p o l y c h l o r o
s t y r e n e ,
p o l y e t h y l e n e o r p o l y p r o p y l e n e .
1 6 An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d i n c l a i m
1
w h e r e i n
s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r composed o f con
j u g a t e d d i o l e ? n
h a v i n g
4 - 6
c a r b o n a t o m s a n d
m o n o v i n y l
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s i s
p r o d u c e d
b y p o l y m e r i z i n g a
monomeric m i x t u r e c o m p r i s i n g a c o n j u g a t e d d i o l e ? n
and
a monovinyl a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n
i n a
h y d r o c a r b o n
s o l
v e n t
i n an i n e r t
atmosphere i n t h e p r e s e n c e
o f
a l i t h i u m
b a s e
c a t a l y s t a n d ,
a f t e r
s u b s t a n t i a l
c o m p l e t i o n
o f
t h e
p o l y m e r i z a t i o n ,
a d d i t i o n a l l y
p o l y m e r i z i n g
t h e r e s u l t i n g
a c t i v e
c o p o l y m e r
w i t h
a
monomeric
m i x t u r e c o m p r i s i n g
s a i d
c o n j u g a t e d d i o l e ? n
a n d s a i d m o n o v i n y l
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n .
1 7 . An e x p o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d
i n
c l a i m
1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r
composed
o f
c o n
j u g a t e d d i o l e ? n
a n d m o n o v i n y l a r o m a t i c h y d r o c a r b o n i s
p r o d u c e d b y
p o l y m e r i z i n g 8 6 5 p a r t s
b y
w e i g h t
o f a
monomeric
m i x t u r e
( A )
c o m p r i s i n g
a c o n j u g a t e d d i o l e ? n
a n d a monovinyl
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n i n a w e i g h t r a t i o
o f 8510:15-90 i n
a
hydrocarbon
s o l v e n t
i n a n i n e r t
a t m o s p h e r e
i n
t h e p r e s e n c e o f 0 . 2 2 0
m m o l
p e r 1 0 0 g .
o f
t h e
t o t a l
a m o u n t
o f
t h e m o n o m e r i c
m i x t u r e
(A) and
a
monomeric m i x t u r e
( B )
m e n t i o n e d h e r e i n a f t e r , o f
a
mon ol ithium h y d r o c a r b o n c a l c u l a t e d a s
a c t i v e
l i t h i u m
a n d ,
a f t e r s u b s t a n t i a l
c o m p l e t i o n
o f
t h e p o l y m e r i z a t i o n ,
a d d i t i o n a l l y
c o p o l y m e r i z i n g
t h e
r e s u l t i n g
c o p o l y m e r
w i t h
92-35
p a r t s by w e i g h t o f a monomeric m i x t u r e ( B ) c o m
p r i s i n g t h e same i n g r e d i e n t s a s t h o s e o f s a i d m i x t u r e
(A)
i n a Weight r a t i o o f
9520:5-80
s o
t h a t
t h e t o t a l
a m o u n t
o f s a i d m i x t u r e s ( A ) a n d ( B )
m a k e s 1 0 0 p a r t s b y w e i g h t ,
t h e r e b y
o b t a i n i n g
a ? n a l
c o p o l y m e r
h a v i n g a m o n o v i n y l
a r o m a t i c c o n t e n t o f 1 0 7 0 % by w e i g h t b a s e d on t h e
t o t a l w e i g h t
o f s a i d m i x t u r e s ( A ) a n d ( B ) .
1 8 .
An
e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d i n
c l a i m
1
w h e r e i n s a i d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r composed o f con
j u g a t e d
d i o l e ? n a n d m o n o v i n y l a r o m a t i c h y d r o c a r b o n i s
p r o d u c e d b y p o l y m e r i z i n g a monomeric m i x t u r e ( C ) c o n
s i s t i n g o f 8 - 6 5 p a r t s b y w e i g h t o f
a
monomeric m i x t u r e
( A )
c o m p r i s i n g a
c o n j u g a t e d
d i o l e ? n
a n d
a
m o n o v i n y l
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n i n a
w e i g h t
r a t i o
o f 8 5 - 1 0 1 1 5 - 9 0 ,
a n d
0 - 4 . 5
p a r t s
b y
w e i g h t
o f
a
d i v i n y l
a r o m a t i c
h y d r o
c a r b o n
p e r 1 0 0
p a r t s b y
w e i g h t o f
s a i d
m i x t u r e ( A ) ,
i n
1 0
1 5
25
30
40
45
50
55
60
65
a
h y d r o c a r b o n
s o l v e n t i n a n
i n e r t
a t m o s p h e r e i n t h e p r e s
ence o f 0.220 mmol e r 100
g .
o f
t h e
t o t a l a m o u n t o f
s a i d m i x t u r e (A)
and
a
m o n o m e r i c
m i x t u r e ( B )
m e n
t i o n e d h e r e i n a f t e r , o f a
m o n o l i t h i u m h y d r o c a r b o n c a l
c u l a t e d a s a c t i v e l i t h i u m a n d , a f t e r s u b s t a n t i a l
c o m p l e t i o n
o f
t h e p o l y m e r i z a t i o n , a d d i t i o n a l l y
c o p o l y m e r i z i n g t h e
r e s u l t i n g a c t i v e
c o p o l y m e r
w i t h
a
monomeric
m i x t u r e
( D )
c o n s i s t i n g
o f 9 2 . 3 5
p a r t s
b y
w e i g h t
o f a monomeric
m i x t u r e ( B )
c o m p r i s i n g
t h e
same i n g r e d i e n t s
a s
t h o s e
o f
s a i d m i x t u r e ( A ) i n a w e i g h t r a t i o o f 9 5 - 2 0 z 5 - 8 0 , a n d
0 - 0 5 p a r t b y w e i g h t
o f
d i v i n y l
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n
p e r
1 0 0
p a r t s b y
w e i g h t o f
s a i d m i x t u r e
( B ) , s o
t h a t t h e
t o t a l
amount
o f
t h e
d i v i n y l
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n i n
s a i d
m i x t u r e s
( A ) a n d ( B ) m a k e s 0 . 0 0 1 0 . 5 p a r t b y
w e i g h t
p e r 1 0 0
p a r t s by w e i g h t
o f
t h e
t o t a l amount o f s a i d
mix
t u r e s (A) and
( B ) , and
t h a t
t h e t o t a l a m o u n t o f
s a i d
m i x t u r e s ( A )
a n d
( B ) m a k e s
1 0 0
p a r t s b y
w e i g h t ,
t h e r e
by o b t a i n i n g a ? n a l
c o p o l y m e r h a v i n g
a
monovinyl
a r o
m a t i c
h y d r o c a r b o n
c o n t e n t o f
10-70%
b y w e i g h t
b a s e d
on t h e
t o t a l
a m o u n t o f
s a i d
m i x t u r e s
(A)
and ( B ) .
1 9 .
An e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d
i n
c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s t h e one
h a v i n g
an
i m p r o v e d
p r o c e s s a b i l i t y
a n d
c o m p r i s i n g
1 - 4 0
p a r t s
b y
w e i g h t o f p o l y e t h er p e r
1 0 0
p a r t s b y w e i g h t o f t h e t h e r m o
p l a s t i c
e l a s t o m e r , s a i d p o l y e t h e r h a v i n g a m o l e c u l a r
w e i g h t o f Z O O - 5 0 , 0 0 0
a n d
h a v i n g a r e c u r r i n g
u n i t c o n
t a i n i n g d i v a l e n t a l i p h a t i c h y d r o c a r b o n
h a v i n g 2 - 1 0
c a r b o n
a t o m s.
2 0 .
An e x p l o s i v e c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d i n c l a i m 1
wherein s a i d t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r i s
t h e
one h a v i n g an
i m p r o v e d
p r o c e s s a b i l i t y
a n d
c o m p r i s i n g
1 - 1 0 0
p a r t s
b y
w e i g h t o f
s o l i d
p a r a f ? n p e r 1 0 0 p a r t s
b y
w e i g h t o f t h e
t h e r m o p l a s t i c e l a s t o m e r ,
s a i d
s o l i d p a r a ? i n h a v i n g a m e l t
i n g p o i n t
o f
3 5 1 6 0 C .
2 1 . An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d i n c l a i m 1
w h e r e i n s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r i s
t h e
o n e
h a v i n g
a n
i m p r o v e d p r o c e s s a b i l i t y a n d
c o m p r i s i n g
1 - 1 0 0 p a r t s
b y
w e i g h t o f p o l y e t h y l e n e p e r 1 0 0
p a r t s
b y
w e i g h t
o f
t h e
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r , s a i d p o l y e t h y l e n e
h a v i n g
a
m e l t
i n d e x
o f 1 - 1 , 0 0 0
a s measured a c c o r d i n g
t o
ASTM-123
5 7 T ,
C o n d i t i o n
E .
2 2 . An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d i n c l a i m 1
wherein s a i d
b i n d i n g a g e n t c o n t a i n s
a s
a p l a s t i c i z e r a t
l e a s t o n e o f n a p h t h e n i c , a r o m a t i c
a n d
p a r a f ? n i c h y d r o
c a r b o n s h a v i n g c o m p a t i b i l i t y w i t h
s a i d
t h e r m o p l a s t i c
e l a s t o m e r .
2 3 .
An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n
a s
c l a i m e d i n
c l a i m
1
i n t h e f o r m
o f
s h e e t
o r
s t r a n d
f o r u s e
w i t h
t h e f a b r i c a t i o n
o f m e t a l s .
2 4 . An
e x p l o s i v e
c o m p o s i t i o n a s c l a i m e d i n c l a i m 1
i n t h e f o r m o f e x p l o s i v e c o r d s o f h i g h - d e t o n a t i n g s p e e d .
R e f e r e n c e s
C i t e d
UNITED STATES
PATENTS
2,999,743 9 / 196 1 B r e z a
e t
a l
_ _ _ _ _ _ _
_ 149-92 X
3 , 068,129 12/1962
Sch a l f e l
__________
_ 149-19
3 , 11 7 , 044 1/1964 S a u e r ___________
_ 149-92 X
3,12 3,507 3 / 1 9 6 4
B u t t s ,
e t a 1 _________ _ 149-19
3,227,588
1/1966 Jones, e t a 1 _______ _ 149-92X
3,296,041 1/ 1967 W r i g h t
_________
_ 149-92
X
3 , 3 2 6 , 7 3 1 6/1967
Noddin
___________ 149-19
3 , 3 3 8 , 7 6 4 8/1967
Evans
__________ _ 149-92 X
3, 32 1, 341
5/1967
O t t o s o n
___________ _ 149-19
BENJAMIN R . PADGETT, P r i m a r y E x a m i n e r .
US.
C l .
X . R .
1 4 9 - 2 0 ,
9 2 ,
9 3
7/25/2019 US3449179.pdf
7/7
U. S.
PATENT OFFICE
UNITED
STATES
PATENT OFFICE
CERTIFICATE OF
CORRECTION
Patent N o . 3,449,179 Dated June 1 0 , 1969
S a b u r o
M i n e k a w a , et a1.
It i s
certified
t h a t e r r o r appears i n t h e above-identified
p a t e n t a n d t h a t said Letters Patent
a r e
hereby corrected a s
s h o w n
b e l o w :
Col. 12, l i n e 8 ,
92. 3 5
s h o u l d r e a d --92 - 35--.
S I G N E D
AND
S E A L E D
M A R 1 0 1 9 7 0
( S E A L )
Meat:
Edwar d M.
F l e t c h e r ,
J
.
. .
WILLIAM
E.
SGHUYLER, JR.
A t t e s t l n
