CN100572343C

CN100572343C - 硝酸铵改性剂及其制备方法

Info

Publication number: CN100572343C
Application number: CNB2007102015196A
Authority: CN
Inventors: 黄东平; 张月欣; 冉隆明; 王德斌; 段永健; 姚天敏; 徐晗松; 张智辉
Original assignee: HUANG DONGPING ZHANG YUEXIN RAN LONGMING WANG DEBIN; HUANG DONGPING ZHANG YUEXIN RA
Current assignee: HUANG DONGPING ZHANG YUEXIN RAN LONGMING WANG DEBIN; HUANG DONGPING ZHANG YUEXIN RA
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2027-08-29
Also published as: CN101143801A

Abstract

本发明涉及硝酸铵改性剂及其制备方法，属于民用爆破领域。它是由含有下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45-74份、润滑剂1-15份、分散剂14-40份、表面活性剂3-15份。按此重量配比还可以加入增稠剂2-8份。本发明硝酸铵改性剂通过降低硝酸铵的活化能，使改性后的硝酸铵类炸药整体性能提高，为硝酸铵炸药提供了工业“味精”，相比于现有技术降低了炸药生产成本，提高了装药密度，提高了炸药的安定性，炸药爆炸威力大，适应硝酸铵炸药工业发展的需要。

Description

硝酸铵改性剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及硝酸铵改性剂及其制备方法，属于民用爆破领域。

背景技术

民用爆破器材要求低成本，高威力。多年以来，民爆行业为了提高产品性能，降低生产成本，作出了大量的努力，包括2#岩石铵梯油炸药的研制生产，4#岩石铵梯油炸药的研制生产，以减少TNT为主要目标，辅之以燃料油等高热物质做可燃剂(即还原剂)，向少梯和无梯的方向发展，进而达到取消TNT的含梯炸药。从炸药的主要原材料——硝酸铵出发进行改性，既能满足炸药的各项爆炸性能指标，又可达到少梯或不含梯的炸药。因此复合改性剂的研究项目就提到了议事日程上来。

目前国内使用的硝酸铵改性剂基本上是以解决防结块硬化为主要目的的，其材料也主要为硫酸铁铵、硅藻土、石英粉等，添加一些十二烷基硫酸钠等表面活性物质，以物理方式混合、烘干、球磨，使之细度达到通过200目筛，从而阻断硝酸铵结块的“盐桥”作用的形成，但对炸药产品性能的提高基本上无任何作用。中国专利申请CN1546377公开了硝酸铵的改性剂按质量配比含有：40％～50％的十八胺，15％～25％的石蜡，25％～35％的微晶蜡，3.5％～6.5％的十二烷基硫酸钠，处理硝酸铵后，减缓了吸湿速度和降低结块性，提高了硝酸铵的敏感性，其以膨化改变硝酸铵的性能，其装药密度0.94～0.98g/cm³，爆速4000～4320m/s，殉爆距离15～18cm，猛度16.7mm。

到目前为止，未见有通过降低硝酸铵活化能来改变硝酸铵性能的硝酸铵改性剂的相关报道，更未见其工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的硝酸铵改性剂，通过改变硝酸铵的活化能，使改性后的硝酸铵类炸药整体性能提高。

本发明提供的硝酸铵改性剂是由含有下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45-74份、润滑剂1-15份、分散剂14-40份、表面活性剂3-15份。还可以加入增稠剂2～8份。

其中，十八烷胺和磷酸可直接加入与润滑剂、分散剂、表面活性剂制成硝酸铵改性剂，或通过十八烷胺和磷酸中和反应得到十八烷胺磷酸盐，或直接加入十八烷胺磷酸盐与润滑剂、分散剂、表面活性剂制成硝酸铵改性剂。

上述润滑剂可以是硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中至少一种，分散剂可以是活性土、膨润土、硅藻土、滑石粉等中的至少一种，表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、斯苯-80、斯苯-60、卵磷脂中的至少一种，增稠剂可以是田菁粉、磷酸、斯苯-80中的至少一种。

优选的方案是：

硝酸铵改性剂由下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐69～74份、硬脂酸1～5份、活性土14～20份、十二烷基硫酸钠3～6份、田菁粉3～5份；

所述的十八烷胺磷酸盐是由十八烷胺60～67份、磷酸4～6份中和反应得到。

硝酸铵改性剂也可以由下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45-53.5份、活性土34.5-40份、十二烷基硫酸钠11-15份、三乙醇胺11-14份；所述的十八烷胺磷酸盐是由十八烷胺18-21份与磷酸3.5-5份在11-15份的硬脂酸体系中反应得到。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法为：先将十八烷胺磷酸盐干燥至水分含量为0.5％以下，润滑剂、表面活性剂、分别干燥至水分含量为0.1％，分散剂干燥至水分含量为2％以下，冷却至常温；然后球磨60～90分钟后出料即得。

上述硝酸铵改性剂的制备方法，球磨时还可以加入水分含量为0.5％以下的增稠剂。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法优选为：

a、十八烷胺、斯苯-60和斯苯-80于80～85℃熔化，边搅拌边缓慢加入磷酸，反应60～90分钟出料，干燥直至水分为0.5％以下；

b、加入球磨机与硬脂酸、活性土、十二烷基硫酸钠和田菁粉进行球磨出料即得。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法还优选：

a、十八烷胺、硬脂酸加热完全熔化后在加入磷酸进行中和，并不断搅拌，随后加入三乙醇胺，待反应物固化后出料进行干燥；

b、加入球磨机与十二烷基硫酸钠和活性土分散剂进行球磨出料即得。

硝酸铵是生产硝酸铵类炸药的主要原材料，占炸药组份的90％以上，硝酸铵改性性能的好坏，直接关系到硝酸铵炸药的各种爆炸指标的高低。硝酸铵是一种弱爆炸物，在常温常压下比较稳定，固体硝酸铵在温度-16.9～169.6℃范围内共有五种热力学不稳定的结晶变体，如附图1所示。

硝酸铵类炸药产品质量的高低和防结块能力的大小，完全取决于硝酸铵弱爆炸性能的发挥。硝酸铵在32.3℃和84.2℃有两个结晶变点，如果在这两个结晶变点时进行了硝酸铵改性，将会大大提高产品质量，在П型和Ш晶变方面，它的比表面积是最大的。本发明通过高温(90～110℃)重砣(800kg)碾压改变硝酸铵的晶体构型，增大了硝酸铵的比表面积，从而改变硝酸铵的性能。本发明改性剂中的分散剂如：活性土、膨润土等，其比表面积大，加入后，可以阻止硝酸铵的重结晶，从而达到防止炸药结块硬化的目的；本发明改性剂中的润滑剂如：硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠，其为高分子化合物，同时也是表面活性剂，起润湿润滑作用；本发明改性剂中加入斯苯-80、斯苯-60，能够提高炸药的稳定性；本发明中的三乙醇胺具有良好的协同抗磨作用，同时也是一种表面活性剂，可以使润滑剂性能显著提高。本发明改性剂中加入活化物质十八烷胺磷酸盐，再辅之与高温干燥、粉碎，降低了硝酸铵的活化能，同时由于加入增稠剂田菁粉及表面活性剂十二烷基硫酸钠等，吸附了部分空气，形成了微小气泡，在混合炸药中易形成绝热压缩“热点”，从而达到提高爆破性能的目的。

本发明硝酸铵改性剂为硝酸铵炸药提供了工业“味精”，相比于现有技术其炸药生产成本降低了5.6％，装药密度提高了1.0％，提高了炸药的安定性，炸药爆炸威力大，适应硝酸铵炸药工业发展的需要。

附图说明

图1硝酸铵的五种热力学不稳定的结晶变体。

具体实施方式

以下通过具体实施例的方式对本发明做进一步详述，但不应理解为是对本发明的限制。基于本发明的上述思想可以作出多种形式的修改、替换、变更，均应属于本发明。

实施例1本发明改性剂的制备

表1配方(公斤)

制备过程：

十八烷胺磷酸盐的制备：按表1所示重量配比称取十八烷胺、乳化剂倒入中和罐中熔化至80～85℃时，开启搅拌器，徐徐加入浓度为85％的磷酸中和60～90分钟出料，送入干燥工

房干燥直至水分为0.5％以下后冷却备用。(备注：该反应是一个放热反应，加磷酸的速度要慢，若加20公斤磷酸，其加料时间控制在10～15分钟内，该反应过程中会产生大量的泡沫，并放出大量的热和水蒸气，过15～20分钟后，产物变成盐一样的糊状物后下料，在干燥工房摊成1厘米以下的薄粉状干燥，经常要翻动。)

本发明改性剂的制备：

(1)干燥工房的要求

十八烷胺磷酸盐、田菁粉、十二烷基硫酸钠和活性土(如硅藻土、膨润土等)等物料必须经过干燥。特别是活性土的水分一般在10％左右，其水分要求经干燥后达到2％以下。干燥房公司采用成都东江工业研究所生产的CKIII纸箱烘干机作为干燥工房，可以恒温干燥100℃以上，且可以分层干燥，以上干燥温度以≤158℃为宜。

(2)球磨机混合

上述物料经干燥后，冷却至常温，分别按比例称取十八烷胺磷酸盐、硬脂酸、十二烷基硫酸钠、活性土、田菁粉，球磨60～90分钟后出料，称量包装，并注意产品防潮和防火。

实施例2本发明改性剂的制备

表2配方(公斤)

编号	十八烷胺	硬脂酸	三乙醇胺	十二烷基硫酸钠	磷酸	活性土分散剂
编号	十八烷胺	硬脂酸	三乙醇胺	十二烷基硫酸钠	磷酸	活性土分散剂	6	20	13	12	15	4	36
7	19	14	13	14	5	35	6	20	13	12	15	4	36
7	19	14	13	14	5	35	8	21	15	14	12	3.5	34.5
9	18	11	11	15	5	40	8	21	15	14	12	3.5	34.5
9	18	11	11	15	5	40	10	20	12	12	11	5	40

制备过程：按表2所示重量配比将十八烷胺和硬脂酸利用蒸汽加热完全熔化后在加入磷酸进行中和，并不断搅拌，随后加入三乙醇胺，待反应物固化后出料进行干燥；干燥后加入球磨机与十二烷基硫酸钠和活性土分散剂进行球磨粉碎过筛后制得。

实施例3炸药的制备

将硝酸铵经粗碎后于90～110℃下加入轮蹍机细碎并干燥，加入本发明改性剂(由实施例1-2制备，编号1-10)改性混匀后，再到下一工序按照常规方法加入油相材料和可燃剂(松散剂)经冷却后制得炸药，制得的炸药性能对照见表3。

表3(WT型φ35×200g)

注：以上指标为现场测试。

贮存三个月后性能测试见表4。

表4贮存三个月后性能测试结果

通过现场生产及贮存试验看出，本发明改性剂生产的铵锑油炸药产品性能良好，质量稳定，所生产的炸药性能指标完全符合GB/12437-2000标准。

Claims

1、硝酸铵改性剂，它是由含有下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45-74份、润滑剂1-15份、分散剂14-40份、表面活性剂3-15份；

十八烷胺磷酸盐是由以下方法制备而得：

十八烷胺、斯苯-60和斯苯-80于80～85℃熔化，边搅拌边缓慢加入磷酸，反应60～90分钟出料，干燥直至水分为0.5％以下即得；

或十八烷胺、硬脂酸加热完全熔化后在加入磷酸进行中和，并不断搅拌，随后加入三乙醇胺，待反应物固化后出料进行干燥即得。

2、根据权利要求1所述的硝酸铵改性剂，其特征在于：按重量配比还含有增稠剂2～8份

3、根据权利要求2所述的硝酸铵改性剂，其特征在于：所述的润滑剂是：硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中至少一种；所述的分散剂是：活性土、膨润土、滑石粉、硅藻土中至少一种；所述的表面活性剂是：十二烷基硫酸钠、斯苯-80、斯苯-60、卵磷脂中至少一种；所述的增稠剂是：田菁粉、磷酸、斯苯-80中至少一种。

4、权利要求1所述的硝酸铵改性剂，其制备方法为：

先将十八烷胺磷酸盐干燥至水分含量为0.5％以下，润滑剂、表面活性剂、分别干燥至水分含量为0.1％，分散剂干燥至水分含量为2％以下，冷却至常温；然后球磨60～90分钟后出料即得。

5、根据权利要求4所述的硝酸铵改性剂的制备方法，其特征在于：球磨时还加入水分含量为0.5％以下的增稠剂。