CN101844956A - 低爆速铵油炸药及其制备方法 - Google Patents

低爆速铵油炸药及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低爆速铵油炸药及其制法。它由改性粉状铵油炸药77～88份、多孔粒状硝酸铵10～20份、聚苯乙烯泡沫塑料微球2～3份组成；其中改性粉状铵油炸药由结晶硝酸铵74.54～84.66份，改性剂0.15～0.26份，复合油相2.31～3.08份组成；复合油相由石蜡1.71～2.12份，松香0.58～0.86份，司盘-80乳化剂0.02～0.06份组成。其制备方法是：将结晶硝酸铵与改性剂混合粉碎干燥后与复合油相混合均匀，再加入多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯泡沫塑料微球混合均匀，即制得密度小于0.55g/cm3，爆速小于2600m/s的低爆速铵油炸药。本发明炸药颗粒流散性好，便于炮孔装药；炸药爆速低，密度低；能满足矿山、公路、铁路等露天深孔边坡光面爆破和预裂爆破使用炸药的要求。

Description

低爆速铵油炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于一种炸药，特别涉及一种用于露天深孔边坡光面爆破和预裂爆破使用的低爆速铵油炸药及其制法。
背景技术
深孔爆破是矿山生产，铁路、公路路堑大型开挖工程的重要手段，尤其在铁路和公路施工中，采用光面爆破或预裂爆破，可使路堑边坡开挖工程量减少10～20％，同时由于爆破后边坡平整光滑，稳定，从而减少了支护和以后线路营运过程中的边坡事故及维护工作量。通常，光面爆破和预裂爆破炮孔深度一般为10～25m，炮孔直径大于75mm，装药长度达6～19m不等，如果炸药的装药密度大，炸药的爆速高，则单位长度装药量过大，炸药爆炸将产生强烈的震动，使保留的岩石受到较大内伤，可能造成保留的矿山、公路和铁路边坡发生垮踏、滑陂等现象，将对爆破安全和边坡稳定的维护带来严重影响。在现有技术中，光面爆破和预裂爆破小药卷装药结构复杂，用改性粉状硝铵炸药，粉状乳化炸药，膨化硝铵炸药等装药密度较大，爆速大，可参见中国专利ZL03124419.X，名称：一种改性粉状硝铵炸药及其制造方法；中国专利：200610033970，名称：高密度膨化硝铵炸药的制备方法；中国专利200910042658，一种低密度改性粉状铵油炸药。上述炸药的装药密度大于0.85g/cm3，且爆速均大于2800m/s，难以满足矿山、铁路和公路路堑等光面爆破和预裂爆破深孔装药的要求。
发明内容
为克服现有炸药炮孔装药密度大，爆速高，不能用于边坡稳定控制爆破炮孔装药的难题，本发明提供一种生产工艺简单、使用安全、操作方便、流散性好的低爆速铵油炸药，同时提供该炸药的制备方法。
具体的技术方案如下：
低爆速铵油炸药它由下列重量份的原料混合而成：改性粉状铵油炸药77～88份、多孔粒状硝酸铵10～20份、聚苯乙烯泡沫塑料微球2～3份；
所述改性粉状铵油炸药由下列重量份的原料组成：结晶硝酸铵74.54～84.66份，改性剂0.15～0.26份，复合油相2.31～3.08份；
所述复合油相由下列重量份的原料组成：石蜡1.71～2.21份，松香0.58～0.86份，司盘-80乳化剂0.02～0.06份；
所述改性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
低爆速铵油炸药的制备方法包括以下操作步骤：
1、将石蜡、松香和司盘-80乳化剂在温度为90～100℃条件下混熔，制得复合油相；
2、将结晶硝酸铵与改性剂混合粗碎后，在温度为100～120℃条件下干燥细碎至水份小于0.3％，细度90％过60目，得到改性粉状硝酸铵；
3、将复合油相混入改性粉状硝酸铵中，在温度为90～110℃条件下碾混5～10分钟，得到改性粉状铵油炸药；
4、在低速搅拌下，分别将多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯泡沫塑料微球分散到改性粉状铵油炸药中，混合3～5分钟，制得密度为0.45～0.55g/cm3的低爆速铵油炸药。
低爆速铵油炸药是在改性的粉状铵油炸药中掺入多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯塑料球混合而成，外观呈粉粒状的爆炸混合物，流散性好，易于炮孔装填。
本发明的基本原理是：利用改性剂(分子中含亲油基团)对硝酸铵粉体进行表面活化，使硝酸铵颗粒表面具有亲油性基团(十二烷基)，同时，在复合油相中加入司盘-80乳化剂(化学名称为失水山梨醇单油酸酯)，使复合合油相内具有亲水性基团(羟基)，当硝酸铵与复合油相混合时，复合油相能均匀地分散在硝酸铵颗粒的表面，使硝酸铵与复合油相混合均匀。聚苯乙烯泡沫塑料微球本身密度仅为0.03～0.04g/cm3，降低了炸药的装药密度，同时，多孔粒状硝酸铵颗粒大，化学反应速度较低，降低了炸药的爆轰速度。此外，由于多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯泡沫塑料微球内部本身含量有空隙，以及炸药颗粒之间也存在空隙，在炸药爆炸反应时能形成“热点”，提高了炸药的爆轰感度和贮存稳定性能。
本发明有以下几个特点：
1、选用的聚苯乙烯泡沫塑料微球密度低，对降低炸药的装药密度起关键作用。
2、选用的司盘-80乳化剂和改性剂分子中都含有亲水基团和亲油基团，分别对复合油相和硝酸铵进行活化，对提高两者的混合均匀性起重要作用。
3、借助多孔粒状硝酸铵颗粒和聚苯乙烯泡沫塑料微球稀释了化学反应区的能量。同时，借助多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯泡沫塑料微球的内部空隙，以及炸药颗粒之间的空隙，这对降低炸药的爆速和提高炸药的爆轰感度起决定作用。
综上所述，本发明与现有铵油炸药相比，其显著优点是：
1)炸药的各组份混合均匀性好，且生产工艺简单；
2)炸药流散性好，便于炮孔装药；
3)炸药的爆速低，密度低，能满足各种矿山、铁路和公路路堑等露天深孔光面爆破和预裂爆破用炸药的要求；
4)炸药制造方法简便，可靠，安全，适合于工业化生产。
具体实施方式
下面实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
以工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药82Kg、多孔粒状硝酸铵15Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2.5Kg。其中，改性粉状铵油炸药的配方是：结晶硝酸铵78.72Kg、十二烷基苯磺酸钠0.25Kg、复合油相3.03Kg；复合油相的配方是石蜡2.12Kg、松香0.85Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg。
具体制备步骤如下：
第一步：称取石蜡2.12Kg、松香0.85Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg，在温度为95℃条件下混熔，制得复合油相材料；
第二步：称取结晶硝酸铵78.72Kg、十二烷基苯磺酸钠0.25Kg Kg混合粉碎，在温度为110℃条件下干燥至水份小于0.3％，再进行细碎至细度90％过60目，得到改性粉状硝酸铵；
第三步将第一步制得的复合油相混入到第二步制得的改性粉状硝酸铵中，在温度为90℃～110℃条件下碾混8分钟，得到改性粉状铵油炸药；
第四步，分别称取多孔粒状硝酸铵15Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2.5Kg，在低速搅拌下，分散到由第三步得到的改性粉状铵油炸药中混合4分钟后装袋，制得低爆速铵油炸药。
低爆速铵油炸药产品外观呈粉粒状，流散性好，易于炮孔装填。
经测试，上述制得的低爆速铵油炸药性能：当装药直径为90mm时，装药密度为0.39g/cm3，爆速为2321m/s。
实施例2：
工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药88Kg、多孔粒状硝酸铵10Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2Kg。其中，改性粉状铵油炸药的配方是：结晶硝酸铵84.66Kg、十二烷基磺酸钠0.26Kg、复合油相3.08Kg；复合油相的配方是石蜡2.16Kg、松香0.86Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg。
低爆速铵油炸药制法是：
第一步：称取石蜡2.16Kg、松香0.86Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg，在温度为90℃条件下混熔，制得复合油相材料；
第二步：称取结晶硝酸铵84.66Kg、十二烷基磺酸钠0.26Kg混合粉碎，在温度为120℃条件下干燥至水份小于0.3％，再进行细碎至细度90％过60目，得到改性粉状硝酸铵；
第三步将第一步制得的复合油相混入到第二步制得的改性粉状硝酸铵中，在温度为90～110℃条件下碾混5分钟，得到改性粉状铵油炸药；
第四步，分别称取多孔粒状硝酸铵10Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2Kg，在低速搅拌下，分散到由第三步得到的改性粉状铵油炸药中混合3分钟后装袋，制得低爆速铵油炸药。
经测试，上述制得的低爆速铵油炸药性能：当装药直径为70mm时，装药密度为0.41g/cm3，爆速为2378m/s。
实施例3：
工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药77Kg、多孔粒状硝酸铵20Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球3Kg。其中，改性粉状铵油炸药的配方是：结晶硝酸铵74.54Kg、十二烷基苯磺酸钠0.15Kg、复合油相2.31Kg；复合油相的配方是石蜡1.71Kg、松香0.58Kg、司盘-80乳化剂0.02Kg。
按照上述组份，制备工艺步骤如下：
第一步：称取石蜡1.71Kg，松香0.58Kg，司盘-80乳化剂0.02Kg，在温度为100℃条件下混熔，制得复合油相材料；
第二步：称取结晶硝酸铵74.54Kg，十二烷基苯磺酸钠0.15Kg混合粉碎，在温度为120℃条件下干燥至水份小于0.3％，再进行细碎至细度90％过60目，得到改性粉状硝酸铵；
第三步将第一步制得的复合油相混入到第二步制得的改性粉状硝酸铵中，在温度为110℃条件下碾混10分钟，得到改性粉状铵油炸药；
第四步，分别称取多孔粒状硝酸铵20Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球3Kg，在低速搅拌下，分散到由第三步得到的改性粉状铵油炸药中混合5分钟后装袋，制得低爆速铵油炸药。
经测试，上述制得的低爆速铵油炸药性能：当装药直径为90mm时，装药密度为0.38g/cm3，爆速为2386m/s。
实施例4：
工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药80Kg、多孔粒状硝酸铵18Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2Kg。其中，改性粉状铵油炸药的配方是：结晶硝酸铵76.96Kg、十二烷基苯磺酸钠0.24Kg、复合油相2.80Kg；复合油相的配方是石蜡1.96Kg、松香0.78Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg。
制备方法同实施例2。经测试该低爆速铵油炸药性能为：当装药直径为70mm时，装药密度为0.42g/cm3，爆速为2349m/s。
实施例5：
工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药86Kg、多孔粒状硝酸铵11.5Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2.5Kg。其中，改性粉状铵油炸药的配方是：结晶硝酸铵82.73Kg、十二烷基磺酸钠0.26Kg、复合油相3.01Kg；复合油相的配方是石蜡2.11Kg、松香0.84Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg。
制备方法同实施例1。经测试该低爆速铵油炸药性能为：当装药直径为70mm时，装药密度为0.39g/cm3，爆速为2287m/s。
实施例6：
工业生产100Kg低爆速铵油炸药的配方是：改性粉状铵油炸药79Kg、多孔粒状硝酸铵18.2Kg、聚苯乙烯泡沫塑料微球2.8Kg。其中，改性粉状铵油炸药配方是：结晶硝铵75.84Kg十二烷基磺酸钠0.16Kg、复合油相3.00Kg；复合油相的配方是石蜡2.10Kg、松香0.84Kg、司盘-80乳化剂0.06Kg。
制备方法同实施例3。经测试该低爆速铵油炸药性能为：当装药直径为90mm时，装药密度为0.38g/cm3，爆速为2282m/s。

Claims (2)

1.低爆速铵油炸药，其特征在于它由下列重量份的原料混合而成：改性粉状铵油炸药77～88份、多孔粒状硝酸铵10～20份、聚苯乙烯泡沫塑料微球2～3份；
所述改性粉状铵油炸药由下列重量份的原料组成：结晶硝酸铵74.54～84.66份，改性剂0.15～0.26份，复合油相2.31～3.08份；
所述复合油相由下列重量份的原料组成：石蜡1.71～2.16份，松香0.58～0.86份，司盘-80乳化剂0.02～0.06份；
所述改性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
2.根据权利要求1所述的低爆速铵油炸药的制备方法，其特征是包括以下操作步骤：
(1)将石蜡、松香和司盘-80乳化剂在温度为90～100℃条件下混熔，制得复合油相；
(2)将结晶硝酸铵与改性剂混合粗碎后，在温度为100～120℃条件下干燥细碎至水份小于0.3％，细度90％过60目，得到改性粉状硝酸铵；
(3)将复合油相混入改性粉状硝酸铵中，在温度为90～110℃条件下碾混5～10分钟，得到改性粉状铵油炸药；
(4)在低速搅拌下，分别将多孔粒状硝酸铵和聚苯乙烯泡沫塑料微球分散到改性粉状铵油炸药中，混合3～5分钟，制得爆速小于2386m/s，密度小于0.42g/cm3的低爆速铵油炸药。
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