CN102001900A - 一种抗水型植物质复合油相 - Google Patents

Abstract

一种抗水型植物质复合油相，组分及其质量分数范围为氢化植物脂肪酸：5％～30％；植物蜡：5％～20％；植物油脚：20％～50％；植物油脂：5％～20％；减压蜡膏：20％～50％；表面活性剂：0.5％～3％，并采用如下步骤制备：先将各种组分在单独的熔化槽内加热升温至75～85℃熔化，再将组分按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至105℃～110℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。本发明克服改性铵油炸药、膨化炸药抗水性能不足，提供了一种质优价廉的用于改性铵油炸药与膨化炸药的抗水型植物质复合油相，使用此复合油相生产的炸药而具有良好的抗水性，尤其是使膨化炸药真正具有了优良的抗水性能。

Description

一种抗水型植物质复合油相

技术领域

本发明涉及一种应用于改性铵油炸药、膨化硝铵炸药的抗水型植物质复合油相及其制备方法。

背景技术

近年来，我国强制淘汰了粉状铵梯炸药，相关科研单位通过对硝酸铵进行改性、使用复合油相，相继研发出了新型粉状类炸药如膨化硝铵炸药、改性铵油炸药。由于在炸药中取消了TNT，这对于提高炸药生产的本质安全，改善生产条件与环境质量有着重大意义。

但是，在由硝酸铵、复合油相、木粉组成的粉状改性铵油炸药中，由于取消了敏化剂单质炸药TNT，相比粉状铵梯炸药而言，炸药的爆轰感度、爆炸性能明显降低。为此，通常的做法是对硝酸铵进行改性或自敏化，以提高炸药性能：如在中国专利公开号为CN101417909A，专利名称为“一种粉状硝铵炸药及其制备方法、设备”，中国专利公开号为CN101139236A，专利名称为“一种改性铵油炸药负压静态连续生产方法”，中国专利公开号为92107873.0，专利名称为“轻质微孔硝酸铵及其制造方法”，中国专利公开号为CN1517325A，专利名称为“高性能粉状铵油炸药及其制法”的专利，上述发明均是通过对硝酸铵表面或内部进行改性来达到改善炸药性能的目的；后来也有人通过在油相中添加高能量物质以达到提高炸药性能的目的：如中国专利公开号CN101172915A，专利名称为“用于粉状硝铵炸药的复合油相”，是添加硝基甲烷；中国专利公开号CN101088972A，专利名称为“一种新型高威力膨化硝铵炸药配方”，是添加二硝基甲苯，但高能量物质的加入导致炸药各种感度增加，不利于生产安全。

目前广泛反映改性铵油炸药、膨化炸药不如以前的铵梯炸药做功能力大，尤以改性铵油炸药为甚。究其根源在于改性铵油炸药传爆感度低，易出现残炮、拒爆。我们在研究中发现导致炸药传爆感度低的根源又在于炸药不抗水，一旦炮孔中有少量水的存在便导致爆轰波在传播途中自动熄灭而出现残炮现象，从而导致炸药做功能力差。改性铵油炸药与膨化硝铵炸药不具备抗水、防水性能是限制其无法象乳化炸药那样广泛应用的主要原因。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种抗水型植物质复合油相，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

为实现上述目的，一种抗水型植物质复合油相，组分及其质量分数范围为：

氢化植物脂肪酸：5％～30％

植物蜡：5％～20％

植物油脚：20％～50％

植物油脂：5％～20％

减压蜡膏：20％～50％

表面活性剂：0.5％～3％

一种抗水型植物质复合油相，组分质量分数的常用范围为：

氢化植物脂肪酸：10％～30％

植物蜡：5％～15％

植物油脚：30％～50％

植物油脂：5％～15％

减压蜡膏：25％～45％

表面活性剂：1％～2.5％

一种抗水型植物质复合油相，组分质量分数的最佳范围为：

氢化植物脂肪酸：15％～25％

植物蜡：5％～10％

植物油脚：30％～45％

植物油脂：5％～10％

减压蜡膏：30％～45％

表面活性剂：1.5％～2.5％

本发明中，所述植物油脂为豆油、棉油、花生油、玉米油、棕榈油、葵花子油、米糠油、亚麻籽油、芝麻油、蓖麻油中的一种或几种。

所述植物油脂中可以按照植物油脂质量的30％～50％掺入动物油脂，如：猪油、鱼油、牛油、羊油。

本发明中，所述氢化植物脂肪酸为组分中的植物油脂肪酸经加氢氢化而成的一种或几种混合物。

本发明中，所述植物油脚为棉油、菜油、米糠油、豆油、花生油提取物的一种或几种的混合物。

本发明中，所述减压蜡膏为石油精炼过程中减二线、减三线或减四线蜡膏的一种或几种的混合物。

所述表面活性剂为失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇倍半油酸酸、失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇酯类、石油磺酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基硫酸钠、扩散剂MF中的一种或几种，优选为失水山梨醇单油酸酯、十二烷基硫酸钠、扩散剂MF中的一种或几种。

一种抗水型植物质复合油相，其制备的工艺步骤为：

先将各种组分在单独的熔化槽内加热升温至75～85℃，再将组分按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至105℃～110℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。

传统的抗水型粉状铵梯炸药抗水剂一般为沥青与石蜡，沥青因软化点高、胶质成分多，而存在熔化加工困难、易沉积和堵塞管道与计量设备、难以与硝酸铵等混合均匀等现象，使用不方便。本发明所述的抗水型植物质复合油相，不采用沥青做为炸药的抗水材料，滴点与粘度适中，不堵塞管道，方便泵送与计量。

本发明提供的一种抗水型植物质复合油相，含有多种含氧基团，其氧平衡为-2.9～-3.0g/g，低于传统矿物燃料油的氧平衡，更方便炸药组分氧平衡的调节，以获取更大的爆炸能量。

本发明涉及的一种抗水型植物质复合油相的原理是：利用自活化技术与表面活性技术，以植物质燃料为主要成分，辅之以减压蜡膏复配成高热值的具有良好抗水性能的用于改性铵油炸药与膨化炸药的新型抗水型复合油相。植物燃料碳链长度一般为14～30个碳原子，燃烧热值高，氢化脂肪酸为饱和羧酸，植物蜡主要成分为脂肪酸、高碳醇及酯的混合物。由于植物燃料中含有多种活性基团，并能提供有效氧，使复合油相自身活化，进而提高复合油相的燃烧热；同时复合油相的主要成分是直链的植物油脂，有多种活性基团，在表面活性剂的双亲特性作用下，亲水基以氢键和静电作用与硝酸铵颗粒紧密结合，而亲油基指向硝酸铵间的外侧，当复合油相与硝酸铵颗粒混合时便容易高度分散在硝酸铵粉粒表面进而形成均一稳定的油膜，不仅增大了两者间的接触面积和结合紧密程度，利于爆轰反应的形成与加速，而且可能封闭形成微小气泡，利于“热点”的形成；其次植物油脂油脚含有高浓度的疏水性极强的物质，分散与包裹力强，在硝酸铵颗粒表面形成均一稳定的疏水油膜，从而具有良好的抗水性能。

本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、可再生的植物油脂类物质在复合油相中的占比超过60％，低碳环保。

2、植物油脂中既含有活性的氧化性基团，又含有可燃性基团，与燃料油相容性好，具有自身活化作用，能进一步提高复合油相的燃烧作用，使炸药具有良好的爆炸性能。

3、利用植物油脂中的疏水性物质做为粉状铵油类炸药与膨化炸药的抗水剂在国内外尚无报道，炸药抗水效果优于传统的石蜡与沥青抗水剂，尢为突出的是使膨化炸药真正具有优良的抗水性能。

4、本发明的复合油相燃烧热值高达10000kcal/kg以上，粘度适中，易于泵送，特别是易于分散在硝铵颗粒表面，形成防潮、抗水性极强的油膜。

5、该抗水型植物质复合油相在常温下呈固体，方便包装与贮存运输，其制造工艺简单、可靠，具有良好的经济效益，便于工业化生产与应用。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面利用具体实施例进一步阐述本发明。

实施例1

组分为：减二线蜡膏35％，氢化植物脂肪酸17.5％，豆油油脚35％，菜油5％，植物蜡5％，失水山梨醇单油酸酯2％，十二烷基硫酸钠0.5％

取上述组分按以下步骤制备为抗水型植物质复合油相：

先将各种物料在单独的熔化槽内加热升温至75℃熔化，再将物料按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至105℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。

应用：(1)称取860kg硝酸铵，水80kg，采用实施例1制作的复合油相53kg，膨化剂1.2kg；(2)将硝酸铵、水在110～120℃下制成水相溶液；(3)将复合油相、膨化剂在100～105℃下制成油相溶液；(4)在上述温度下，将水相溶液与油相溶液经螺杆泵、流量计计量后按比例泵入静态混合器或动态混合器进行混合；(5)将均匀的混合液泵入真空制粉器中，保持真空度在-0.085～-0.095MPa、温度80～85℃，将其真空干燥去除水分，形成疏松多孔的产品后，卸料、冷却、粉碎后即成改性铵油炸药。

在某厂液混式改性铵油炸药连续化生产线上按上述工艺生产的产品，其性能为：药卷密度0.85～0.90g/cm³，殉爆：浸水前6～8cm，浸水后3～5cm，猛度：14.5～16.5mm，爆速：3700～4000m/s。

实施例2

组分为：减三线蜡膏30％，氢化植物脂肪酸15％，菜油油脚40％，蓖麻油5％，植物蜡8％，失水山梨醇单油酸酯2％。

取上述组分按以下步骤制备为抗水型植物质复合油相：

先将各种物料在单独的熔化槽内加热升温至80℃熔化，再将物料按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至100℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。

应用：(1)称取920kg硝酸铵，采用实施例2制作的复合油相35kg，木粉45kg，改性剂3kg；(2)将复合油相在85～95℃下熔化成溶液；(3)将硝酸铵破碎后与改性剂混匀随120℃左右的热风一起进入改性预处理机进行改性处理；(3)将改性预处理的物料经旋风分离后送入研磨机进行研磨、改性；(4)将改性硝酸铵物料与复合油相、木粉经连续球磨机的进料装置进入机内混合，出料后即成改性铵油炸药。

在某厂改性塔生产工艺的改性铵油炸药连续化生产线上按上述工艺生产的产品，其性能为：药卷密度1.00～1.05g/cm³，殉爆：浸水前5～6cm，浸水后3～4cm，猛度：14～16mm，爆速：3600～3800m/s。

实施例3

组分为：减四线蜡膏37％，氢化植物脂肪酸22.5％，棉油油脚30％，棕榈油5％，植物蜡5％，失水山梨醇单油酸酯2％，扩散剂MF0.5％。

取上述组分按以下步骤制备为抗水型植物质复合油相：

先将各种物料在单独的熔化槽内加热升温至85℃熔化，再将物料按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至110℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。

应用：(1)称取944kg硝酸铵，水76kg，采用实施例3制作复合油相55kg，膨化剂1.2kg，木粉1kg；(2)将硝酸铵、水在130℃下制成水相溶液；(3)将复合油相、膨化剂在90℃下制成油相溶液；(4)将油相材料分散在水相溶液中形成水包油分散体系；(5)将上述(4)之分散体系以30kg/min的速度吸至真空度为-0.085～0.095MPa的真空罐内，进行真空干燥去除其中的水分；(6)解除真空罐的真空，粉碎后加入木粉，并冷却至40℃以下，即得膨化炸药。

在某厂液混式膨化炸药连续化生产线上按上述工艺生产的产品，其性能为：药卷密度0.88～0.93g/cm³，殉爆：浸水前7～9cm，浸水后3～5cm，猛度：15～17mm，爆速：3600～4000m/s。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，组分及其质量分数范围为：

氢化植物脂肪酸：5％～30％；

植物蜡：5％～20％；

植物油脚：20％～50％；

植物油脂：5％～20％；

减压蜡膏：20％～50％；

表面活性剂：0.5％～3％。

2.根据权利要求1所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述组分质量分数的常用范围为：

氢化植物脂肪酸：10％～30％；

植物蜡：5％～15％；

植物油脚：30％～50％；

植物油脂：5％～15％；

减压蜡膏：25％～45％；

表面活性剂：1％～2.5％。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述组分质量分数的最佳范围为：

氢化植物脂肪酸：15％～25％；

植物蜡：5％～10％；

植物油脚：30％～45％；

植物油脂：5％～10％；

减压蜡膏：30％～45％；

表面活性剂：1.5％～2.5％。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，制备工艺步骤为：

先将各种组分在单独的熔化槽内加热升温至75～85℃熔化，再将组分按配比要求通过油泵经电子秤计量后依次泵入反应釜内，搅拌、升温至105℃～110℃后，开启真空泵进行脱水、过滤、成型、包装。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述植物油脂为豆油、棉油、花生油、玉米油、棕榈油、葵花子油、米糠油、亚麻籽油、芝麻油、蓖麻油中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述氢化植物脂肪酸为组分中的植物油脂经加氢氢化而成的一种或几种混合物。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述植物油脚为棉油、菜油、米糠油、豆油提取剩余物的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述减压蜡膏为减二线、减三线或减四线蜡膏的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述表面活性剂为失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇倍半油酸酸、失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇酯类、石油磺酸盐、十二烷基磺酸盐、十二烷基硫酸钠、扩散剂MF中的一种或几种。

10.根据权利要求1或2或3或9所述的一种抗水型植物质复合油相，其特征在于，所述表面活性剂优选为失水山梨醇单油酸酯、十二烷基硫酸钠、扩散剂MF中的一种或几种。