CN102675005B - 一种深水爆破使用的乳化炸药及其制作方法 - Google Patents

一种深水爆破使用的乳化炸药及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种乳化炸药，它是由水相和油相经过乳化作用形成乳胶基质后再经过敏化而成的，所述的水相和油相质量之比为89～94:6～11；所述的水相由硝酸铵、硝酸钠、晶形改进剂和水以65～74:8～13:0.1～0.3:8～11的重量比配制而成；所述的油相由MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和复合乳化剂以2.0～4.7:1～2.5:0.4～1.2:0.5～2:2～3的重量比混合配制得到。本发明所述的乳化炸药通过使用性能优异的乳化剂，使得乳化出来的乳胶基质粒径<3μm，经过珍珠砂的物理敏化后，制作而成的具有抗水性的适用于水下爆破的乳化炸药。本发明还提供所述乳化炸药的制备方法。

Description

一种深水爆破使用的乳化炸药及其制作方法
技术领域
本发明涉及乳化炸药制造工艺技术领域，特别是一种深水爆破使用的乳化炸药，及其制作方法。
背景技术
自乳化炸药问世以来，因其安全性能好、工艺简单、生产原料来源广泛以及优良的抗水性能受到行业人士的关注，然而，由于乳化炸药的结构特殊性，当外界压力发生变化时，乳化炸药的感度、爆炸性能也会发生变化。目前一般的乳化炸药在水深超过10m深时，爆速、殉爆会出现大幅度下降，甚至会出现拒爆或者半爆的现象，严重影响到水下施工。
现有技术中的乳化炸药，由于使用的单一乳化剂，导致乳化炸药的乳化效果、爆炸性能和稳定性都不尽如人意，不能满足实际水下爆破的需要，特别是不能满足深水爆破的应用需要。因此本发明基于上述背景提出一种深水爆破使用的乳化炸药。
发明内容
为了减小乳化炸药在深水处受到水压、渗流的影响，本发明根据乳化炸药理论，采用超细颗粒的乳化技术，选择易乳性及稳定性强的复合乳化剂，使乳化炸药在深水处依旧保持其优良的爆炸性能。
本发明的一个目的是提供一种复合乳化剂，具有起乳快，易乳性强，而且稳定性强。
本发明的另一个目的是提供一种乳化炸药，更加适合深水爆破使用。
本发明的再一目的是提供所述乳化炸药的制作方法。
本发明所述的上述目的通过以下技术方案实现：
提供一种复合乳化剂，由sp-80、T152(聚异丁烯丁二酰亚胺)和大豆卵磷脂以3～5:0.5～1.5:0.5～1.0的重量比混合配制而成。
所述的复合乳化剂，优选由sp-80、T152和大豆卵磷脂以4:1:0.5～1.0的重量比混合配制而成。
所述的复合乳化剂中，SP-80是主要起到乳化作用的成分，其具有易乳性、起乳快的特征；T152(聚异丁烯丁二酰亚胺)是一种高分子乳化剂，主要是对乳胶基质起稳定作用；大豆卵磷脂属于一种稳定促进剂，起到辅助维持乳化炸药稳定性的作用。
本发明还提供一种乳化炸药，它是由水相和油相经过乳化作用形成乳胶基质后再经过敏化而成的，所述的水相和油相质量之比为89～94:6～11；所述的水相由硝酸铵、硝酸钠、晶形改进剂和水以65～74:8～13:0.1～0.3:8～11的重量比配制而成；所述的油相由MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和所述的复合乳化剂以2.0～4.7:1～2.5:0.4～1.2:0.5～2:2～3的重量比混合配制得到。
所述的水相优选由硝酸铵、硝酸钠、晶形改进剂和水以71～74:9～12:0.15～0.25:9～11的重量比配制而成。
所述的油相优选由MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和所述的复合乳化剂以4.2～4.7:1～1.8:0.3～0.4:0.5～0.6:2.6～3的重量比混合配制得到。
所述的晶形改进剂优选十二烷基硫酸钠(K12)。
本发明还提供所述乳化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述重量比取硝酸铵加入到水中，搅拌；再在其中加入所述重量比的硝酸钠，搅拌；再加入所述比例的晶形改进剂，搅拌，并加热保持温度在85～90℃，即得水相；
(2)将所述的MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和复合乳化剂，按所述重量比混合配制，加温并保持在85～90℃，即得油相；
(3)将步骤(1)和(2)得到的油相和水相在乳化器中进行乳化，乳化后的乳液粒径小于3μm，即得到乳胶基质；
(4)将步骤(3)得到的乳胶基质冷却到52℃；
(5)在步骤(4)冷却后的乳胶基质中外加2～4％重量百分比的珍珠砂，与乳胶基质充分均匀混合进行敏化，直至珍珠岩与乳胶基质混合均匀，即得所述的适合深水爆破使用的乳化炸药。
步骤(4)所述的珍珠砂优选粒度在0.1～1.5mm之间，容重在95～125kg/m3，筒压强度(1Mpa压力的体积损失率)20％-38％。
步骤(4)所述的敏化优选敏化后的药体密度控制在1.12～1.14g/cm3。
目前国防科工委民爆器材监督管理局发布的第6号公告规定，乳化炸药的生产采用一级乳化方式生产工艺，乳化炸药的生产需要采用专用设备目录上的一级乳化器。按照目前国家规定的一级乳化工艺，乳化炸药需要使用起乳快、易乳性强的乳化剂来配制，才能够使乳胶基质迅速完成乳化并达到足够的稳定性。
本发明使用了以SP-80、T152和大豆卵磷脂以特定比例混配得到的乳化剂，与现有技术相比，其乳化能力更强，稳定性能也更强。由此制得的乳胶基质界面膜强度及稳定性都更高。
与乳化炸药的稳定性相关的还有一个关键因素，就是析晶点。析晶点越低，制造出的乳化炸药稳定性也越好。本发明在深水炸药制备中加入了K12，K12在水相中作为一种晶型改进剂，其作用是有效控制硝酸铵水溶液析晶平衡。本发明加入K12后测得该水相析晶点在75℃，而现有技术中乳化炸药水相析晶点均在80℃以上。
具体实施方式
以下对本发明技术方案做作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
一种复合乳化剂，它由30kg的sp-80、15kg的T152和5kg的大豆卵磷脂混合配制而成。
实施例二
一种复合乳化剂，它由16.73kg的sp-80，4.18kg的T152，2.09kg的大豆卵磷脂混合而成。
实施例三
一种深水乳化炸药，按照以下方法制备得到：
(1)水相配制：向水相溶解罐中加入80kg的水，搅拌加入720kg的硝酸铵，100kg的硝酸钠，2kg的K12，搅拌溶解，并加热保持温度在85～90℃，过滤至储罐，并保持温度在85～90℃，即为水相；
(2)取47kg MF型乳化炸药专用复合蜡、20kg石蜡、5.8kg微晶蜡、5.4kg凡士林、23kg实施例二制备的复合乳化剂，加入熔化槽内，熔化后过滤放入油相储罐中搅拌，并保持在85～90℃，即为油相；
(3)乳化：将水相和油相经过泵送入乳化器中进行乳化，乳化器的功率为15kw，转速1480r/min，线速度15m/s，乳化时间5秒钟既可得到乳胶粒径小于3μm的乳胶基质，乳化后的乳胶基质的温度在85～100℃；
(4)冷却：将乳胶基质通过过水皮带冷却到52℃；
(5)敏化：在冷却的乳胶基质中外加20kg珍珠砂，通过混拌螺旋将其与乳胶基质充分均匀混合，即得到一种深水爆破使用的乳化炸药。
实施例四
一种深水乳化炸药，制备方法与实施例三相同，只是水相由110kg的水、710kg的硝酸铵90kg的硝酸钠和2.5kg的K12混配而成；油相由20kg MF型乳化炸药专用复合蜡、25kg石蜡、4kg微晶蜡、20kg凡士林和20kg实施例二制备的复合乳化剂混配而成。
实施例五
一种深水乳化炸药，制备方法与实施例三相同，只是水相由80kg的水、650kg的硝酸铵130kg的硝酸钠和1kg的K12混配而成；油相由30kg MF型乳化炸药专用复合蜡、10kg石蜡、12kg微晶蜡、20kg凡士林和30kg实施例一制备的复合乳化剂混配而成。
应用实施例
试验检测
现场试验结果：在广州港南沙沙仔岛将制出的乳化炸药浸泡在40m深的水中，分别经过24h、48h、72h、96h、120h后测其爆炸性能如下表1：(测试药卷直径为32mm)
表1.本发明实施例三乳化炸药在40m深水下的爆炸性能
时间/h 爆速/m·s-1 殉爆/cm 猛度/mm
0 5100 10 18.5
24 4902 8 17.8
48 4761 7 16.7
72 4630 7 16.5
96 4545 5 15.8
120 4464 5 15.1
工程应用
某公司在广州港南沙沙仔岛多用途码头工程，水深在30～50m，一般2号岩石乳化炸药，在爆破过程中出现半爆和拒爆现象，而后采用本发明实施例三的乳化炸药，爆破效果良好。炸药的密度为1.12g/cm3，单耗为1kg/m3，爆后根底少。

Claims (5)

1.一种复合乳化剂，其特征在于：它由sp-80、T152和大豆卵磷脂以4:1:0.5～1.0的重量比混合配制而成。
2.一种乳化炸药，其特征在于：它是由水相和油相经过乳化作用形成乳胶基质后再经过敏化而成的，所述的水相和油相质量之比为89～94:6～11；所述的水相由硝酸铵、硝酸钠、晶形改进剂和水以71～74:9～12:0.15～0.25:9～11的重量比配制而成，所述的晶形改进剂为十二烷基硫酸钠；所述的油相由MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和权利要求1所述的复合乳化剂以4.2～4.7:1～1.8:0.3～0.4:0.5～0.6:2.6～3的重量比混合配制得到。
3.权利要求2所述乳化炸药的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所述重量比取硝酸铵加入到水中，搅拌；再在其中加入所述重量比的硝酸钠，搅拌；再加入所述比例的晶形改进剂，搅拌，并加热保持温度在85～90℃，即得水相；
(2)将所述的MF型乳化炸药专用复合蜡、石蜡、微晶蜡、凡士林和复合乳化剂，按所述重量比混合配制，加温并保持在85～90℃，即得油相；
(3)将步骤(1)和(2)得到的油相和水相在乳化器中进行乳化，乳化出的乳液粒径小于3μm，即得到乳胶基质；
(4)将步骤(3)得到的乳胶基质冷却到52℃；
(5)在步骤(4)冷却后的乳胶基质中外加2～4％重量百分比的珍珠砂，与乳胶基质充分均匀混合进行敏化，直至珍珠砂与乳胶基质混合均匀，即得所述的适合深水爆破使用的乳化炸药。
4.权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述的珍珠砂粒度在0.1～1.5mm之间，容重在95～125kg/m3，1MPa筒压强度为20％-38％。
5.权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述的敏化，敏化后的药体密度控制在1.12～1.14g/cm3。
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