CN102887803A

CN102887803A - 低压力成型炸药

Info

Publication number: CN102887803A
Application number: CN201210354454XA
Authority: CN
Inventors: 闫华; 贾宏选; 张茂林; 王卫星; 刘挺; 董艳霞
Original assignee: Shanxi Beihuaguan Aluminum Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Shanxi Beihuaguan Aluminum Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-22
Filing date: 2012-09-22
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-09-22
Also published as: CN102887803B

Abstract

本发明涉及炸药领域，具体为一种低压力成型炸药。解决了目前油气井所用炸药软化点偏高、导致压药过程中需要较大压力才可压装成型、且粒度不够均匀使得炸药压药后的压实密度低的技术问题。一种低压力成型炸药，是通过以下步骤制得的：（a）在容器中放入水，将黑索今放入水中，搅拌制成悬浮液；（b）向悬浮液中加入粘结剂、增塑剂，搅拌均匀后再加入足量的破乳剂，并搅拌均匀；（c）将所得混合溶液升温至55℃~60℃，加入乙酸乙酯开始进行造粒；（d）当白色颗粒粒度大小达到8~50目时，停止加入乙酸乙酯。本发明明显降低了压药时所需的压力，保证压药装药过程中的安全性，同时使得炸药在压药时的压实密度得以增加。

Description

低压力成型炸药

技术领域

本发明涉及炸药领域，具体为一种低压力成型炸药。

背景技术

目前用于油气井的常温石油射孔弹主装药是以黑索今为基的R852和SH—931炸药。为了保证压药的安全性，在生产R852和SH-931炸药时，均采用将黑索今制成高分子粘结炸药，制造过程中用的粘结剂分别为丙烯腈-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯酸树脂类的共聚物，这些共聚物与黑索今经一定的制造工艺制成炸药。由于这两种粘结剂的软化点都偏高，这样在压药过程中就需要较大压力才能将炸药压装成型,使得压药过程中容易发生压爆；而且目前用于油气井的炸药粒度不够均匀，流散性也不够好，炸药的堆积密度低，压实密度不够，导致射孔能量不够，不能满足油气井主装药的使用要求。

发明内容

本发明为解决目前油气井所用炸药中的粘结剂的软化点偏高、导致压药过程中需要较大压力才可压装成型，存在很大安全隐患的技术问题，提供一种低压力成型炸药。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种低压力成型炸药，通过以下步骤制得的：（a）在容器中放入水，将黑索今放入水中，搅拌制成悬浮液；容器中水的质量为黑索今质量的1.5~2.0倍；（b）向悬浮液中加入粘结剂、增塑剂，搅拌均匀后再加入足量的破乳剂，并搅拌均匀；所述粘结剂为醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，破乳剂为无水CaCl₂；（c）将所得混合溶液在搅拌状态下升温至55℃~60℃，加入乙酸乙酯，开始进行造粒；通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量，乙酸乙酯加入的量越多，白色颗粒的粒度越大；（d）当白色颗粒粒度大小达到8~50目时，停止加入乙酸乙酯，对混合溶液上方抽真空，同时将混合溶液升温至65℃~80℃，对乙酸乙酯进行蒸馏；（e）待乙酸乙酯蒸馏完毕，将混合溶液降温至40℃~50℃，然后对混合溶液进行过滤，并对过滤出的物料进行洗涤；（f）将洗涤后的物料充分干燥，向物料中加入石墨进行钝化，得到低压力成型炸药；以黑索今、粘结剂、增塑剂和石墨的总质量为基准，粘结剂为2.0~3.0%，增塑剂为0.3%~0.9%，石墨为0.5%~1.5%，其余成分为黑索今，其中粘结剂为固含量。

在容器中加入水的量为黑索今质量的1.5~2倍，这样能够保证黑索今在水中充分分散悬浮，有利于后续的造粒；所用粘结剂为醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物，所用增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，这两种物质均可在市场上购买到，醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物的软化点较低；邻苯二甲酸二丁酯分子式为C₁₆H₂₂O₄，简称DBP，是一种常用的增塑剂，常温下为油状液体，能够增加材料的柔软性，用于本发明中时，能够增加造粒完成后的白色颗粒的柔软性（即增加塑性）；粘结剂与增塑剂进入容器后，待搅拌均匀后，将无水CaCl₂加入容器中，进行破乳，使粘结剂、增塑剂可以与黑索今充分接触；破乳剂的量应能够使粘结剂和增塑剂全部破乳，且过量的破乳剂不会对后续的造粒过程产生本质影响；此时将混合溶液升温至55℃~60℃，并加入乙酸乙酯；在这一温度范围内，加入乙酸乙酯，开始进行造粒；乙酸乙酯能够控制白色颗粒的大小，乙酸乙酯加入量越多，白色颗粒粒度就越大；白色颗粒的粒度大小可通过取样观察来判断，当白色颗粒的大小达到8~50目时，就停止加入乙酸乙酯；造粒过程完成后，将混合溶液升温至65℃~80℃对乙酸乙酯进行蒸馏，；乙酸乙酯蒸馏完毕，将混合溶液温度降至40℃~50℃，保持在这一温度范围，白色颗粒不易粘合在一起；对造粒后的混合溶液进行过滤及洗涤，并对洗涤后的物料（白色颗粒）充分干燥，向干燥后的白色颗粒加入一定量的石墨进行钝化，就得到了低压力成型炸药。黑索金、粘结剂、增塑剂和石墨的总质量为基准，粘结剂为2~3%，增塑剂为0.3%~0.9%，能够很好地增加本产品的柔软性，同样使得本产品在较低的压力下压药时易于成型，且增加了压药的密度；粘结剂与增塑剂在降低了压药时所需压力的同时，也在一定程度上降低了产品的机械感度；石墨为0.5%~1.5%，可以有效的降低本产品的机械感度，且不会影响炸药的爆炸性能，结合粘结剂与增塑剂的作用，本产品的机械感度降低明显；本发明在造粒的过程中采用破乳的方法使粘结剂、增塑剂与黑索今充分接触并结合，运用这一方法制备出的产品密度均匀，用于压药或装药过程时，流散性好，炸药的堆积密度高。所述的破乳、过滤、洗涤、钝化均为本领域技术人员的公知常识及常用技术，是易于操作和实现的。表1为本发明所制得产品与现有常用于油气井的两种炸药机械感度的对比，由表中可以看出，本发明所得产品的机械感度明显小于现有产品。表2为本产品与一种现有产品在压制统一型弹时的压药性能对比数据，由表中可以看出，本发明所得产品用于压药时的各项性能均明显优于现有产品。

进一步的，加入乙酸乙酯时，是通过观察混合溶液中各个位置白色颗粒的聚合速率来控制加入速率的，使得混合溶液中各个位置所形成的白色颗粒都按一致的速率均匀聚合长大。

乙酸乙酯加入一点，白色颗粒的粒度就会发生相应的变化（增大）；同时还要对溶液不停的搅拌，以保证乙酸乙酯能够迅速而均匀的扩散在混合溶液中，这样在混合溶液各个位置形成的白色颗粒大小才会比较均匀；乙酸乙酯的加入速率不能太高，以防止乙酸乙酯还未被搅拌均匀就使得混合溶液的某一位置的聚合成白色颗粒，而其余位置还未发生聚合；因此加入过程中需要密切观察混合溶液中各位置白色颗粒的聚合速率，使加入速率与乙酸乙酯在溶液中的扩散过程密切配合，使得白色颗粒的聚合速率保持一致。

本发明在造粒过程中采用破乳法，造粒得到的产品粒度大小均匀，用于压药装药时堆积密度高，流散性好，且爆炸效果好；采用醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物作为粘结剂，明显降低了压药时所需的压力，采用邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂，增加了所得产品的柔软性，也在一定程度上降低了压药所需的压力，同时使得炸药在压药时的堆积密度得以增加；采用石墨对产品进行钝化，降低了产品的机械感度，使得产品在压药装药过程中更加安全。

具体实施方式

一种低压力成型炸药，是通过以下步骤制得的：（a）在容器中放入水，将黑索今放入水中，搅拌制成悬浮液；容器中水的质量为黑索金质量的1.5~2.0倍（可选择1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0）；（b）向悬浮液中加入粘结剂、增塑剂，搅拌均匀后再加入足量的破乳剂，并搅拌均匀；所述粘结剂为醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，破乳剂为无水CaCl₂；（c）将所得混合溶液升温至55℃~60℃（可选择55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃），加入乙酸乙酯，开始进行造粒；通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量，乙酸乙酯加入的量越多，白色颗粒的粒度越大；（d）当白色颗粒粒度大小达到8~50目之间的粒度时，停止加入乙酸乙酯，对混合溶液上方抽真空，同时将混合溶液升温至65℃~80℃，对乙酸乙酯进行蒸馏；（e）待乙酸乙酯蒸馏完毕，将混合溶液降温至40℃~50℃（40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃），然后对混合溶液进行过滤，并对物料进行洗涤；（f）将洗涤后的物料充分干燥，向物料中加入石墨进行钝化，得到低压力成型炸药；以黑索今、粘结剂、增塑剂和石墨的总质量为基准，粘结剂为2~3%（可选择2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3.0%），增塑剂为0.3%~0.9%（可选择0.3%、0.5%、0.7%、0.9%），石墨为0.5%~1.5%（可选择0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%），其余成分为黑索今；粘结剂为固含量。加入乙酸乙酯时，是通过观察混合溶液中个位置白色颗粒的聚合速率来控制加入速率的，使得混合溶液中各个位置所形成的白色颗粒都按一致的速率均匀聚合长大。加入乙酸乙酯时，加入的速率为10~20ml/min（可选择10 ml/min、12 ml/min、14 ml/min、16 ml/min、18 ml/min、20 ml/min）。采用这一速率，能够使加入过程与乙酸乙酯的扩散过程密切配合，最大限度的使白色颗粒的生长速率均匀。还包括对干燥后的产物进行筛选。还包括对钝化后的产物进行筛选。

生产时所用黑索今的粒度分布应尽量均匀，这样更有利于对最终产物粒度的控制。干燥后可能会有部分产物粘结在一起，需要对其进行筛选使粘结的产物分散开来。钝化后的产物粒度分布较大，可根据实际需要采用筛网进行筛选，选择所需要的产品。

Claims

1.一种低压力成型炸药，其特征在于，是通过以下步骤制得的：（a）在容器中放入水，将黑索今放入水中，搅拌制成悬浮液；容器中水的质量为黑索今质量的1.5~2.0倍；（b）向悬浮液中加入粘结剂、增塑剂，搅拌均匀后再加入足量的破乳剂，并搅拌均匀；所述粘结剂为醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯类三元共聚物，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，破乳剂为无水CaCl₂；（c）将所得混合溶液在搅拌状态下升温至55℃~60℃，加入乙酸乙酯开始进行造粒；通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量，乙酸乙酯加入的量越多，白色颗粒的粒度越大；（d）当白色颗粒粒度大小达到8~50目时，停止加入乙酸乙酯，对混合溶液上方抽真空，同时将混合溶液升温至65℃~80℃，对乙酸乙酯进行蒸馏；（e）待乙酸乙酯蒸馏完毕，将混合溶液降温至40℃~50℃，然后对混合溶液进行过滤，并对过滤出的物料进行洗涤；（f）将洗涤后的物料充分干燥，向物料中加入石墨进行钝化，得到低压力成型炸药；以黑索今、粘结剂、增塑剂和石墨的总质量为基准，粘结剂为2.0~3.0%，增塑剂为0.3%~0.9%，石墨为0.5%~1.5%，其余成分为黑索今，其中粘结剂为固含量。

2.如权利要求1所述的低压力成型炸药，其特征在于加入乙酸乙酯时，是通过观察混合溶液中各个位置白色颗粒的聚合速率来控制加入速率的，使得混合溶液中各个位置所形成的白色颗粒都按一致的速率均匀聚合长大。

3.如权利要求1所述的低压力成型炸药，其特征在于加入乙酸乙酯时，加入的速率为10~20ml/min。

4.如权利要求1或2或3所述的低压力成型炸药，其特征在于对干燥后的产物进行筛选。

5.如权利要求1或2或3所述的低压力成型炸药，其特征在于对钝化后的产物进行筛选。