CN1035490A - 炸药组合物 - Google Patents
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Abstract
一种乳状液炸药组合物包括含有氧释放盐的不连续相、连续的水不相混溶有机相以及含有伯胺和聚[烷基或(烯基)]琥珀酸或者酸酐的缩合物的乳化剂组分，其中所说的缩合产物至少含有70％(按琥珀酰亚胺产物重量计)。
Description
本发明涉及一种乳状液炸药组合物。
市售的乳状液炸药或乳剂炸药通常为油包水型的，其中供氧源的水溶液的分散液滴在连续的有机燃料相中乳化。这类油包水型的乳状液炸药组合物业已在诸如美国专利第3，447，978号、第3，674，578号、第3，770，522号、第4，104，092号、第4，111，727号、第4，149，916号以及第4，149，917号中得以揭示。
在有些应用中，氧化剂相中的含水量可以降至很低水平，例如，小于4%或者甚至完全消除。这类油包熔体型的乳状液炸药组合物业已在诸如美国专利第4，248，644号中得以揭示。该说明书中，“乳状液炸药组合物”术语包含油包水型和油包熔体型二者。
在这些乳状液炸药组合物中，用表面张力改性乳化剂来促进连续相细分。该乳化剂对乳液还有稳定化作用，通过抑制液滴的聚结和附聚防止乳液澄清。
此外，氧化剂相的液滴本来是亚稳态的并趋于结晶。晶体生长削弱了乳状液炸药组合物的爆炸敏感性，而严重时，晶体的连结会生成一种极难发火的固态组合物。这类乳状液炸药组合物在使用前炸药贮存和运输过程中易于使其爆炸性能逐渐变坏。而且，不同的添加剂，如通常在乳状液炸药中应用的固体硝酸铵和微球，会起成核剂作用，从而会导致或者加快晶体生长。
在本技术中揭示了各式各样的乳化剂类型和混合物。澳大利亚专利申请第40006/85号（Copper和Baker）揭示了一些乳状液炸药组合物，其中乳化剂是一种电导改性剂。在这类乳化剂中，所包括的是一些聚[烷基（或烯基）]（Poly[alk（en）yl]琥珀酐与伯胺类如乙二胺、二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺和乙醇胺的缩合产物。
伯胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或者酐的缩合反应可以生成一种酰胺和（或）一种酰亚胺缩合产物。例如，乙醇与聚[烷基（或烯基）]琥珀酐的反应可以生成以下一般式Ⅰa、Ⅰb和Ⅱ的任何一种产物，式中A为聚[烷基（或烯基）]。
一般，在标准的反应条件下，形成酰胺和酰亚胺缩合物的混合物。酰胺类较之酰亚胺形成较快且要求的条件较少。事实上，我们已发现高酰胺含量是合乎需要的。
本申请人已证实含有这类改性剂的乳状液组合物的优良的贮存稳定性，并且令人惊奇地发现，如果乳化剂含有一种伯胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或者酐的缩合产物，该产物含有高比例的一般式Ⅱ的琥珀酰亚胺产物，那么一些特殊的乳状液组合物的稳定性可得以提高。
故而，按照本发明，我们提供一种乳状液炸药组合物，它包含一种含释放氧的盐的非连续相、一种连怼的与水不溶混有机相以及一种含有伯胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或酐的缩合产物的乳化剂组分，其中缩合产物至少含有70%（按琥珀酰亚胺的重量计）。
“伯胺”术语指的是至少含有一个伯胺部分的化合物。
在聚[烷基（或烯基）]琥珀酸和（或）酐中，聚[烷基（或烯基）]部分最好把主链区加到10-500个连接原子的范围内，连接原子可以是碳原子或者主要由杂原子如氧或氮所间断的碳原子。
一种特别优先的聚[烷基（或烯基）]是一种饱和的或未饱和的烃链，它是一种单烯类聚合物，聚合物链包括在40个到500个碳原子的范围内。这类聚烯烃类的实例包括从C2至C6烯烃类衍生来的，例如，乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯以及异丁烯。
特别优先的聚[烷基（或烯基）]是聚（异丁烯），聚[烷基（或烯基）]部分的分子量优先在200至5000的范围内，更好在400到2000范围内。
伯胺类的实例包括脂族胺类、环脂族胺类、芳族胺类以及杂芳族胺类，伯胺类可以任意由一个或一个以上取代基取代。
脂族胺类可以包括C1-C20脂族胺类，其中脂族链可以是直链或者支链。脂族胺优先为C1-C20烷基胺。脂族胺类的特例包括乙胺、n-丁胺、烯丙胺、可可胺、脂胺以及月桂基胺。
优先取代脂族胺类的实例包括羟基（C1-C10烷基）胺类，如乙醇胺和3-羟基丙胺;氧基（C1-C10烷基）胺类，如氨基乙胺;用氨基（C1-C10烷基）氨基-基团取代的（C1-C10烷基）胺类，如二亚乙基三胺;用N，N-二（C1-C4烷基）氨基基团取代的（C1-C10烷基）胺，如二甲基氨基丙胺;苯基（C1-C10烷基）胺类，如苯胺;以及杂环取代（C1-C10烷基）胺类，如在我们共同未决的澳大利亚专利申请第PI6920号中所述的。
环脂族胺类的实例包括环己胺和环戊胺。芳族胺类包括苯胺。杂芳族胺类包括氨基吡啶类。
优先采用的伯胺类包括（C1-C4烷基）胺类，具体地说为乙醇胺，以及N-N-（C1-C4烷基）氨基（C1-C4烷基）胺类，具体地说为二甲基氨基丙胺。
在本发明的乳状液炸药组合物中，其一个基本特征在于乳化剂组分至少包含70%（按缩合产物的重量计），该产物为琥珀酰亚胺化合物。令人惊奇的是，这类组合物通常较含有高比例酰胺缩合产物的相应组合物容易被精制。这使本发明的组合物可以较快和消耗能量较少地制备和精制成缩合的液滴大小。较好的是至少85%缩合产物（重量计）是琥珀酰亚胺产物。更好的是，至少90%缩合产物（重量计）是琥珀酰亚胺。最好的是基本上全部缩合产物均为琥珀酰亚胺。
适用于本发明的组合物中的氧释放盐包括碱金属和碱土金属硝酸盐、氯酸盐和高氯酸盐、硝酸铵、氯酸铵、高氯酸铵及它们的混合物。优先采用的氧释放盐包括硝酸铵、硝酸钠和硝酸钙。较优先采用的氧释放盐包括硝酸铵或硝酸铵的混合物和硝酸钠或钙。
一般来说，本发明的组合物的氧释放盐组分包含45-95%，优先采用为60-90%（总组合物重量计）。
在其中氧释放盐包括硝酸铵和硝酸钠的混合物的组合物中，对于这种混合物来说，优先采用的组合物范围是每100份硝酸铵为5-80份硝酸钠。具体地说，本发明的优先采用的组合物包括由60-90%硝酸胺（总组合物重量计）或者0-40%硝酸钠或钙（按总组合物重量计）和50-90%硝酸铵（按总组合物重量计）的混合物组成的氧释放盐组分。
一般来说，本发明的组合物中所用的水量在0-30%（总组合物重量计）范围内。优先采用的水量为4-25%，较优先采用的为6-20%（按总组合物重量计）。
本发明组合物的水不混溶有相组分包括乳状液炸药的连续“油”相，且是燃料。用于水不混溶有机相的适合的有机燃料包括脂族、脂环族和芳族化合物及它们的混合物，在制配温度下，它们均呈液状。适合的有机燃料可以选自燃料油、柴油、馏出物、炉油、煤油、石脑油、蜡（例如微晶蜡、石蜡和疏松石蜡）、石蜡油、苯、甲苯、二甲苯类、沥青物质、聚合油、如低分子量的烯烃类聚合物、动物油、鱼油和其他矿物油、烃油或脂油及它们的混合物。优先采用的有机燃料为液态烃类，一般指的是石油馏出物，例如汽油、煤油、燃油和石蜡油。
一般来说，本发明的乳状液炸药组合物的有机燃料或者连续相含有2-15%（重量计），优先采用为3-10%（总组合物重量计）。
本发明的组合物的乳化剂组分还可包括附加的乳化剂，它们选自各式各样的本技术领域内公知的且用于制备乳状液炸药组合物的乳化剂。这些乳化剂的实例包括醇烷氧基化物（alcohol alkoxylate）、酚烷氧基化物、聚（氧化烯）乙二醇类、聚（氧化烯）脂肪酸酯类、胺烷氧基化物、山梨醇和丙三醇的脂肪酸酯类、脂肪酸盐、脱水山梨醇酯类、聚（氧化烯）脱水山梨醇酯类、脂肪族胺烷氧基化物、聚（氧化烯）醇酯类、脂肪酯酰胺类、脂肪酸酰胺烷氧基化物、脂肪族胺类、季胺类、烷基噁唑啉类、链烯基噁唑啉类、咪唑啉类、烷基-磺酸盐类、烷基芳基磺酸盐类、烷基磺基琥珀酸盐类、烷基磷酸盐类、链烯基磷酸盐类、磷酸酯、卵磷酯、聚（氧化烯）醇类和聚（12-羟基硬脂酸）的共聚物以及它们的混合物。其中优先采用的乳化剂为2-烷基-和2-链烯基-4，4′-双（羟甲基）噁唑啉、山梨醇的脂肪酸酯、卵磷酯、聚（氧化烯）乙二醇类和聚（12-羟基硬脂酸）的共聚物及它们的混合物，特别为脱水山梨醇-油酸盐、脱水山梨醇倍半油酸盐、2-油烯基-4，4′-双（羟甲基）噁唑啉、脱水山梨醇倍半油酸盐的混合物、卵磷酯和聚（氧化烯）二乙醇和聚（12-羟基硬脂酸）的共聚物及它们的混合物。在使用场合下，特别优先采用的附加乳化剂包括脱水山梨醇酯，如脱水山梨醇-油酸盐。
一般来说，本发明的组合物的乳化剂组分含有最多到5%（按总组合物重量计）。可以用较高比例乳化剂，且它可用作组合物的补充燃料，但是一般来说，为了达到要求的效果，添加不要超过5%（按乳化剂的重量）。本发明的组合物的优点之一在于稳定的乳状液可用较少量乳化剂形成，由于经济上的原因，最好使所用的乳化剂量保持在达到要求效果的最小值上。优先采用的乳化剂量范围为0.1-2.0%（按总组合物重量计）。
如有要求的话，其他任选的燃料物质，下文指的是第二燃料，除了水不混溶有机燃料相之外，可以合并到本发明的组合物中。这些第二燃料的实例包括细粉状固体以及可以用于部分代替水作为氧释放盐的溶剂或扩大到氧释放盐的含水溶剂的水不混溶的有机液体。固态第二燃料的实例包括细粉状物质，如硫黄;铝;以及含碳物质，如一种天然沥青、经粉碎的焦炭或者木炭、碳黑、树脂酸类如松香酸、糖类如葡萄糖或者右旋糖及其他植物产品如淀粉、果仁、谷类粗粉和木浆。水不混溶有机液体的实例包括醇类如甲醇、二元醇类如乙二醇、酰胺类如甲酰胺以及胺类如甲胺。
一般来说，本发明的组合物的任选的第二燃料组分含有0-30%（总组合物重量计）。
本发明还可以把上文所述的其他物质或者物质的混合物加入到乳状液炸药组合物中，这些物质是氧释放盐类或者它们本身适合作炸药物质。作为这一改进的乳状液炸药组合物的一个代表例，指的是一些组合物，其中添加了和与乳状液炸药组合物混合的如上所述的最多到90%W/W的氧化盐如硝酸铵和燃料油，本技术领域的技术人员通常称为“ANFO”。“ANFO”的组合物是众所周知的且业已在有关炸药的文献中得以详细地叙述。本发明还含有众所周知的炸药物质作为组合物的另外一种炸药组分，它们包括一种或者多种诸如三硝基甲苯、硝基甘油或者季戊四醇硝酸酯。
因此，本发明提供一种炸药组合物，它包括如上所述的一种乳状液炸药组合物作为第一组分和一定量的物质作为第二组分，这种物质是氧化盐或者凭本身的特性就是一种炸药物质。
如有要求的话，本发明的组合物的水溶液可以包含可以任意被交联的任意的增稠剂。当用于本发明的组合物中时，增稠剂是适合的聚合物质，尤其是由半乳甘露聚糖树胶作代表的树胶物质，如刺槐豆胶或瓜耳树胶或者其衍生物如羟丙基瓜耳树胶。其他有用的，但较少被优采用的树胶为所谓生物聚合树胶，如由碳水化合物物质的微生物转化制备的杂多糖类，例如，用以Xanthomonas campestris代表的Xanthomonsa属植物病原体处理葡萄糖。其他有用的增稠剂包括合成的聚合物质，具体地说，合成的聚合物质至少部分由丙烯酰胺单体衍生而来。
一般来说，本发明的任选的增稠剂组分含有0-2%（按总组合物重量计）。
如上所示，当本发明的组合物中用增稠剂时，它可任意地被交联。为此可以方便地使用常规的交联剂如铬酸锌或重铬酸盐作为一个独立的本体或者作为通常的氧化还原系统的一个组分，如重铬酸钾和酒石酸氧锑钾的混合物。
一般来说，本发明的组合物的任选的交联剂组分含有0-0.5%，优先采用为0-0.1%（按总组合物重量计）。
本发明的乳状液炸药组合物的pH值并不苛求太高。然而，pH值一般为0-8，优先采用为1-6，并且可以通过适量的常规添加剂如无机酸或有机酸和盐来调节。
在本发明的一个实施例中，我们提供一种乳化剂组分，它包括伯胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或酐的聚合产物，其中缩合产物至少含有70%（按琥珀酰亚胺的重量计）。
优先采用的伯胺类和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸和（或）酐如上所规定。优先采用的琥珀酰亚胺量如上所规定。
乳化剂组分可以用各种伯胺和琥珀酸或酐组分反应的方法制备，可以把反应条件选择到提供表示本发明组合特性的高比例的琥珀酰亚胺化合物。
可以以1∶1摩尔比、任意地在溶剂或者稀释剂如有机燃料存在下，加热胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸酐。通常，为了高效地制备高比例琥珀酰亚胺，在较高温度下进行反应是方便的。例如，含有比90%（按琥珀酰亚胺重量计）多得多的醇胺和聚异丁烯琥珀酸酐的缩合产物可以通过在大约1∶1摩尔比，温度约为140-160℃下，加热反应体2小时来制备。随着相应地延长反应时间或者在真空下有效地去除反应中的水或者通过采用Dean and Stark仪和一种适合的溶剂可以使用较低的温度。
一般来说，制备高含量琥珀酰亚胺产物的反应温度较好至少采用为100℃，最好采用的范围为100-160℃。
通常，当温度低于100℃时，为了得到产物中高含量的琥珀酰亚胺，则必需用长的反应时间，大约几天或者更长的时间。
本发明的乳状液炸药组合物可以用许多方法来制备。当组合物为油包水型乳状液炸药时，一种最好采用的制备方法包括：在盐溶液的勿奇点（fudge point）以上的温度下，优先采用在25-110℃的温度下，使所说的氧释放盐溶于水，以获得一种盐的水溶液;使所说的盐水溶液、所说的水不相混有机相及所说的乳化剂组分经快速搅拌混合，以生成一种油包水乳状液;一直搅拌到乳状液均匀为止。
以下，将通过下面的一些实施例但决不限于这些实施例来说明本发明，其中所有的份数和百分比均以重量计，除非另有说明。
在乳化剂的制备中，往往可方便地提供油稀释剂中的聚[烷基（或烯基）]琥珀酸酐或酸。这些混合物是市售的。为了不作缩合产物与油稀释剂的分离，该混合物可以加到乳状液炸药的水不相混溶有机相，油稀释剂被认为是水不相混溶有机相的一部分。这样，如果石蜡稀释剂中给以聚[烷基（或烯基）]琥珀酸酐或酸，则石蜡稀释剂可以被认为是水不相混有机相的一部分，以便确定乳状液炸药的组分。
在以下的实施例中，我们发现了可以方便地用粘度作为基本上具有相同配方的乳状液炸药中液滴大小的指示剂。例如，为了说明我们的发明，除了乳化剂具有标准的酰亚胺/酰胺比或者高酰亚胺比的之外，我们制备了相同组合物的乳状液炸药。通过在固定的条件下制备这些乳状液，粘度可成为相对液滴大小的一种方便的指示剂。
采用Hobart N50行星式混合器制备乳状液。
乳化剂制备1（EP1）
以相对于聚异丁烯琥珀酸酐为1∶1摩尔比，把单乙醇胺加入到“MOBILAD”＊C207中。（＊MOBILAD为商标）。MOBILAD C207是一种可由Mobil Oil Co.Ltd买到的石蜡稀释剂中的分子量为700-1200的聚（异丁烯）琥珀酸酐。MOBILAD C207中的聚（异丁烯）琥珀酸酐含量为0.76毫摩尔/克。
混合物在140℃下搅拌2小时，此时红外分光仪指示95%以上转换成琥珀酰亚胺化合物。
乳化剂制备2（EP2）
除了混合物在150℃搅拌1小时，以使几乎完全转换成酰亚胺缩合产物之外，重复EP1的过程。
乳化剂制备3（EP3）
除了混合物在真空中120℃下加热4-6小时之外，重复EP1的过程。所得产物含量大于80%（按酰亚胺缩合产物的重量计）。
乳化剂制备4（EP4）
以相对于聚（异丁烯）琥珀酸酐以1∶1摩尔比混合单乙醇胺和“MOBILAD”＊C207，混合物用甲苯在Dean and Stark仪中115℃下回流3小时，其后彻底去水。然后，在旋转式汽化器上去除甲苯，以获得含量大于90%（按琥珀酰亚胺产物的重量计）的缩合产物。
乳化剂制备5（EP5）
以相对于聚（异丁烯）琥珀酸酐以1∶1摩尔比混合单乙醇胺和“MOBILAD”＊C207，混合物用甲苯在Dean and Stark仪中115℃下回流3小时，其后彻底去水。然后，在旋转式汽化器上去除甲苯。
对照乳化剂制备A（CEPA）
以相对于聚（异丁烯）琥珀酸酐以1∶1摩尔比混合单乙醇胺和MOBILAD C207，在60-80℃下加热40分钟。FTIR确认为一种低含量琥珀酰亚胺产物（一般为20-30%），并且不存在未经反应的酸酐。
对照乳化剂制备B（CEPB）
以相对于聚（异丁烯）琥珀酸酐以1∶1摩尔比混合二甲基氨基丙胺和MOBILAD C207，使反应一直进行到基本上没有未经反应的酸酐。
实施例1（E1）
按照以下步骤制备一种乳状液炸药。
份W/W
组分 %
化学纯硝酸铵 42
Norsk Hydro公司的硝酸钙 37.6
水 12.6
馏出物 6.8
石蜡油＊ 0.2
乳化剂＊＊ 0.8
＊石蜡油是由乳化剂制备中来的稀释剂。
＊＊乳化剂按照EP2制备。
在60℃温度下，使硝酸铵和硝酸钙溶于水，再把该溶液加入到馏出物和乳化剂经搅拌的混合物中。以固定的剪切速度（搅拌机以1000转/分旋转），在固定的时期内（105秒）连续进行搅拌，接着形成十分均匀的乳状液。
实施例2（E2）
除了把硝酸铵/硝酸钙的溶液的pH值调整到2.8之外，按照E1的步骤进行。
形成粘度为2300cp的乳状液。6天室温存放之后，乳状液仍呈良好的状态。
对照实施例A（CEA）
除了乳化剂按照CEPA制备之外，其他同E2步骤。
形成粘度为1600cp的乳状液。乳状液中的油相已开始分离，并且在静置过晚之后在乳状液上可观察到一分离层。
实施例3（E3）
按照以下的步骤制备一种乳状液炸药。
份W/W
组分 %
化学纯硝酸铵 42
Norsk Hydro公司的硝酸钙 37.6
水 12.6
馏出物 6.8
石蜡油＊ 0.2
乳化剂＊＊ 0.8
＊石蜡油是由乳化剂制备中来的稀释剂。
＊＊乳化剂按照EP2制备。
在60℃温度下，使硝酸铵和硝酸钙溶解于水，再用乙酸酯缓冲剂把该溶液的pH值调整到3.8。把该溶液加入到馏出物和乳化剂的经搅拌的混合物中。
以400转/分连续搅拌60秒形成粗乳状液。该粗乳状液进一步以1500转/分精制90秒。粗乳状液的粘度为640cp。精制乳状液的粘度为450cp。
实施例4（E4）
除了乳化剂按照EP3制备之外，按照E3制备一种乳状液炸药。
粗乳状液的粘度为680cp。精制乳状液的粘度为4100cp。
对照实施例B（CEB）
除了乳化剂按照CEPA制备之外，按照E3制备一种乳状液炸药。
粗乳状液的粘度为560cp。精制乳状液的粘度为3800cp。
实施例5（E5）
按照以下步骤制备一种乳状液炸药。
份W/W
组分 %
NITROPRIL-硝酸铵＊ 42
Norsk Hydro公司的硝酸钙 37.6
水 12.6
馏出物 6.8
石蜡油＊＊ 0.2
乳化剂＊＊＊ 0.8
＊“NITROPRIL”为IC IAustralia Operations Pty Ltd.的一种商标。
＊＊石蜡油是由乳化剂制备中来的稀释剂。
＊＊＊乳化剂按照E＜制备。
在60℃温度下，使硝酸铵和硝酸钙溶于水，再把该溶液的pH值调整到2.1。把该溶液加入到馏出物和乳化剂的经搅拌的混合物中。
以400转/分连续搅拌60秒形成粗乳状液。该粗乳状液进一步以1500转/分精制90秒。
2周存放之后，未见相分离。
实施例6（E6）
除了乳化剂按照EP3制备之外，按照E5制备一种乳状液炸药。
2周存放之后，未见相分离。
对照实施例C（CEC）
除了乳化剂按照CEPA制备之外，按照E5制备一种乳状液炸药。
1周内，看到相分离，乳状液上层为一油层。
实施例7（E7）
按照以下步骤制备一种乳状液炸药。
份W/W
组分 %
NITROPRIL硝酸铵＊ 42
Norsk Hydro公司的硝酸钙 37.6
水 12.6
馏出物 6.8
石蜡油＊＊ 0.2
乳化剂＊＊＊ 0.8
＊“NITROPRIL”为IC IAustralia Operations Pty Ltd.的一种商标。
＊＊石蜡油是由乳化剂制备中来的稀释剂。
＊＊＊乳化剂按照EP2制备。
在60℃温度下，使硝酸铵和硝酸钙溶于水，再把该溶液的pH值调整到2.2。把该溶液加入到馏出物和乳化剂的经搅拌的混合物中。
以400转/分连续搅拌60秒形成一种粗乳状液。该粗乳状液进一步以1500转/分精制90秒。
精制乳状液的粘度为3300cp。19个月室温存放之后，未出现相分离。
对照实施例D（CED）
除了乳化剂按照CEPB制备之外，按照E7制备一种乳状液炸药。
精制乳状液的粘度为1200cp。12天内就明显看到乳状液上层的一层油。
实施例8（E8）
用以下组分制备一种适合佑米鞣庚罢┒的乳状液炸药。所用乳化剂为1号乳化剂。
份W/W
组分 %
化学纯硝酸铵 64.04
硝酸钠 12.81
水 10.88
蜡 2.35
石蜡油 1.62
乳化剂＊ 1.20
铝 3.90
C15/250微球＊＊ 3.20
＊乳化剂按照EP3制备。
＊＊C15/250微球为3M Australia Pty Ltd.销售的玻璃微球。
在90℃温度下，把乳化剂加入到由蜡和石蜡油组分组成的油相中。
通过在大约90℃下，把由硝酸盐组分在水中的溶液组成的含水相加入到油相中制备粗乳状液。用搅拌器以2档速度搅拌该混合物2分钟，接着再以3档速度搅拌10分钟，获得主乳状液。
主乳状液的粘度在77℃下为316，000cp。乳状液的液滴大小一般在2-4微米。75℃下乳状液的电导性为300+100 P Sm。
一部分主乳状液在室温下贮存。27个月之后，主乳状液的晶体含量仍极低。
缓缓地把铝和微球混合成第二部分。然后用桨叶以1档速度使该混合物混合2.5分钟。冷却乳状液的晶体含量也是低的。
对照实施例E（CEE）
除了乳化剂按照CEPA制备之外，按照E8制备一种适合于用作封装炸药的乳状液炸药。
在77℃下主乳状液的粘度为260，000cp。乳状液的液滴大小一般为3-6微米。75℃的乳状液的电导性为300+100 P Sm。
28个月室温贮存之后，主乳状液的晶体含量极低。
实施例9（E9）
除了乳状液按照EP5制备之外，按照E8制备适合于用作封装炸药的乳状液炸药。
在77℃的主乳状液的粘度为300，000。乳状液的液滴大小一般为1-3微米。
对照实施例F（CEF）
除了乳状液按照CEPB制备之外，按照E9制备一种适合于用作封装炸药的乳状液炸药。
在77℃的主乳状液的粘度为280，000。乳状液的液滴大小一般为2-4微米。
实施例10（E10）
应用以下制备乳化剂的组分制备一种适合于用作散装炸药的乳状液炸药。
份W/W
组分 %
化学纯硝酸铵 73.9
水 18.5
馏出物 6.1
石蜡油＊ 0.4
乳化剂 1.1
＊石蜡油是由乳化剂制备中来的稀释剂。
通过在70℃下使硝酸铵和水混合制备一种水溶液，在快速搅拌下把这种溶液加入到80℃乳化剂和馏出物的混合物中。
用固定的方法监控乳状液的粘度达到24Pa·s所需时间。把它作为精制容易程度的指示剂。
观测到的精制时间为9.5分钟。乳状液的20℃下导电性为200 P Sm。3个月以后，乳状液中的晶体含量相当低。
对照实施例G（CEG）
除了乳化剂按照CEPA制备之外，按照E10制备一种适合于用作散装炸药的乳状液炸药。
观测到的精制时间为11分钟。乳状液的20℃电导率为500 P Sm-1。3个月以后，乳状液中的晶体含量是低的。
对照实施例H（CEH）
应用以下组分制备一种适合于用作散装炸药的乳状液炸药。
份W/W
组分 %
化学纯硝酸铵 73.9
水 18.5
馏出物 5.8
脱水山梨醇单油酸盐 1.8
通过在70℃下使硝酸铵和水混合制备一种水溶液，在快速搅拌下把该溶液加入到80℃脱水山梨醇单油酸盐的混合物中。
观测到的精制时间为9分钟。液滴大小为3-10微米。乳状液的电导性为13900 P Sm-1。
乳状液在室温下贮存4个月，其结晶的水平是极大的。
Claims (52)
1、一种乳状液炸药组合物，其特征在于它包括一种含有氧释放盐的不连续相、一种连续的水不相混溶的有机相以及一种含有伯胺和聚[烷基(或烯基)][poly[alk(en)yl]琥珀酸或酸酐的缩合产物的乳化剂组分，其中缩合产物至少含有70%(按琥珀酰亚胺重量计)。
2、根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所说的缩合产物至少含有85%（按琥珀酰亚胺重量计）。
3、根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所说的缩合产物至少含有90%（按琥珀酰亚胺重量计）。
4、根据权利要求1-3中的任何一项所述的组合物，其特征在于所说的缩合产物基本上含有全部琥珀酰亚胺产物。
5、根据权利要求1-4中的任何一项所述的组合物，其特征在于所说的伯胺选自由脂族胺类、环脂族胺类、芳族胺类以及杂芳族胺类组成的组，伯胺类可以任意地由一个或一个以上的取代基取代。
6、根据权利要求1-5中的任何一项所述的组合物，其特征在于脂族胺选自由C1-C20脂族胺类组成的组，其中脂族链可以是直链或者支链。
7、根据权利要求1-6中的任何一项所述的组合物，其特征在于脂族胺选自由C1-C20烷基胺组成的组。
8、根据权利要求1-7中的任何一项所述的组合物，其特征在于脂族胺选自由乙胺、n-丁胺、烯丙胺、可可胺、脂胺以及月桂基胺组成的组。
9、根据权利要求1-8中的任何一项所述的组合物，其特征在于脂族胺被取代且选自由羟基（C1-C10烷基）胺类、氨基（C1-C10烷基）胺类、用氨基（C1-C10烷基）氨基基团取代的（C1-C10烷基）胺类、（C1-C10烷基）胺类、苯基（C1-C10烷基）胺类以及杂环取代的（C1-C10烷基）胺类组成的组。
10、根据权利要求1-9中的任何一项所述的组合物，其特征在于取代脂族胺选自由乙醇胺、3-羟基丙胺、氨基乙胺、二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺以及苯胺组成的组。
11、根据权利要求1-9中的任何一项所述的组合物，其特征在于伯胺是一种选自由环己胺和环戊胺组成的组的环脂族胺。
12、根据权利要求1-9中的任何一项所述的组合物，其特征在于伯胺是一种选自由苯胺组成的组的芳族胺。
13、根据权利要求1-9中的任何一项所述的组合物，其特征在于伯胺基是一种选自由氨基吡啶类组成的组的杂芳族胺。
14、根据权利要求1-10中的任何一项所述的组合物，其特征在于伯胺选自由乙醇胺和二甲基氨基丙胺组成的组。
15、根据权利要求1-14中的任何一项所述的组合物，其特征在于聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或酐是一种饱和或未饱和的烃链，该链是单烯烃的聚合物，其中所说的链含有40-500个碳原子。
16、根据权利要求15所述的组合物，其特征在于所说的聚合物从由C2-C6烯烃类组成的组中衍生来的。
17、根据权利要求16所述的组合物，其特征在于所说的聚合物从由乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯以及异丁烯组成的组中衍生来的。
18、根据权利要求1-17中任何一项中所述的组合物，其特征在于所说的聚[烷基（或烯基）]琥珀酸和（或）酐是聚[烷基（或烯基）]琥珀酸酐。
19、根据权利要求1-18中任何一项中所述的组合物，其特征在于所说的氧释放盐选自由碱金属硝酸盐和碱土金属硝酸盐、氯酸盐和高氯酸盐、硝酸铵、氯酸铵、高氯酸铵及它们的混合物组成的组。
20、根据权利要求19所述的组合物，其特征在于所说的氧释放盐选自由硝酸铵和硝酸铵及硝酸钠或钙的混合物组成的组。
21、根据权利要求1-20中任何一项所述的组合物，其特征在于所说的连续的水不相混溶有机相选自由脂族的、脂环族的和芳族的化合物及它们的混合物组成的组，它们在配制温度下呈液状。
22、根据权利要求21所述的组合物，其特征在于所说的连续的水不相混溶有机相选自由燃料油、柴油、馏出物、炉油、煤油、石脑油、蜡如微晶蜡、石蜡和疏松石蜡、石蜡油、苯、甲苯、二甲苯类、聚合油如低分子量烯烃类聚合物、动物油、鱼油及其他矿物油、烃油或脂油以及它们的混合物组成的组。
23、根据权利要求22所述的组合物，其特征在于所说的连续的水不混溶有机相选自由汽油、煤油、燃油和石蜡油。
24、一种根据权利要求1-23中任何一项中所述的乳状液炸药的制备方法，其特征在于所说的方法包括以下步骤：
在盐溶液的勿奇点（fudge point）以上的温度下，使所说的氧释放盐溶于水，获得盐水溶液;在快速搅拌下，使所说的盐水溶液、水不混溶有机相和乳化剂组分混合形成一种油包水型乳状液;一直搅拌到乳状液均匀为止。
25、一种乳化剂组合物，其特征在于它包括伯胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或酸酐的缩合产物，其中缩合产物至少含有70%（按琥珀酰亚胺产物重量计）。
26、根据权利要求25所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的缩合产物至少含有85%（按琥珀酰亚胺产物重量计）。
27、根据权利要求25所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的缩合产物至少含有90%（按琥珀酰亚胺产物重量计）。
28、根据权利要求25-27中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的缩合产物基本上全部为琥珀酰亚胺产物。
29、根据权利要求25-28中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的伯胺选自由脂族胺类、环脂族胺类、芳族胺类及杂芳族胺类组成的组，伯胺类可任意地由一个或者多个取代基取代。
30、根据权利要求25-28中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于脂族胺选自由C1-C20脂族胺类组成的组，其中脂族链可以是直链或支链。
31、根据权利要求25-30中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于脂族胺选自由C1-C20烷基胺组成的组。
32、根据权利要求25-31中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于脂族胺选自由乙胺、n-丁胺、烯丙胺、可可胺、脂胺及月桂基胺组成的组。
33、根据权利要求25-32中任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于脂族胺选自由羟基（C1-C10烷基）胺类、氨基（C1-C10烷基）胺类、用氨基（C1-C10烷基）氨基基团取代的（C1-C10烷基）胺类、用N，N-二（C1-C4烷基）氨基基团取代的（C-C烷基）胺类、苯基（C1-C10烷基）胺类及杂环取代的（C1-C10烷基）胺类。
34、根据权利要求25-33中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于取代脂族胺选自由乙醇胺、3-羟基丙胺、氨基乙胺、二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺及苯胺组成的组。
35、根据权利要求25-33中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于伯胺基是一种选自由环己胺和环戊胺组成的组的环脂族胺。
36、根据权利要求25-33中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于伯胺是一种选自由苯胺组成的组的芳族胺。
37、根据权利要求25-33中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于伯胺是一种选自由氨基吡啶类组成的组的杂芳族胺。
38、根据权利要求25-34中的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于伯胺选自由乙醇胺和二甲基氨基丙胺组成的组。
39、根据权利要求25-38中任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于聚[烷基（或烯基）]琥珀酸或酸酐的聚[烷基（或烯基）]部分是一种饱和的或未饱和的烃链，该链是单烯烃的聚合物，其中所说的链含有40-500个碳原子。
40、根据权利要求39所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的聚合物从由C2-C6烯烃类组成的组中衍生出来的。
41、根据权利要求40所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的聚合物从由乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯及异丁烯组成的组中衍生来的。
42、根据权利要求25-41的任何一项所述的乳化剂组合物，其特征在于所说的聚[烷基（或烯基）]琥珀酸和（或）酸酐是聚[烷基（或烯基）]琥珀酸酐。
43、一种根据权利要求25-42中的任何一项所述的乳化剂组合物的制备方法，其特征在于在至少100℃的反应温度下，加热以1∶1摩尔比的胺和聚[烷基（或烯基）]琥珀酸和（或）酸酐。
44、根据权利要求43所述的方法，其特征在于反应温度范围为100-160℃。
45、根据权利要求43或44所述的方法，其特征在于从反应中去除水。
46、根据权利要求45所述的方法，其特征在于通过选自由真空装置和Dean and stark装置组成的去水装置从反应中去除水。
47、根据权利要求43-46中的任何一项所述的方法，其特征在于在选自由有机燃料组成的组的稀释剂存在下，制备所说的乳化剂组合物。
48、根据权利要求47所述的方法，其特征在于所说的稀释剂是石蜡。
49、一种乳状液炸药组合物，其特征在于它大体上如实施例1-10中的任何一个实施例所述。
50、一种乳状液炸药的制备方法，其特征在于它大体上如实施例1-10中的任何一个实施例所述。
51、一种乳化剂组合物，其特征在于它大体上如乳化剂制备1-5中任何一个所述。
52、一种乳化剂组合物的制备方法，其特征在于它大体上如乳化剂制备1-5所述。
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1989
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: PATENTEE; FROM: ORICA AUSTRALIA PTY, LTD. TO: ORICA BOMB TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: CORRECT: PATENTEE; FROM: ICI AUSTRALIA OPERATIONS PROPRIETARY LIMITED TO: ORICA AUSTRALIA PTY, LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Patentee after: ORICA EXPLOSIVES TECHNOLOGY Pty Ltd. Patentee before: ORICA AUSTRALIA Pty Ltd. Patentee after: ORICA AUSTRALIA Pty Ltd. Patentee before: Ici Australia Operations Proprietary Ltd. |
|
| C15 | Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993) | ||
| OR01 | Other related matters | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |