CN104045494A

CN104045494A - 一种高密度低爆速炸药及其制备方法

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Publication number: CN104045494A
Application number: CN201410293484.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡贾林; 郑申声; 蒋全萍; 许多学
Original assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Current assignee: Institute of Chemical Material of CAEP
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: CN104045494B

Abstract

本发明公开了一种高密度低爆速炸药，该炸药的组成以重量份计为：14～16份黑索今，64～66份硝酸钡，15～16份粘结剂，4～5份增塑剂，0.5～0.7份固化剂，并对所述黑索今进行颗粒级配以提高密度均匀性。本发明还公布了该炸药的制备方法，包括配料、混合、真空处理和浇注及加热固化四个步骤。本发明所述的炸药具有较高的密度，较低的爆速，对温度冲击、高温、高压等环境具有良好适应性。

Description

一种高密度低爆速炸药及其制备方法

技术领域

本发明的实施方式涉及军民两用含能材料领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种高密度低爆速炸药及其制备方法。

背景技术

在软岩光面爆破、预裂爆破和石材保护性开采爆破等过程中，要求待爆岩体按预定的分离面开裂，不允许开裂面上残留的半圆炮孔壁出现裂缝,这就对爆破所用炸药的性能提出了一定的要求。显然,沿用常规的炸药已不能满足这些要求。低爆速炸药便是适用于特殊爆破技术的特殊炸药品种。露天爆破作业以及某些爆轰物理实验条件下，不仅需要爆速较低的炸药而且要求炸药的密度较大。

自80年代以来,我国在低爆速炸药的研制方面发展很快,研制成功了许多新的低爆速炸药品种。然而目前低爆速炸药主要通过降低炸药密度来实现，能同时满足高密度和低爆速的炸药还比较少。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种高密度低爆速炸药及其制备方法的实施方式，以解决目前低爆速炸药主要通过降低炸药密度来实现的问题，获得高密度低爆速炸药。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种高密度低爆速炸药，该炸药的组成如下：以重量份计，14～16份黑索今，64～66份硝酸钡，15～16份粘结剂，4～5份增塑剂，0.5～0.7份固化剂。

优选的，所述黑索今是由以质量计50～55％、粒径0.250mm～0.420mm的粗颗粒与以质量计45～50％、粒径≤0.05mm的细颗粒组成。

优选的，所述硝酸钡的粒径为0.010mm～0.025mm。

根据本发明的一种实施方式，所述粘结剂是季戊四醇丙烯醛树脂。

根据本发明的一种实施方式，所述增塑剂为癸二酸二异辛酯或邻苯二甲酸二乙酯。

根据本发明的一种实施方式，所述固化剂为硫酸二乙酯或苯甲磺酸。

根据本发明的一种实施方式，高密度低爆速炸药的密度是2.4～2.5g/cm³，爆炸速度是4857～4907m/s。

高密度低爆速炸药的制备方法包含以下步骤：

A、采用分批投料和捏合的方式进行混料

将14～16重量份粘结剂和4～5份增塑剂在65～70℃捏合8～10分钟，得到产物Ⅰ；

然后，称取以质量计50～55％、粒径0.250mm～0.420mm的粗颗粒黑索今和以质量计45～50％、粒径≤0.05mm的细颗粒黑索今共14～16份备用，将所述产物Ⅰ与粗颗粒黑索今在65～70℃捏合8～10分钟，得到产物Ⅱ；

接着，将所述产物Ⅱ与细颗粒黑索今在65～70℃捏合两次，每次10～15分钟，得到产物Ⅲ；

最后，将所述产物Ⅲ与0.5～0.7份固化剂在65～70℃捏合两次，每次8～10分钟，得到一种浆状混合物料；

B、真空浇注

将步骤A得到的浆状混合物料置于真空度≤－0.090Mpa的真空浇注装置的料斗中，在振动条件下浇注到模具中；

C、加热固化

将浇注有浆状混合物料的模具放入恒温箱中，在58～62℃下加热19～29小时，将所述浆状混合物料交联固化成型，然后开模，清理表面，得到所述的高密度低爆速炸药。

优选的，所述捏合使用的设备为捏合机。

优选的，在步骤B中，所述的真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.4～0.6mm、频率28～32Hz的条件下进行震动。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明通过配方设计和制备工艺改进使所得炸药具有较高的密度和较低的爆速，并且在冲击、高温、高压等条件下具有良好环境适应性，同现有的高密度低爆速炸药相比，密度更高且综合性能优良。

附图说明

图1为本发明所述真空浇注装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示的真空浇注装置是本发明制备高密度低爆速炸药的基础设施，该真空浇注装置包括料斗1、多孔板2、贮料筒3、真空浇注器4、成型模具7、第一球阀11和第二球阀31。所述料斗1、多孔板2、贮料筒3和真空浇注器4从上到下依次密封连接；物料从料斗1经过第一球阀11和多孔板2除去物料中的结团颗粒后流入贮料筒3，再通过第二球阀31进入真空浇注器4。所述真空浇注器4的侧壁分别设置有连接抽真空装置的第一管口32和第二管口42，其作用是为真空浇注器4提供真空环境；所述成型模具7的侧面有模具固定杆5，上部有模具固定第一螺钉51和第二螺钉52，其作用是固定成型模具7。所述料斗1、贮料筒3、真空浇注器4外部均带有加热夹套6，其作用是为料斗1、贮料筒3和真空浇注器4提供保温环境。

下面通过具体的实施例，对本发明的高密度低爆速炸药及其制备方法作详细的说明。

实施例1

高密度低爆速炸药的组成成分为：14kg黑索今(其中7kg的粒径是0.250mm～0.420mm，另外7kg的粒径≤0.05mm)、65kg粒径为0.010mm～0.025mm的硝酸钡、15kg粘结剂季戊四醇丙烯醛树脂、4kg增塑剂癸二酸二异辛酯和0.7kg固化剂硫酸二乙酯，其制备流程是：首先采用分批投料和捏合的方式进行混料，捏合的设备是捏合机，将15kg季戊四醇丙烯醛树脂和4kg癸二酸二异辛酯在65℃捏合10分钟，得到产物Ⅰ，然后停机清理捏合机桨叶及死角处物料，接着将产物Ⅰ与7kg粒径是0.250mm～0.420mm的黑索今在70℃捏合8分钟，得到产物Ⅱ，停机清理捏合机桨叶及死角处物料，然后将产物Ⅱ与7kg粒径≤0.05mm的黑索今在68℃捏合两次，每次12分钟，每次捏合结束后停机清理捏合机桨叶及死角处物料，得到产物Ⅲ，最后将产物Ⅲ与0.7kg硫酸二乙酯在65℃捏合两次，每次捏合10分钟，得到一种具有良好的流平性的浆状的混合物料；然后将该混合物料进行真空浇注，其方法是将真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.4mm、频率32Hz的条件下进行震动，设置真空浇注装置的真空度≤－0.090Mpa，将混合物料置于真空浇注装置的料斗中，在振动条件下浇注到模具中；然后将该模具放入恒温箱中以58℃加热29小时，使浆状的混合物料交联固化成型，然后开模，清理表面，得到的产品即是高密度低爆速炸药，所得高密度低爆速炸药的各项质量指标如下：

(1)固相含量80％，物料流动性优良，药浆初始转动粘度小于5400泊，浇注适应期大于三小时；

(2)药柱的实测密度ρ＝2.412～2.422g/cm³，达理论密度的97％以上，爆速D＝4882±25m/s；

实施例2

高密度低爆速炸药的组成成分为：16kg黑索今(其中7kg的粒径是0.250mm～0.420mm，另外9kg的粒径≤0.05mm)、64kg粒径为0.010mm～0.025mm的硝酸钡、16kg粘结剂季戊四醇丙烯醛树脂、5kg增塑剂邻苯二甲酸二乙酯和0.6kg固化剂苯甲磺酸，其制备流程是：首先采用分批投料和捏合的方式进行混料，捏合的设备是捏合机，将16kg季戊四醇丙烯醛树脂和5kg邻苯二甲酸二乙酯在70℃捏合8分钟，得到产物Ⅰ，然后将产物Ⅰ与7kg粒径是0.250mm～0.420mm的黑索今在65℃捏合10分钟，得到产物Ⅱ，然后将产物Ⅱ与9kg粒径≤0.05mm的黑索今在70℃捏合两次，每次10分钟，得到产物Ⅲ，最后将产物Ⅲ与0.6kg苯甲磺酸在70℃捏合两次，每次捏合8分钟，得到一种浆状的混合物料；然后将该混合物料进行真空浇注，其方法是将真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.6mm、频率28Hz的条件下进行震动，设置真空浇注装置的真空度≤－0.090Mpa，将混合物料置于真空浇注装置的料斗中，在振动条件下浇注到模具中；然后将该模具放入恒温箱中以62℃加热19小时，使浆状的混合物料交联固化成型，然后开模，清理表面，得到的产品即是高密度低爆速炸药，其密度是2.4～2.5g/cm³，爆炸速度是4857～4907m/s。

实施例3

高密度低爆速炸药的组成成分为：15kg黑索今(其中8.25kg的粒径是0.250mm～0.420mm，另外6.75kg的粒径≤0.05mm)、66kg粒径为0.010mm～0.025mm的硝酸钡、15.5kg粘结剂季戊四醇丙烯醛树脂、4.5kg增塑剂邻苯二甲酸二乙酯和0.5kg固化剂苯甲磺酸，其制备流程是：首先采用分批投料和捏合的方式进行混料，捏合的设备是捏合机，将15.5kg季戊四醇丙烯醛树脂和4.5kg邻苯二甲酸二乙酯在68℃捏合9分钟，得到产物Ⅰ，然后将产物Ⅰ与8.25kg粒径是0.250mm～0.420mm的黑索今在70℃捏合8分钟，得到产物Ⅱ，然后将产物Ⅱ与6.75kg粒径≤0.05mm的黑索今在66℃捏合两次，每次8分钟，得到产物Ⅲ，最后将产物Ⅲ与0.5kg苯甲磺酸在65℃捏合两次，每次捏合9分钟，得到一种浆状的混合物料；然后将该混合物料进行真空浇注，其方法是将真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.5mm、频率30Hz的条件下进行震动，设置真空浇注装置的真空度≤－0.090Mpa，将混合物料置于真空浇注装置的料斗中，在振动条件下浇注到模具中；然后将该模具放入恒温箱中以60℃加热25小时，使浆状的混合物料交联固化成型，然后开模，清理表面，得到的产品即是高密度低爆速炸药，其密度是2.4～2.5g/cm³，爆炸速度是4857～4907m/s。

实施例4

高密度低爆速炸药的组成成分为：14kg黑索今(其中7.3kg的粒径是0.250mm～0.420mm，另外6.7kg的粒径≤0.05mm)、64kg粒径为0.010mm～0.025mm的硝酸钡、15kg粘结剂季戊四醇丙烯醛树脂、4kg增塑剂癸二酸二异辛酯和0.6kg固化剂硫酸二乙酯，其制备流程是：首先采用分批投料和捏合的方式进行混料，捏合的设备是捏合机，将15kg季戊四醇丙烯醛树脂和4kg癸二酸二异辛酯在70℃捏合8分钟，得到产物Ⅰ，然后将产物Ⅰ与7.3kg粒径是0.250mm～0.420mm的黑索今在68℃捏合9分钟，得到产物Ⅱ，然后将产物Ⅱ与6.7kg粒径≤0.05mm的黑索今在65℃捏合两次，每次15分钟，得到产物Ⅲ，最后将产物Ⅲ与0.6kg硫酸二乙酯在70℃捏合两次，每次捏合8分钟，得到一种浆状的混合物料；然后将该混合物料进行真空浇注，其方法是将真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.5mm、频率32Hz的条件下进行震动，设置真空浇注装置的真空度≤－0.090Mpa，将混合物料置于真空浇注装置的料斗中，在振动条件下浇注到模具中；然后将该模具放入恒温箱中以59℃加热28小时，使浆状的混合物料交联固化成型，然后开模，清理表面，得到的产品即是高密度低爆速炸药，其密度是2.4～2.5g/cm³，爆炸速度是4857～4907m/s。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种高密度低爆速炸药，其特征在于该炸药的组成如下：以重量份计，14～16份黑索今，64～66份硝酸钡，15～16份粘结剂，4～5份增塑剂，0.5～0.7份固化剂。

2.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于所述黑索今是由以质量计50～55％、粒径0.250mm～0.420mm的粗颗粒与以质量计45～50％、粒径≤0.05mm的细颗粒组成。

3.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于所述硝酸钡的粒径为0.010mm～0.025mm。

4.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于所述粘结剂是季戊四醇丙烯醛树脂。

5.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于所述增塑剂为癸二酸二异辛酯或邻苯二甲酸二乙酯。

6.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于所述固化剂为硫酸二乙酯或苯甲磺酸。

7.根据权利要求1所述的高密度低爆速炸药，其特征在于它的密度是2.4～2.5g/cm³，爆炸速度是4857～4907m/s。

8.根据权利要求1～7中任意一项权利要求所述的高密度低爆速炸药的制备方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

A、采用分批投料和捏合的方式进行混料

B、真空浇注

C、加热固化

9.根据权利要求8所述的高密度低爆速炸药的制备方法，其特征在于所述捏合使用的设备为捏合机。

10.根据权利要求8所述的高密度低爆速炸药的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述的真空浇注装置设置在振动台上，在振幅0.4～0.6mm、频率28～32Hz的条件下进行震动。