CN104211549B - 混装乳化炸药的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混装乳化炸药的制备方法，包括乳化基质，所述乳化基质包括油相、水相和乳化剂，其特征在于：所述油相为地沟油，所述水相为氧化剂的水溶液，所述乳化剂为聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂。本发明完全采用地沟油作为混装乳化炸药的油相，与精心选择的乳化剂聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂配合，能保证混装炸药的性能，炸药的爆速可达到4800m/s以上。制得的乳化基质稳定性和抗颠簸性能良好。用地沟油做混装乳化炸药，对地沟油的含水量无过高的要求，降低了地沟油的回收成本，降低了乳化炸药的制作成本，实现了地沟油的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种混装乳化炸药的制备方法。
背景技术
我国每年食用油的消耗量在2300万t以上，其中每年会产生200～300万t地沟油。为了谋求巨额经济利益，不法商贩将地沟油勾兑成食用油出售，对食品安全造成极大危害。
食用油的来源是植物种子和动物脂肪等，是一种可再生的环保能源，且单位质量热值比柴油要高。目前地沟油的市场参考价约为4000元/t，柴油的市场参考价约为8000元/t。地沟油的资源化利用受到各界人士的关注：
CN201310232533.8公开一种采用地沟油制备防锈剂的方法，将地沟油先与马来酸酐反应得到马来地沟油，再与醇胺反应生成马来地沟油酸醇酰胺。CN201310206809.7公开了一种用地沟油生成醇酸树脂及其制备方法。CN201410010386.4公开了一种利用地沟油制备羟基脂肪酸的方法。诸多文献中还提出，采用地沟油制作生物柴油、工业皂等，上述工艺都将地沟油进行二次加工在利用，这些化工工业过程中，难免造成额外的环境污染和碳排放。
我国正处于快速发展时期，能源需求量巨大。而我国能源资源短缺，超过50％的石油消耗需要进口。现场混装乳化炸药采用的碳质燃料，如柴油、机油、石蜡、矿物油等，多数是石油化工产品，因而现场混装炸药生产受到能源危机的影响。且上述碳质燃料成本较高，不利于能源配置和公司可持续发展。将地沟油作为油相材料引入到混装炸药，既为地沟油处理提供了新的思路，又为炸药生产企业降低了成本。
CN201010261375公开一种地沟油膨化炸药及其生产方法，CN201210407141公开一种多孔粒状硝酸铵地沟油炸药，都将地沟油直接引入到炸药配方中，这类方法，可以直接消耗地沟油，并不经过二次加工，是一种节能环保的、充分利用地沟油的解决方案。但上述方法中对地沟油的含水量均提出了较高的要求，因而在使用前，需要经过比较严格的除水处理，增加了炸药的生产成本，降低了地沟油的使用价值。
CN201210047372提出了采用地沟油制造乳化炸药。该专利所提出的方法中地沟油并不能完全替代油分原料(油分原料包括石蜡油、石蜡、地蜡、微晶蜡、矿物油、复合蜡、植物油、机油、大豆磷脂、柴油以及脂肪族、脂环族、芳香化合物)，由于炸药粘度的限制，地沟油在油相中所占比例最好不超过50％，并其用量越少越好；且采用的地沟油为成品地沟油；另根据该专利权利要求4中所描述“经所述地沟油的添加或减少以调整所述乳化炸药的氧平衡”；在发明内容里描述“地沟油用量取决于炸药品种和炸药所需要的粘度，粘度要求低，则用量大；粘度要求高，则用量小”。这些要求都大大限制了地沟油在乳化炸药中的应用，达不到直接消化地沟油，使地沟油成为重要的炸药生产原料的目的。
发明内容
针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种用地沟油完全替代现有的油分原料，用于制备混装乳化炸药的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种混装乳化炸药的制备方法，包括乳化基质，所述乳化基质由油相、水相和乳化剂混合而成，其特征在于：所述油相为地沟油，所述水相为氧化剂的水溶液，所述乳化剂为聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂。
采用上述技术方案，用地沟油完全代替目前用于制备乳化炸药的油分原料作为油相，改变了目前地沟油仅能部分添加、仅能部分代替油分燃料的现状，大大降低了炸药的生产成本，更有利于地沟油的资源化利用。我们选用聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂作为乳化剂，大大提高了乳化基质的稳定性和抗颠簸性能。
在上述技术方案中：所述氧化剂选自硝酸铵或碱金属和碱土金属硝酸盐中的至少一种。
在上述技术方案中：乳化基质的具体制备工艺为：将油相与乳化剂在40-50℃下混合均匀得到油相材料，将油相材料与预先配置好的温度保持在80-100℃的水相混合后经过乳化得到乳化基质。
在上述技术方案中：所述氧化剂的水溶液中氧化剂与水的重量份数比为80-85：15-20，油相与乳化剂的重量份数比为2.5-3.5:1：所述水相与油相的重量份数比为93-97：3-7。优选为所述水相与油相的重量份数比为93-95.5:3.5-5。
本发明的有益效果是：本发明完全采用地沟油作为混装乳化炸药的油相，与精心选择的乳化剂聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂配合，能保证混装炸药的性能，炸药的爆速可达到4800m/s以上。制得的乳化基质稳定性和抗颠簸性能良好。用地沟油做混装乳化炸药，对地沟油的含水量无过高的要求，降低了地沟油的回收成本，降低了乳化炸药的制作成本，实现了地沟油的资源化利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述：
本发明的地沟油为餐厨废油经过沉淀过滤，油水分离后得到的油脂混合物。
混装乳化炸药配方中至少含有地沟油、氧化剂水溶液，乳化剂、含亚硝酸根离子的发泡剂和发泡助剂等组分。
实施例1
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚丙烯丁二酰亚胺做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂，发泡剂和发泡助剂构成敏化组分。具体的配方如下表：
表1 混装乳化炸药乳化基质的配比
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
具体实施步骤如下：
1、水相制备：按表1的比例配置硝酸铵水溶液，硝酸铵水溶液加热至95℃，并保持在95℃，备用。
2、油相材料的制备：将地沟油、聚丙烯丁二酰亚胺按表1比例混合溶解，加热到45℃，备用；
3、将步骤1和2中配置好的油相材料和水相混合经过粗乳、精乳，制成乳化基质。基质粘度25Pa·s(温度60℃)。蜂蜜色，透亮。
4、乳化基质泵送到混装车上，并运输到现场，与敏化组分混合，经过发泡敏化以后，装填炮孔。敏化组分的重量为乳化基质重量的0.6％，敏化后的乳化基质密度为1.05g/cm3。
该炸药爆破效果良好，块度均匀，大块率低。爆破过程中测试混装乳化炸药在孔内爆速达到5800m/s。
该乳化基质经过30天自然存储后，没有破乳析晶现象，仍可正常使用，说明其稳定性良好；经过600km颠簸实验以后，稳定性良好，仍可正常使用，再存储30天，稳定性良好，仍可正常使用。
实施例2
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，sp80(失水山梨糖醇单油酸酯)做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方乳下表：
表2 混装乳化炸药乳化基质的配比
| 组分 | 水 | 硝酸铵 | 地沟油 | sp80 |
| 重量比/％ | 15 | 78.5 | 5 | 1.5 |
具体实施步骤如下：
1、水相制备：按表2比例配置硝酸铵水溶液，硝酸铵水溶液加热至95℃，并保持在95℃，备用。
2、油相材料制备：将地沟油、sp80按表2比例混合溶解，加热到45℃，备用；
3、将配置好的油相材料和水相混合后经过粗乳、精乳，制成乳化基质。基质粘度20Pa·s(温度60℃)。
该乳化基质经过1天自然存储后，大量破乳，已不能正常使用。
实施例3
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚异丁烯丁二酰亚胺作为乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方乳下表：
表3 混装乳化炸药乳化基质的配比
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
具体实施步骤如下：
1、水相制备：按表3的比例配置硝酸铵水溶液，硝酸铵水溶液加热至95℃，并保持在95℃，备用。
2、油相材料制备：将地沟油、聚异丁烯丁二酰亚胺按表3比例混合溶解，加热到45℃，备用；
3、将步骤1和2中配置好的油相材料和水相混合经过粗乳、精乳，制成乳化基质。基质粘度27Pa·s(温度60℃)。
该乳化基质在制备过程中起乳慢，需要的乳化时间较长，耗能较大；基质经过7天自然存储后，大量破乳，已不能正常使用。
从实施例1-3可以看出，用地沟油完全代替现有的油分原料，采用sp80和聚异丁烯丁二酸酐类的高分子乳化剂(聚异丁烯丁二酰亚胺)的稳定性均不好，采用聚丙烯丁二酰亚胺具有很好的稳定性和抗颠簸性。
实施例4
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚丙烯丁二酰亚胺做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方如下表：
表4 混装乳化炸药乳化基质的配比
| 组分 | 水 | 硝酸铵 | 地沟油 | 聚丙烯丁二 |
| 酰亚胺 | ||||
| 重量比/％ | 18.7 | 74.8 | 5 | 1.5 |
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
具体实施步骤如下：
1、水相制备：按表4比例配置硝酸铵水溶液，硝酸铵水溶液加热至80℃，并保持在80℃，备用。
2、油相制备：将地沟油、聚丙烯丁二酰亚胺按表4比例混合溶解，加热到45℃，备用；
3、将配置好的油相材料和水相混合后经过粗乳、精乳，制成乳化基质。基质粘度20Pa·s(温度60℃)。
4、乳化基质泵送到混装车上，并运输到现场，与敏化组分混合，经过发泡敏化后装填炮孔。敏化组分的重量为乳化基质重量的0.8％，敏化后的乳化基质密度为1.05g/cm3。
该炸药爆破效果较好，块度均匀，大块率低。爆破过程中测试混装乳化炸药在孔内爆速达到5000m/s。
该乳化基质经过60天自然存储后，没有破乳析晶现象，仍可正常使用，说明其稳定性良好。
实施例5
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚丙烯丁二酰亚胺做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方如下表：
表5 混装乳化炸药乳化基质的配比
| 组分 | 水 | 硝酸铵 | 地沟油 | 聚丙烯丁二 |
| 酰亚胺 | ||||
| 重量比/％ | 14 | 79.5 | 5 | 1.5 |
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
具体实施步骤如下：
1、按表5比例配置的硝酸铵水溶液温度保持在100℃，得水相备用；
2、将地沟油、聚丙烯丁二酰亚胺按表5比例溶解，加热到45℃，得油相材料备用；
3、将配置好的油相材料和水相混合后经过粗乳、精乳，制成乳化基质。
4、乳化基质泵送到混装车上，并运输到现场，经过敏化组分混合，经过发泡敏化，敏化组分的重量为乳化基质质量的0.6％，装填炮孔。敏化后的乳化基质密度为1.06g/cm3。
该炸药爆破效果较好，块度均匀，大块率低。爆破过程中测试混装乳化炸药在孔内爆速达到5200m/s。
该乳化基质经过60天自然存储后，没有破乳析晶现象，仍可正常使用，说明其稳定性良好。
实施例6
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚丙烯丁二酰亚胺做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方乳下表：
表6 混装乳化炸药乳化基质的配比
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
1、按表6比例配置的硝酸铵水溶液温度保持在95℃，得水相备用；
2、将地沟油、聚丙烯丁二酰亚胺按表6比例混合溶解，加热到45℃，得油相材料备用；
3、将配置好的油相材料和水相混合经过粗乳、精乳，制成乳化基质。
4、乳化基质泵送到混装车上，并运输到现场，与敏化剂混合，经过发泡敏化后装填炮孔。敏化组分的重量为乳化基质重量的0.8％，敏化后的乳化基质密度为1.05g/cm3。
该炸药爆破效果较好，块度均匀，大块率低。爆破过程中测试混装乳化炸药在孔内爆速分别4800m/s。
该乳化基质经过60天自然存储后，没有破乳析晶现象，仍可正常使用，说明其稳定性良好。
实施例7
本实施例采用硝酸铵做氧化剂，聚丙烯丁二酰亚胺做乳化剂，亚硝酸钠做发泡剂，柠檬酸做发泡助剂。具体的配方乳下表：
表7 混装乳化炸药乳化基质的配比
注：实际操作时，敏化组分采用外加的形式加入到乳化基质中。
1、按表7比例配置的硝酸铵水溶液温度保持在95℃，得水相备用；
2、将地沟油、聚丙烯丁二酰亚胺按表7比例溶解，加热到45℃，得油相材料备用；
3、将配置好的油相材料和水相混合后经过粗乳、精乳，制成乳化基质。
4、乳化基质泵送到混装车上，并运输到现场，与敏化剂混合，经过发泡敏化后装填炮孔。敏化组分的重量为乳化基质重量的0.8％，敏化后的乳化基质密度为1.07g/cm3。
该炸药爆破效果较好，块度均匀，大块率低。爆破过程中测试混装乳化炸药在孔内爆速为5000m/s。
该乳化基质经过30天自然存储后，没有破乳析晶现象，仍可正常使用，说明其稳定性良好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种混装乳化炸药的制备方法，包括乳化基质，所述乳化基质由油相、水相和乳化剂混合而成，其特征在于：所述油相为地沟油，所述水相为氧化剂的水溶液，所述乳化剂为聚丙烯丁二酰亚胺类乳化剂；所述氧化剂的水溶液中氧化剂与水的重量份数比为80-85：15-20，油相与乳化剂的重量份数比为2.5-3.5:1，所述水相与油相的重量份数比为93-97：3-7。
2.根据权利要求1所述混装乳化炸药的制备方法，其特征在于：所述氧化剂选自硝酸铵、碱金属和碱土金属的硝酸盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述混装乳化炸药的制备方法，其特征在于：将油相与乳化剂在40-50℃下混合均匀得到油相材料，将油相材料与预先配置好的温度保持在80-100℃的水相混合后经过乳化得到乳化基质。
4.根据权利要求1所述混装乳化炸药的制备方法，其特征在于：所述水相与油相的重量份数比为93-95.5:3.5-5。
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