CN104311374B

CN104311374B - 新型敏化气泡载体胶状乳化炸药及其制备方法

Info

Publication number: CN104311374B
Application number: CN201410556231.0A
Authority: CN
Inventors: 苏丹; 苏南英; 许雷生; 张建新; 殷军君; 贾建强
Original assignee: YANGSHENG CHEMICAL CO Ltd YIXING
Current assignee: YANGSHENG CHEMICAL CO Ltd YIXING
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: CN104311374A

Abstract

本发明公开了一种新型敏化气泡载体胶状乳化炸药，该胶状乳化炸药组分如下：无机氧化剂盐、水、复合油相、乳化剂、复合消焰剂、敏化剂、发泡剂、发泡促进剂，其中：无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠和尿素的混合物，本发明还设计了一种新型敏化气泡载体胶状乳化炸药的制备方法，先制得水相然后加入油相混合进行然后依次进行乳化、敏化，最后装药得到成品，该新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药具有较好的抗水性能、优良的爆炸性能、合适的感度和适合各种环境爆破的特点，且生产工艺操作简便、对环境影响小、成本低。

Description

新型敏化气泡载体胶状乳化炸药及其制备方法

技术领域

本发明属于炸药制备领域，具体涉及一种新型敏化气泡载体胶状乳化炸药及其制备方法。

背景技术

乳化炸药是用乳化技术制备的，使用氧化剂盐类水溶液的微滴均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微球等多孔性物质的油相连续介质中，形成一种油包水型的乳状含水工业炸药。乳化炸药具有优良爆破性能和抗水性能，生产过程中无毒无污染，并且在运输、贮存、使用过程中安全性较好，同时由于其呈流态的特点，在现场施工中，装填、泵送便捷，已成为我国民爆器材行业的重点发展产品。

随着我国乳化炸药生产线连续化自动化技术的发展，乳化炸药生产技术在不断的探索中逐步成熟、进步，而敏化技术是乳化炸药生产中关键环节之一，其目的是为了提高炸药的感度，通过在炸药基质中混入均匀、分散的微笑气泡，以使其在受到外界起爆能的作用下形成灼热点，激发炸药爆炸。敏化技术的好坏直接影响炸药的爆轰性能、贮存稳定等方面。

目前最常用的敏化方式可分为机械敏化、物理敏化和化学敏化等三种。机械敏化是通过敏化机的不断搅拌将空气引入乳化基质，进而对引入的空气进行分割、分散成细微气泡从而达到敏化的目的。此方法成本最为低廉，工艺也最为简单，但贮存性能短，不适于专业化工厂的生产是其最大缺陷。物理敏化多采用空心树脂微球、空心玻璃微球和膨胀珍珠岩等作为载体，将气泡引入乳化基质从而达到敏化的目的，此方法操作较为简单，性能较为稳定，但制造成本相对较高。化学敏化一般采用亚硝酸盐、碳酸氢盐、有机偶氮化合物和亚硝基化合物等作为发气剂，通过化学反应产生气体将气体引入乳化基质从而达到敏化目的，此方法工艺较为复杂，但成本较低，生产的乳化炸药性能也相对较高。开发一种高性能敏化气泡载体胶状乳化炸药是本领域工作者亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药及其制备方法，该新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药具有较好的抗水性能、优良的爆炸性能、合适的感度和适合各种环境爆破的特点，且生产工艺操作简便、对环境影响小、成本低。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，组分按质量百分比计如下：

无机氧化剂盐 65-70份

水 5-10份

复合油相 10-15份

乳化剂 2-4份

复合消焰剂 1-5份

敏化剂 2-4份

发泡剂 0.5-1份

发泡促进剂 0.1-0.5份

其中：无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠和尿素的混合物，按重量百分比为：

硝酸铵 80-85％

硝酸钠 10-15％

尿素 0-5％

高氯酸钾 5-10％

复合油相为石蜡、凡士林、动物油和植物油的混合物，其重量比为石蜡：凡士林：动物油：植物油=2:1:1:1；乳化剂为聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药中，聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂的制备方法如下：

（1）取100g聚异丁烯于高压反应釜中，加热升温至100℃，加入相应摩尔质量的马来酸酐，充分搅拌，通入氮气排出空气3次后密闭升温至220℃，反应时间6h，反应压力0.1MP,打开排气阀和氮气阀门，利用氮气吹脱反应剩余的马来酸酐，并用水吸收，吹脱至出产品中游离马来酸酐的含量小于0.08％时结束；

(2)取上述步骤（1）中反应得到的聚异丁烯丁二酸酐于200ml的装有冷凝管的三口烧瓶中，加入100ml二甲苯溶解，通氮气保护并升温至135℃，缓慢滴加三乙醇胺，滴加结束后反应2h，减压旋蒸除去二甲苯，即得到聚异丁烯丁二酸酐-三乙醇胺乳化剂。

前述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药中，复合消焰剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵的混合物，其重量比为氯化钠：氯化钾：氯化胺=1.5:2:1。

前述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药中，敏化剂为MgH₂和树脂微球的混合物，其重量比为MgH₂：树脂微球=2:1。

前述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药中，发泡剂为亚硝酸钠或H发泡剂。

前述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药中，发泡促进剂为硫酸、磷酸或醋酸中的一种或几种。

本发明还设计了一种新型敏化气泡载体胶状乳化炸药的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）用天平准确称取无机氧化剂盐和水，放入固定于水浴锅内的烧杯内加热搅拌，加热温度为85-95℃，搅拌速度为200-250r/min，使无机氧化剂盐全部溶解，制得水相溶液；

（2）用天平准确称取复合油相和乳化剂，放入另一与搅拌器相连并固定于水浴锅内的烧杯内，加热到90-95℃使之溶化并搅拌均匀，搅拌速度为150-200r/min；

（3）固定、调节搅拌桨的上下位置和转速，并启动搅拌桨，搅拌速度为150-200r/min，将制备好的水相溶液以先慢后快的方式加入已制备好的油相溶液烧杯中，加完后再强烈搅拌，搅拌速度为500-550r/min，搅拌时间为5-10min，得到乳胶基质；

（4）将步骤（3）中得到的乳胶基质冷却65℃以下，然后将敏化剂加入敏化机中敏化，敏化温度为55-60℃，最后加入发泡剂、发泡促进剂和复合消焰剂，并搅拌混合均匀出料得到乳化剂；

（5）将制备好的乳化剂装入药卷，药卷两头沾蜡封条窝口，即得乳化炸药成品。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述新型敏化气泡载体胶状乳化炸药的制备方法中，制得乳化炸药成品的技术指标：瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力（mL）≥210；爆速（m/s）：3000≤υ≤3500；殉爆距离（cm）：≥6；有毒气体含量（L/Kg）：≤75。

本发明的有益效果是：

本发明的乳化炸药是油包水型乳液体系经敏化而成的一种新型含水工业炸药，由于成本低、生产工艺操作简便、对环境影响小，具有较好的抗水性能、优良的爆炸性能、合适的感度和适合各种环境爆破的特点，获得了广泛的应用。

本发明中采用的无机氧化剂盐中加入了硝酸盐能有效地提供氧量和降低析晶点，高氯酸钾强氧化剂的加入可进一步提高炸药的爆轰感度和爆炸威力。

本发明中合成出的聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂，乳胶粒子小，分布均匀，由于乳胶基质的乳胶粒子大小及分布是影响乳化炸药稳定性能的重要因素，乳胶粒子越小，分布越均匀，乳化炸药的稳定性也就越好。

本发明采用的敏化剂为MgH₂，该炸药中使用储氢材料MgH₂敏化，MgH₂在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用，在炸药爆炸过程中MgH₂参与爆轰反应，提高了乳化炸药的爆炸威力，当受到外界压力作用时，MgH₂受压会释放出氢气，从而减弱敏化作用的破坏，与传统的NaNO₂型乳化炸药相比，MgH₂型储氢乳化炸药具有优异的爆轰性能和抗压力减敏能力。

本发明中采用MgH₂型储氢型乳化炸药敏化，MgH₂在乳化基质中水解产生均匀分布的氢气，起到了敏化作用，当MgH₂型储氢乳化炸药受到外界冲击波压力作用时，冲击波压缩氢气泡导致气泡中的温度和压力迅速上升，当气泡中的温度和压力达到一定程度时未反应的MgH₂粉末会释放出氢气，减弱因外界冲击压力作用而导致气泡收缩的影响，使有效“热点”减少到最低。

本发明中选择添加疏松物质的物理敏化方法和化学发泡的复合敏化工艺，能有效利用二者的有点，提高乳化炸药的稳定性。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，组分按质量百分比计如下：

无机氧化剂盐：65份，水：5份，石蜡：6份，凡士林：3份，动物油：3份，植物油：3份，聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂：3份，复合消焰剂：5份，MgH₂：2份，树脂微球：1份，亚硝酸钠：0.5份，醋酸：0.3份；

无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠和尿素的混合物，按重量百分比为硝酸铵：80％，硝酸钠：10％，尿素：5％，高氯酸钾：5％；复合消焰剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵的混合物，其重量比为氯化钠：氯化钾：氯化胺=1.5:2:1。

聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂的制备方法如下：

实施例2

无机氧化剂盐：70份，水：8份，石蜡：4份，凡士林：2份，动物油：2份，植物油：2份，聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂：4份，复合消焰剂：3份，MgH₂ ：2.8份，树脂微球：1.4，亚硝酸钠：0.55份，硫酸：0.5份，

其中：无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠和尿素的混合物，按重量百分比为：硝酸铵：85％，硝酸钠：10％，高氯酸钾：5％；复合消焰剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵的混合物，其重量比为氯化钠：氯化钾：氯化胺=1.5:2:1。

聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂的制备方法如下：

实施例3

无机氧化剂盐：68份，水：10份，石蜡：4.8份，凡士林：2.4份，动物油：2.4份，植物油：2.4份，聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂：2份，复合消焰剂：1份，敏化剂：2份，H发泡剂：1份，磷酸：0.1份；

其中：无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠和尿素的混合物，按重量百分比为：硝酸铵：82％，硝酸钠：12％，尿素：1％，高氯酸钾：5％，复合消焰剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵的混合物，其重量比为氯化钠：氯化钾：氯化胺=1.5:2:1。

聚异丁烯二酸酐-三乙醇胺乳化剂的制备方法如下：

实施例4

本实施例提供上述实施例1-3中新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药的制备方法，包括如下步骤：

制得乳化炸药成品的技术指标：瓦斯安全性（悬吊）试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力（mL）≥210；爆速（m/s）：3000≤υ≤3500；殉爆距离（cm）：≥6；有毒气体含量（L/Kg）：≤75。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，所述新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药的组分按质量份数计如下：

其中：所述的无机氧化剂盐为硝酸铵、硝酸钠、尿素和高氯酸钾的混合物，按重量百分比为：

所述的复合油相为石蜡、凡士林、动物油和植物油的混合物，其重量比为石蜡：凡士林：动物油：植物油＝2:1:1:1；所述的乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐-三乙醇胺乳化剂，其特征在于：

所述的聚异丁烯丁二酸酐-三乙醇胺乳化剂的制备方法如下：

(1)取100g聚异丁烯于高压反应釜中，加热升温至100℃，加入相应摩尔质量的马来酸酐，充分搅拌，通入氮气排出空气3次后密闭升温至220℃，反应时间6h，反应压力0.1MP,打开排气阀和氮气阀门，利用氮气吹脱反应剩余的马来酸酐，并用水吸收，吹脱至出产品中游离马来酸酐的含量小于0.08％时结束；

(2)取上述步骤(1)中反应得到的聚异丁烯丁二酸酐于200ml的装有冷凝管的三口烧瓶中，加入100ml二甲苯溶解，通氮气保护并升温至135℃，缓慢滴加三乙醇胺，滴加结束后反应2h，减压旋蒸除去二甲苯，即得到聚异丁烯丁二酸酐-三乙醇胺乳化剂。

2.根据权利要求1所述的新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，其特征在于：所述的复合消焰剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵的混合物，其重量比为氯化钠：氯化钾：氯化铵＝1.5:2:1。

3.根据权利要求1所述的新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，其特征在于：所述的敏化剂为MgH₂和树脂微球的混合物，其重量比为MgH₂：树脂微球＝2:1。

4.根据权利要求1所述的新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，其特征在于：所述的发泡剂为亚硝酸钠或H发泡剂。

5.根据权利要求1所述的新型敏化气泡载体胶状乳化剂炸药，其特征在于：所述的发泡促进剂为硫酸、磷酸或醋酸中的一种或几种。

6.如权利要求1所述新型敏化气泡载体胶状乳化炸药的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)用天平准确称取无机氧化剂盐和水，放入固定于水浴锅内的烧杯内加热搅拌，加热温度为85-95℃，搅拌速度为200-250r/min，使无机氧化剂盐全部溶解，制得水相溶液；

(2)用天平准确称取复合油相和乳化剂，放入另一与搅拌器相连并固定于水浴锅内的烧杯内，加热到90-95℃使之溶化并搅拌均匀，搅拌速度为150-200r/min；

(3)固定、调节搅拌桨的上下位置和转速，并启动搅拌桨，搅拌速度为150-200r/min，将制备好的水相溶液以先慢后快的方式加入已制备好的油相溶液烧杯中，加完后再强烈搅拌，搅拌速度为500-550r/min，搅拌时间为5-10min，得到乳胶基质；

(4)将步骤(3)中得到的乳胶基质冷却65℃以下，然后将敏化剂加入敏化机中敏化，敏化温度为55-60℃，最后加入发泡剂、发泡促进剂和复合消焰剂，并搅拌混合均匀出料得到乳化剂；

(5)将制备好的乳化剂装入药卷，药卷两头沾蜡封条窝口，即得乳化炸药成品。

7.根据权利要求6所述的新型敏化气泡载体胶状乳化炸药的制备方法，其特征在于：制得乳化炸药成品的技术指标：瓦斯安全性(悬吊)试验为250g，0/5不引燃瓦斯；作功能力(mL)≥210；爆速(m/s)：3000≤υ≤3500；殉爆距离(cm)：≥6；有毒气体含量(L/Kg)：≤75。