CN104370668B - 爆炸硬化用橡胶炸药 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炸药领域，具体为一种爆炸硬化用橡胶炸药，解决了目前在金属表面硬化中存在的一致性差、耐低温性能差、不易成型、与金属表面粘附性低、制造过程有毒而无法实现规模化生产等技术问题。一种爆炸硬化用橡胶炸药，是通过以下步骤制得的：(a）将橡胶置于汽油中，静置24h；(b)将粘结剂充分溶解于汽油中；（c）制取添加剂混合体系。将橡胶、粘结剂、增塑剂、橡胶促进剂、氧化剂等混合均匀（d）将添加剂混合体系与炸药捏合均匀呈团状；（e）将药团反复压制成需要厚度的片状；（f）自然晾干；（g）将药片切割成指定形状，得到爆炸硬化用橡胶炸药。该配方可提高炸药的耐低温性、可加工性，保证炸药的爆炸硬化效果。

Description

爆炸硬化用橡胶炸药

技术领域

本发明涉及火工品领域，具体为一种爆炸硬化用橡胶炸药。

背景技术

爆炸加工是指以炸药为能源进行金属表面硬化、毛坯加工成型或焊接的加工工艺。爆炸加工过程是炸药化学能转化为机械能的过程。由于炸药爆炸是快速过程，所以与常规加工方法（例如液压、冲压）相比，爆炸加工具有压力大、变形速度大、加工时间短，因而功率亦大等特点，所以是一种高效率的加工方法。在金属表面硬化领域爆炸加工的典型应用之一即对铁路辙叉(高锰钢)进行表面硬化预处理。高锰钢具有高韧耐磨、起始硬度低的特点，当火车车轮碾压辙叉时，一般要经过几个月的初期磨损并伴随压溃现象，才能使磨损逐渐稳定，导致辙叉过早磨耗到限，影响其使用寿命。目前最佳的硬化处理方法就是通过爆炸冲击波使高锰钢内部晶体结构位错和层错，实现高锰钢的表面硬化。

目前该领域的主要配方中主体装药包括RDX、HMX、泰安、硝化甘油，普遍存在制造工艺复杂，低温使用性能差，临界起爆厚度大，制造过程有毒，爆速低，导致爆炸加工领域无法全面开展。

发明内容

本发明为解决目前金属表面硬化中存在的与金属表面粘附性低、一致性差、耐低温性能差、不易成型、制造过程有毒而无法实现规模化生产的技术问题，提供一种爆炸硬化用橡胶炸药。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种爆炸硬化用橡胶炸药，是通过以下步骤制得的：（a）在容器中加入120#溶剂汽油，将天然橡胶置于汽油中，静置24h~30h，使其溶胀；天然橡胶与120#溶剂汽油的质量比为1:2.5~2.8；（b）将粘结剂溶于另一份120#溶剂汽油中，粘结剂由分子量为3000的聚异丁烯和分子量为20万的聚异丁烯组成，分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、120#溶剂汽油的质量比为4:1:10~13；（c）制取添加剂混合体系：将步骤（a）、（b）中制备好的天然橡胶溶液与粘结剂溶液混合，之后加入增塑剂、橡胶促进剂、氧化剂并混合均匀，所述增塑剂为癸二酸二辛酯，橡胶促进剂为二硫化四甲基秋兰姆，氧化剂为氧化铅；天然橡胶、分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、癸二酸二辛酯、橡胶促进剂、氧化铅的质量比为24:6:1.5:5:1:2.5;（d）将添加剂混合体系与炸药捏合均匀呈团状，炸药为导爆管用黑索今；不含溶剂的添加剂混合体系与炸药质量比为20：80；（e）药团反复压制成需要厚度的片状；（f）去除溶剂；（g）将药片切割成指定形状，得到爆炸硬化用橡胶炸药。

天然橡胶为乳白色胶体，无毒，具有弹性大、定伸强度高、抗撕裂性和耐磨性良好、易与黑索今粘合等特点，可溶于苯、三氯甲烷、汽油等溶剂。但为降低溶剂对操作者的健康危害，我们选择120#溶剂汽油作为溶剂。天然橡胶与120#溶剂油以1:2.5~2.8混合，静置24~30h，使天然橡胶溶胀即可，即能使天然橡胶分子结构保持完整，不影响天然橡胶的交联性，同时因120#溶剂汽油本身不是橡胶炸药的组分，其可在指定时间内充分挥发。

聚异丁烯无毒性、刺激性和过敏性，热稳定和存储稳定性良好，使用时易于乳化，是一种优良的粘结剂，聚异丁烯的分子量越大，其粘结性越好，但随着分子量的增加，其溶解和使用难度性均提高。为充分发挥聚异丁烯的优良性质，大量试验证明聚异丁烯（分子量3000）、聚异丁烯（分子量20万）和120#溶剂汽油以4:1:10~13混合制备溶液最佳，可促进橡胶炸药的塑性。为提高橡胶炸药的耐低温性，选择癸二酸二辛酯作为增塑剂。氧化铅可促进爆炸硬化用橡胶炸药的爆炸性能和传爆性能。为提高天然橡胶的交联性，使炸药在药团状时初步交联，提高炸药的压制成型性，选择二硫化四甲基秋兰姆TMTD作为橡胶促进剂。添加剂混合体系所采用的配方可提高炸药的耐低温性、可加工性，保证炸药的爆炸硬化效果。

进一步的，步骤（a）中静置时间为24h，天然橡胶与120#溶剂汽油的质量比为1:2.5；步骤（b）中分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、120#溶剂汽油的质量比为4:1:10。

采用上述静置时间以及组分比，生产出的产品一致性、爆炸性能达到最佳。

进一步的，捏合时采用捏合机，捏合时间在30分钟以上；压制时采用制片机，压制15-18次。

捏合机中捏合时间宜控制在30分钟以上，直至无明显白色粉末，药团呈粉红色，其中可见丝状连接。压制前药团应静置20分钟，使橡胶进一步自交联，然后手工揉捏2-3分钟，使药团表面光滑，无明显沟壑，提高压制机工作效率。压制应反复15-18次，除保证药片符合厚度要求外，表面光洁度和组分分布一致性也极大提高，药品成粉红色光滑片状，无肉眼可见白色区域。具体应用时在爆炸硬化用橡胶炸药表面均匀涂一层钙基黄油，与金属部件紧密粘贴，然后引爆。

本发明所生产的爆炸硬化用橡胶炸药组分均匀，产品一致性、爆炸性能都有大幅度提高，不仅使用于金属表面爆炸硬化处理，也可适用于爆破整形、毛坯加工处理等爆炸加工领域。生产所用原材料都为无毒或低毒，对人体伤害较小，且来源广泛，价格较低。工艺稳定可靠，安全性高，适于进行规模化工业生产。

具体实施方式

一种爆炸硬化用橡胶炸药，是通过以下步骤制得的：（a）在容器中加入120#溶剂汽油，将天然橡胶置于汽油中，静置24h~30h（可选择24h、25h，26h，27h，28h，29h，30h），使其溶胀；天然橡胶与120#溶剂汽油的质量比为1:2.5~2.8（可选择1:2.5、1:2.6，1:2.7，1:2.8）；（b）将粘结剂溶于另一份120#溶剂汽油中，粘结剂由分子量为3000的聚异丁烯和分子量为20万的聚异丁烯组成，分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、120#溶剂汽油的质量比为4:1:10~13（可选择4:1:10，4:1:11，4:1:12，4:1:13）；（c）制取添加剂混合体系：将步骤（a）、（b）中制备好的天然橡胶溶液与粘结剂溶液混合，之后加入增塑剂、橡胶促进剂、氧化剂并混合均匀，所述增塑剂为癸二酸二辛酯，橡胶促进剂为二硫化四甲基秋兰姆，氧化剂为氧化铅；天然橡胶、分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、癸二酸二辛酯、橡胶促进剂、氧化铅的质量比为24:6:1.5:5:1:2.5;（d）将添加剂混合体系与炸药捏合均匀呈团状，炸药为导爆管用黑索今；不含溶剂的添加剂混合体系（即天然橡胶、分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、癸二酸二辛酯、橡胶促进剂、氧化铅的质量之和）与炸药质量比为20：80；（e）药团反复压制成需要厚度的片状；（f）去除溶剂；（g）将药片切割成指定形状，得到爆炸硬化用橡胶炸药。

捏合时采用捏合机，捏合时间在30分钟以上；压制时采用制片机，压制15-18次。采用自然晾干方法去除溶剂。

Claims (4)

1.一种爆炸硬化用橡胶炸药，其特征在于是通过以下步骤制得的：（a）在容器中加入120#溶剂汽油，将天然橡胶置于汽油中，静置24h~30h，使其溶胀；天然橡胶与120#溶剂汽油的质量比为1:2.5~2.8；（b）将粘结剂溶于另一份120#溶剂汽油中，粘结剂由分子量为3000的聚异丁烯和分子量为20万的聚异丁烯组成，分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、120#溶剂汽油的质量比为4:1:10~13；（c）制取添加剂混合体系：将步骤（a）、（b）中制备好的天然橡胶溶液与粘结剂溶液混合，之后加入增塑剂、橡胶促进剂、氧化剂并混合均匀，所述增塑剂为癸二酸二辛酯，橡胶促进剂为二硫化四甲基秋兰姆，氧化剂为氧化铅；天然橡胶、分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、癸二酸二辛酯、橡胶促进剂、氧化铅的质量比为24:6:1.5:5:1:2.5;（d）将添加剂混合体系与炸药捏合均匀呈团状，炸药为导爆管用黑索今；不含溶剂的添加剂混合体系与炸药质量比为20：80；（e）药团反复压制成需要厚度的片状；（f）去除溶剂；（g）将药片切割成指定形状，得到爆炸硬化用橡胶炸药。

2.如权利要求1所述的爆炸硬化用橡胶炸药，其特征在于步骤（a）中静置时间为24h，天然橡胶与120#溶剂汽油的质量比为1:2.5；步骤（b）中分子量为3000的聚异丁烯、分子量为20万的聚异丁烯、120#溶剂汽油的质量比为4:1:10。

3.如权利要求1或2所述的爆炸硬化用橡胶炸药，其特征在于捏合时采用捏合机，捏合时间在30分钟以上；压制时采用制片机，压制15-18次。

4.如权利要求1或2所述的爆炸硬化用橡胶炸药，其特征在于采用自然晾干方法去除溶剂。