CN104803814A - 一种中温敏化的乳化炸药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中温敏化的乳化炸药,由重量比为98~99.6:0.4~2乳胶基质、敏化剂敏化而得到的;乳胶基质包括重量百分比为5~10%油相和90~95%水相,油相包括重量百分比为28~40%乳化剂和60~72%油相材料,所述的油相材料为复合蜡与液体石蜡、地矿蜡或微晶蜡中的两种组配而成的复合物。上述油相、水相经螺杆泵加压、静态混合器混合进行预乳、精乳后得到乳胶基质,乳胶基质冷却到65~75℃后经螺杆泵加压,与敏化剂在静态混合器内混合、在65~75℃内敏化,从而得到中温敏化的乳化炸药。本发明的炸药配方,在65~75℃时乳胶基质具有较低粘度,可以解决高温敏化中,乳化炸药油相材料容易反相的技术问题,也克服了低温敏化中高粘度、高硬度乳胶基质在装药时破坏敏化气泡的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业炸药领域中的乳化炸药,具体涉及一种中温敏化的乳化炸药及其制备方法,属于炸药制备技术领域。
背景技术
我国民爆行业中工业炸药在工信部《技术指导意见》的指引,各个方面都有了长足的进步,工业炸药主要是以环保、安全型乳化炸药为主,其乳化炸药生产线的技术与装备,实现高度集约化生产,在线生产人员大幅度降低,遏制群死群伤有一定程度上保障,但在采用炸药敏化技术上,目前的高温与低温敏化,都存在技术缺陷。
国内高温乳化炸药生产线,产能大(每小时6~8吨),在线生产人员少(9人左右),自动化程度高,是推广技术之一,它的生产工艺是主要有油、水相配制,预乳,螺杆泵输送、精乳、高温机械搅拌敏化(85~95℃),高速转盘机(迪博泰)装药,药卷浸水长距离水冷却,吹干,装箱,入库等工艺。该生产线解决了当前炸药生产线在线人员多,生产效率及自动化程度不高的问题,但该生产线也有无法解决的技术问题与产品质量缺陷,其一装药机(高速转盘机或迪博泰)只能装填粘度小的介质,乳化炸药在高温时才能装药,温度降至80℃以下,药体太硬,无法实现高速装药;其二大直径产品,包装好以后,由于乳化炸药本身含有大量的隔热气泡,大直径产品的中心温度,长时间处于原材料的凝固点以上(实际测试11月、12月、1月冬天90mm直径产品,24小时还有70~76℃,夏天90mm直径产品,48小时还有70~76℃),解包以后,重新装药,中间20mm内的乳化炸药,没有爆速与感度,大直径的产品,爆速开始有4900m/s,第二天就下降至4000~3500m/s;其三该生产线每次开机与停机,要产生80公斤左右的可以返工使用的乳胶,每个班平均要停机1.6左右,加上正常开机与停机,每班要产生206公斤的返工料,每年要产生6~10吨,但该生产线无法返工,造成巨大浪费,如果工厂处理不当,可能造成环境危害及更大事故。
高温敏化乳化炸药虽然实现高度集约化、自动化的生产,大大提高了劳动效率,减少安全风险,但乳化炸药是包装以后进行冷却,小直径包装的产品,质量稳定,性能优良,大直径的产品(直径大于70mm),由于炸药本身的内能没有降低,仍然在包装内起作用,造成大直径的产品,由于温度超过油相材料的凝固点,油相材料再次被熔化,乳胶基质破乳,炸药质量显著下降,而且大直径产品占产品总量的75%以上。
国内低温敏化乳化炸药生产线,产能小(每小时3~6吨),在线生产人员相对多(25人左右),自动化程度低(主要是装药),是我国乳化炸药传统生产工艺与生产线,它的生产工艺主要有油、水相配制,预乳,精乳,乳胶基质冷却,敏化,装药,包装,入库等生产工艺,该生产线无论的缺陷是装药自动化程度低,炸药经过敏化后装药,装药机破坏了敏化气泡,同样存在质量问题,还有是在线生产人员多,容易造成重大的安全事故。低温敏化是乳胶基质冷却至60℃以下,加入敏化剂或者加入珍珠岩,现在珍珠岩敏化产品即将被化学敏化替代,本专利也着重讨论化学敏化产品。低温敏化的乳化炸药粘度特别大,在65~45℃时粘度值30~120万湹泊之间,不适用高速大产能装药机,在一定程度上限制该生产线的发展。
低温敏化是将乳胶基质先降温,然后再敏化、包装,降低乳胶基质的内能,乳胶基质敏化后,温度都在油相材料的凝固点以下,保障了乳化炸药油膜及敏化气泡结构的稳定,但是乳化炸药中的敏化气泡已经形成,再经过高压力装药(0.8mpa),就破坏了已经形成的敏化气泡,也导致乳化炸药密度偏大,殉爆与贮存期显著下降,高温与低温敏化生产线的问题制约了工业炸药的发展。
高温敏化与低温乳化炸药,在材料及原理上没有本质区别,只是在工艺上有两点不同:其一高温敏化是乳胶基质在85~95℃充入气泡,低温敏化是乳胶基质在60~45℃充入气泡;其二高温敏化是先装药后冷却,低温敏化是先冷却后装药;在工艺上的不同,带来生产设备区别,高温敏化是在高温状态完成乳化炸药的所有加工过程,避免了乳化炸药在65~45℃高粘度,难分散与加工的问题。
专有名词
水相:乳化炸药生产中,由多种或一种无机盐与水熔化在一起的混合溶液(无机盐一般是氧化剂)。
油相:乳化炸药生产中,由多种或一种烷烃与表面活性剂熔化在一起的混合物(烷烃类一般为还原剂)。
凝固点:烷烃类的油相(如石蜡、复合蜡、凡士林),在常温一般是固态或者半固态,通过特定的仪器慢慢加温,使它熔化下滴第一点油的温度,称之为凝固点或滴熔点。
乳胶基质:通过表面活性剂与外界做功,将水相与油相分散成微小颗粒,并发生物理化学反应,由油相包覆水相,形成油包水的一种胶状物。
敏化:往乳胶基质中加入微小气泡,形成炸药灼热核的过程。
敏化剂:在乳胶基质中能产生气泡的水溶液(也称之为发泡剂)。
乳化炸药:加入了微小气泡有灼热核的乳胶基质,具有雷管或炸药感度。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种乳胶基质在65~75℃时具有较低粘度的中温敏化的乳化炸药配方。
本发明的另一个目的是提供一种上述乳化炸药的制备方法,可以解决高温敏化中,乳化炸药油相材料容易反相的技术问题,也克服了低温敏化中高粘度、高硬度的乳胶基质在装药时破坏敏化气泡的技术缺陷。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种中温敏化的乳化炸药,由乳胶基质与敏化剂以98~99.6:0.4~2的重量比混合敏化而成的;所述的乳胶基质由油相和水相按5~10%和90~95%的重量百分比乳化而成的;所述的油相由乳化剂和油相材料按28~40%和60~72%的重量百分比配制而成;所述的油相材料为复合蜡与液体石蜡、地矿蜡或微晶蜡中的两种按53%~60%:7%~12%占油相总重的重量百分比的比例组配而成的复合物;所述的乳化炸药是通过下述方法制备得到的:所述的油相、水相经螺杆泵加压、静态混合器混合进行预乳、精乳后得到乳胶基质,所述的乳胶基质冷却到65~75℃后经螺杆泵加压,与敏化剂在静态混合器内混合,所述的乳胶基质与敏化剂在65~75℃内敏化后进入高速转盘机完成装药后,得到中温敏化的乳化炸药。
所述的乳化剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯(SP80)、卵磷脂、聚异丁烯双丁二酰亚胺(T154)中的一种或两种以上的混合物。
所述油相材料按重量百分比,优选为由53%~60%复合蜡与5%~8%地矿蜡、2%~4%微晶蜡复配而成的复合物。
所述的复合蜡优选为新华粤石化股份有限公司产的MF-1型、MF-2型复合蜡或南阳石蜡精细化工厂产的NY-1型、NY-2型、NY-3型、NY-4型复合蜡。
所述的水相为硝酸铵和/或硝酸钠与水混合而成的水溶液。
所述的水相优选为由重量百分比为75~79%的硝酸铵、8~13%硝酸钠与12~13%的水配制而成的溶液。
所述的硝酸铵为结晶硝酸铵或颗粒硝酸铵。
所述的敏化剂为亚硝酸钠和/或硝酸铵与水混合而成的水溶液。
所述的敏化剂优选为亚硝酸钠与硝酸铵按重量比为1:1配制而成的水溶液,该溶液在25~40℃时浓度为5~20%。
本发明还提供一种上述中温敏化的乳化炸药的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的乳化剂和油相材料按所述的比例混合制成油相,并加热到80~85℃待用;将硝酸铵、硝酸钠与水按所述的比例混合配制成水相,且加热到95~105℃待用;将亚硝酸钠、硝酸铵与水按所述的比例混合配制成浓度为5~20%的敏化剂,常温待用;
(2)将步骤(1)得到的油相和水相按重量百分比为5~10%与90~95%的比例,经过螺杆泵加压、再经过静态混合器喷射的方式进行混合预乳,得到15微米以上颗粒的乳胶基质;
(3)将步骤(2)得到的乳胶基质经过螺杆泵加压,再经过3~5次静态混合器以喷射的方式进行混合精乳,乳胶基质被进一步分散、乳化,直至乳胶基质颗粒被分散为10微米以下,即完成精乳;
(4)将步骤(3)精乳后的乳胶基质经过敞开式冷却设备从85~95℃冷却到65~75℃,经螺杆泵加压,再与敏化剂经静态混合器喷射的方式进行混合;乳胶基质、敏化剂按重量比98~99.6:0.4~2的比例反复喷射3~5次进行分散、混合,使乳胶基质与敏化剂在65~75℃内混合均匀,3~8秒乳胶基质敏化,敏化后的乳胶基质进入高速转盘机装药,即得到各种规格型号的乳化炸药。
步骤(1)中,所述油相材料为复合蜡与液体石蜡、地矿蜡或微晶蜡中的两种按53%~60%:7%~12%占油相总重的重量百分比的比例组配而成的复合物;按重量百分比,优选为由53%~60%复合蜡与5%~8%地矿蜡、2%~4%微晶蜡复配而成。
步骤(1)中,所述的水相优选为,由重量百分比为75~79%的硝酸铵、8~13%硝酸钠与12~13%的水配制而成。
步骤(2)至(4)中所述的螺杆泵均可选择现有的市售通用设备。
步骤(2)至(4)中所述的静态混合器可以选择现有市售的多种具有二流式喷嘴的喷射泵。
所述的二流式喷嘴优选具有如下结构:
如图1所示,一种喷射泵喷嘴,包括混合通道1,小流量通道2,大流量通道3,锥形混合区4,其中,所述大流量通道3嵌套于小流量通道2内部并与小流量通道管2同轴,大流量通道3和小流量通道2共同开口于锥形混合区4,锥形混合区出口5位于混合通道1内部,混合通道1的内径是锥形混合区出口5内径的3倍;所述的大流量通道3和小流量通道2分别设有压力、流量调节阀。
步骤(2)中,所述的油相由小流量通道2被喷入混合通道1,所述水相由大流量通道3被喷入混合通道1,两者先在锥形混合区4内初步混合,然后从锥形混合区出口5混合喷入混合通道1中,此时油相包覆水相在混合通道1的负压区6内充分混合、分散实现预乳。
步骤(3)中,经预乳的乳胶基质在加压状态下由大流量通道3,经锥形混合区出口5被喷入混合通道1,即得到了进一步分散,再如此反复,共进行3~5次,即可实现乳胶基质的充分分散,完成精乳;
步骤(4)中,所述的敏化剂和乳胶基质分别由小流量通道2和大流量通道3被喷入混合通道1,可反复喷射3~5次,实现敏化。
步骤(4)中,所述的敞开式冷却设备优选为市售的敞开式无动力冷却器。
所述的敞开式无动力冷却器结构参见图2、3,它包括具有油水相入口的乳化机1、乳化机的高温乳胶基质出口安装的分筛喷头2及条状乳胶基质3、具有冷却水或常温水进、出口6、4的冷却器12;所述的条状乳胶基质3出口位于冷却器12上,该冷却器12为漏头形或S形或其它变径的底部结构,图2示出的是漏头形底部的冷却器,图3示出的是漏头形加S形底部的冷却器。冷却器12的底部出料口处设有抽板9或阀门等控制开关的装置。所述的分筛喷头2按需要采用不同直径或不同形状,制成需要的条状、粒状乳胶基质。
所述的冷却器底部出料口直接位于敏化机料斗上方,参见图2,或与螺杆泵11的入口连接,该螺杆泵11的出口与敏化工序设备连接,参见图3。
步骤(4)所述的高速转盘装药机(美国引进称之为迪博泰)是一种大产能(每小时8吨)、自动化程度高的装药设备,国内乳化炸药生产线引进行该设备,就是提高生产效率,减少在线生产人员,但该设备适用介质的粘度为15~25万湹泊,国内乳化炸药配方的乳胶基质,温度低于70℃时,粘度就大于30万湹泊,就不能使用高速转盘装药机(迪博泰),为了适用该设备,才有现有的高温敏化及高温装药生产线。
除上述制备方法外,本发明的乳化炸药还可以按照现有的其他方法制备得到。
本发明为了克服现有高温与低温敏化技术的局限性,提出一种全新的乳化炸药油相制备方法,乳胶基质颗粒是油相包裹水相,所以乳胶基质的物理特性基本是油相材料的特性,根据这一特点,选择在下65~75℃温度区域内,油相仍然显液态、粘度值小,低于60℃以下时,油相材料显固态、有韧性及延展性,使高温敏化乳化炸药的乳胶基质,在65℃时粘度为18~23万湹泊与85℃时粘度为15~21万湹泊,相差不大,能在65~75℃温度区域内敏化均匀,在高速转盘机(迪博泰)上完成装药。
本发明所提供的乳化炸药的制备方法中,包括用喷射方式乳化乳胶基质和用喷射方式敏化炸药的工艺过程。其中,用喷射方式敏化炸药的方法可根据乳胶基质输送泵压力及生产能力,选择喷射泵的混合次数与负压大小,使用喷射泵将两种完全不同性质的物质混合均匀,完成乳胶基质的敏化;用喷射方式乳化乳胶基质的方法是利用喷射泵与流体力学的原理,根据油水相的物理性能,及生产能力的大小,通过控制输送泵的功力与进口压力和喷射泵混合区的负压,将油水相两种不相容的液体乳化成乳胶基质,达到了理想的乳化效果。
现有技术中,典型的乳化炸药生产线按乳胶基质敏化温度来区分有两种,其一是高温敏化,敏化温度(85~95℃)。其二是低温敏化,敏化温度在60℃以下,有两种敏化介质,一是化学敏化,二是珍珠岩,珍珠岩敏化产品,因为硬度大,不适用机械化大产能生产线的装药,在此不讨论珍珠岩敏化生产线,高温敏化乳化炸药制备包括以下步骤:
(1)按配方,用乳化剂、石蜡、复合蜡配制成油相,并按工艺要求加热到95~98℃待用;用结晶(颗粒)硝酸铵、硝酸钠及水按配比制成水相,并按工艺要求加热到95~105℃待用。
(2)得到的油水相,按重量先将油相加入到预乳罐中,启动搅拌器,然后加入水相,预乳成颗粒粗大的乳胶基质。
(3)预乳得到的乳胶基质,用螺杆泵送到精乳机内,再经过高速搅拌、强剪切对预乳的乳胶基质进行第二次分散或第二次乳化,即精乳。或经过螺杆泵加压,通过静态混合器精乳。
(4)精乳后在85~95℃,加入敏化剂与催化剂将高温乳胶基质同时送入搅拌机或静态混合器中混合敏化,直接送入高速转盘机(迪博泰)装药。
(5)装好的条状炸药,通过皮带放入冷却水进行冷却,冷却后的条状药装箱,入库。
低温敏化乳化炸药制备包括以下步骤:
(1)按配方,用乳化剂、石蜡、复合蜡配制成油相,并按工艺要求加热到85~95℃待用;用结晶(颗粒)硝酸铵、硝酸钠及水按配比制成水相,并按工艺要求加热到95~105℃待用。
(2)得到的油水相,按重量先将油相加入到预乳罐中,启动搅拌器,然后加入水相,预乳成颗粒粗大的乳胶基质,或用预乳静态混合器预乳。
(3)预乳得到的乳胶基质,用螺杆泵送到精乳机内,经过高速搅拌、强剪切对预乳的乳胶基质进行第二次分散或第二次乳化,即精乳。
(4)精乳后的乳胶基质,送到钢带冷却机或皮带水冷机,将90℃以上的乳胶基质冷却到60℃以下。
(5)冷却后的乳胶基质送长条形混合螺旋,加入化学敏化的敏化剂与催化剂,敏化成乳化炸药。
(6)用压力装药机或晓静活塞装药装药,装箱入库。
与上述现有技术相比,本发明的乳化炸药及其制备方法具有以下有益效果:
1.本发明的乳化炸药,乳胶基质的油相组合中有一种或几种以上的烷烃(微晶蜡、地蜡),石蜡这种材料有一个显著的特点,就是在它熔点以上,粘度很小,但在凝固点附近时,粘度值徒涨(很大),加工很困难,如果单纯采用复合蜡,它含有许多胶状物质(多链与支链结构的烷烃与环烷烃),复合蜡不论在那个温度阶段,比纯的石蜡粘度值都要高,本专利通过复合蜡与各种石蜡适当的配比,大幅度降低了在75~65℃温度段的粘度,保障了乳化炸药在该温度段的加工性能,低粘度使(乳胶基质搅拌)敏化均匀,用高速转盘机装药顺畅通。
2.本发明的中温敏化乳化炸药,消除了高温敏化乳化炸药质量与生产中存在的问题,乳胶基质经过高温敏化后,充满了大量的气泡,乳胶基质本身是热的不良导体,加上气泡与包装后塑料薄膜的隔热作用,敏化后乳化炸药的热量仍然长时间的聚集在包装内,能保持70℃以上,乳化炸药的油相材料有35%左右的熔点低60℃,乳化炸药油膜就会熔化,反相成为油相与水相,炸药失效拒爆,本专利采用了两个措施解决质量问题:其一在工艺上降低了敏化温度和高速转盘装药机装药温度至75℃以下,接近油相材料的凝固点;其二在配方上采用微晶蜡与地蜡,加快油相材料在高温下的凝固。
3.本发明的乳化炸药制备方法实现了乳化炸药管道化的生产,生产线中无机械搅拌设备,只有静态工作的喷射泵,消除了设备在安全上造成的隐患,圆了研究与生产人员20多年来的梦想。
4.本发明的乳化炸药制备方法使乳化炸药生产更加流畅,使用了敞开式、无动力冷却器,大幅度减少了生产线的占地面积与设备维修,只有标准件输送泵,占地面积只有现在乳化炸药生产线的一半。
附图说明
图1、本发明优选的喷射泵的喷嘴纵向剖面结构示意图;
图2、本发明优选的敞开式无动力冷却器(漏头形底部)的结构示意图;
图3、本发明优选的敞开式无动力冷却器(S形底部)的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述,但本发明并不限于以下描述内容:
实施例1:在本发明生产线上制备中温敏化乳化炸药I
(1)将乳化剂I、炸药复合蜡、地矿蜡、微晶蜡按2公斤、4公斤、0.45公斤、0.25公斤的比例配制成6.7公斤的油相,油相加热到85℃待用;将硝酸钠、硝酸铵、水按8.1公斤、70.5公斤、11.7公斤的比例配制成90.3公斤的水相,水相加热到105℃待用;将亚硝酸钠与硝酸铵按重量比为1:1的比例配制成浓度为8%的敏化剂,常温待用;
所述的乳化剂I为失水山梨糖醇脂肪酸酯与卵磷脂按重量比为1:1混合而成的混合物;所述的炸药复合蜡为茂名新华粤石化股份有限公司产的炸药复合蜡MF-1;所述的地矿蜡、微晶蜡为四川天马科技有限公司的产品;
(2)将步骤(1)中得到的90.3公斤的水相、6.7公斤的油相经过螺杆泵加压、静态混合器进行预乳、精乳,精乳后的乳胶基质温度为85~95℃;
所述的预乳为:油相和水相按比例经过螺杆泵加压、再经过静态混合器以喷射的方式进行混合预乳,得到15微米以上颗粒的乳胶基质;
所述的精乳为:预乳得到的乳胶基质,经过螺杆泵加压,再经5次静态混合器以喷射的方式进行混合精乳,乳胶基质被进一步分散、乳化,直至乳胶基质颗粒被分散为10微米以下,即完成精乳;
(3)将步骤(2)精乳后的乳胶基质进入敞开式无动力冷却设备冷却到65~75℃;
(4)将步骤(3)冷却后的乳胶基质与敏化剂按98:2的重量比,反复喷射5次进行分散、混合,使乳胶基质与敏化剂在65~75℃内混合均匀,乳胶基质敏化3~8秒,敏化后的乳胶基质进入高速转盘机装药,即得到乳化炸药I。
步骤(2)至(4)中所述的静态混合器为选择现有市售的通用喷射泵。
步骤(2)至(4)中的喷射泵具有如下结构的喷嘴:
如图1所示,包括混合通道1,小流量通道2,大流量通道3,锥形混合区4,其中,所述大流量通道3嵌套于小流量通道2内部并与小流量通道管2同轴,大流量通道3和小流量通道2共同开口于锥形混合区4,锥形混合区出口5位于混合通道1内部,混合通道1的内径是锥形混合区出口5内径的3倍;所述的大流量通道3和小流量通道2分别设有压力、流量调节阀。
步骤(2)中,预乳时,所述的油相由小流量通道2进入混合通道1,所述水相由大流量通道3进入混合通道1,两者先在锥形混合区4内初步混合,然后从锥形混合区出口5喷入混合通道1中,此时油相包覆水相在混合通道1的负压区6内充分混合;精乳时,乳胶基质通过大流量通道3被喷入混合通道1中,如此反复喷射5次。
步骤(4)中,所述的敏化剂和乳胶基质分别由小流量通道2和大流量通道3被喷入混合通道1中混合、分散,并如此反复喷射5次。
步骤(4)所述的冷却设备结构参见图3,它包括具有油水相入口的乳化机1、乳化机的高温乳胶基质出口安装的分筛喷头2及条状乳胶基质3、具有冷却水或常温水进、出口6、4的冷却器12;所述的条状乳胶基质3出口位于冷却器12上,该冷却器12为S形或其它变径的底部结构。冷却器12的底部出料口处设有抽板9或阀门等控制开关的装置。所述的分筛喷头2按需要采用不同直径或不同形状,制成需要的条状、粒状乳胶基质。
所述的冷却器底部出料口直接位于敏化机料斗上方,或与螺杆泵11的入口连接,该螺杆泵11的出口与敏化工序设备连接,参见图3。
经过上述方法制备得到的乳化炸药I,体积再无变化,测试乳化炸药性能:爆速4800~5100m/s,殉爆7cm,炸药比重1.06克/cm3,贮存期:360天。
对比实施例1-1:
在高温敏化生产线中、按照高温敏化生产炸药的方法,使用本发明实施例1中的中温敏化配方制备乳化炸药II(高温敏化路线的设备未变):
(1)将乳化剂I、炸药复合蜡、地矿蜡、微晶蜡按2公斤、4公斤、0.45公斤、0.25公斤的比例配制成6.7公斤的油相,油相加热到85℃待用;将硝酸钠、硝酸铵、水按8.1公斤、70.5公斤、11.7公斤的比例配制成90.3公斤的水相,水相加热到105℃待用;将亚硝酸钠与硝酸铵按重量比为1:1的比例配制成浓度为20%的敏化剂,常温待用;
所述的乳化剂I为失水山梨糖醇脂肪酸酯与卵磷脂按重量比为1:1混合而成的混合物;所述的炸药复合蜡为茂名新华粤石化股份有限公司产的炸药复合蜡MF-1;所述的地矿蜡、微晶蜡为四川天马科技有限公司的产品;
(2)将步骤1中得到的油相与水相经过螺杆泵加压、静态混合器进行预乳、精乳,精乳后乳胶基质一般有85~95℃;
(4)在输送管道中有一密闭的搅拌器,加入敏化剂和催化剂,再次通过螺杆泵加压,输送到迪博泰装药机;所述敏化剂的用量为乳胶基质重量的4‰,所述催化剂为浓度为20%的硝酸铵,催化剂用量为乳胶基质重量的4‰;
(5)在高温敏化生产线使用本发明炸药配方,有六处显著的区别:1、油相温度由95~98℃降至80~85℃,水相由105~110℃下降至100~105℃;2、在精乳后,乳胶基质温度由95℃以上,下降至85℃左右;3、管道输送压力由1.3mpa,下降至0.9mpa,管道输送压力减少了0.4mpa;4、80℃的粘度由26万湹泊减少至17万湹泊;5、装药压力由0.85mpa下降至0.65mpa;6、12月份装药后,直径90mm的产品,产品中间温度由81℃降低至73℃。
(6)产品质量:
高温敏化配方在高温敏化生产路线中制备的炸药性能为:直径32mm,爆速4600~4900m/s;殉爆:5~7cm;猛度:18~20mm;直径90mm(重新装药检测),爆速3600~4400m/s;殉爆:5~6cm;猛度:16~18mm。
本发明中温敏化配方在高温敏化生产路线中制备的乳化炸药II的性能为:直径32mm,爆速4800~5000m/s;殉爆:6~8cm;猛度:18~21mm;直径90mm(重新装药检测),爆速4000~4600m/s;殉爆:6~8cm;猛度:18~20mm;
综上所述,本发明的配方在高温敏化生产路线中制备的乳化炸药II,由于装药后温度下降10℃左右,直径90mm的产品质量明显比原配方稳定;
对比实施例1-2:
在低温敏化生产线中、按照低温敏化生产炸药的方法,使用本发明实施例1中的中温敏化配方制备乳化炸药III(低温敏化路线的设备未变):
(1)将乳化剂I、炸药复合蜡、地矿蜡、微晶蜡按2公斤、4公斤、0.45公斤、0.25公斤的比例配制成6.7公斤的油相,油相加热到85℃待用;将硝酸钠、硝酸铵、水按8.1公斤、70.5公斤、11.7公斤的比例配制成90.3公斤的水相,水相加热到105℃待用;将亚硝酸钠与硝酸铵按重量比为1:1的比例配制成浓度为10%的敏化剂,常温待用;
所述的乳化剂I为失水山梨糖醇脂肪酸酯与卵磷脂按重量比为1:1混合而成的混合物;所述的炸药复合蜡为茂名新华粤石化股份有限公司产的炸药复合蜡MF-1,所述的地矿蜡、微晶蜡为四川天马科技有限公司的产品;
(2)油相与水相通过静态混合器进行预乳,乳化机进行精乳,精乳后乳胶基质一般为85~95℃;
(3)精乳后乳胶基质直接流到钢带冷却机上,冷却至65~70℃,乳胶基质落下掉到搅拌机中搅均,加入敏化剂、催化剂,敏化后用转盘机装药;所述的乳胶基质、敏化剂的重量比为98:2,所述催化剂为浓度10%的硝酸铵,催化剂的使用量为乳胶基质重量的1%;
(4)在低温敏化生产线使用中温敏化乳化炸药配方,有四处显著的区别:1、乳胶基质由85~95℃冷却至55℃以下,很难冷却,夏季一般要降低产量,现在冷却至65~70℃,还可以增加产能2吨/小时以上;2、路线中乳胶基质冷却到55℃以下,粘度值基本在35万湹泊以上,部份已经固化,检测不出粘度,敏化剂很难加入,敏化困难,现温度提高至65~70℃,粘度值仅为20~25万湹泊,可以减少搅拌时间,增大产能,大大提高了敏化的均匀成度,保障产品质量;3、装药压力由0.8mpa,下降至0.4mpa,装药速度由5吨/小时,提高至7吨/小时(直径90mm);4、原路线中,炸药密度由于装药压力过大,将敏化气泡压死破坏,导致炸药质量严重下降,测试为1.15~1.18克/cm3,采用本发明可调至1.10~1.13克/cm3,炸药性能有大幅度的提高。
(5)产品质量:
低温敏化配方在低温敏化生产路线中制备的炸药性能为:直径32mm,爆速4600~4900m/s;殉爆:3~5cm;猛度:18~20mm;贮存期:180天。
本发明中温敏化配方在低温敏化生产路线中制备的乳化炸药III的性能为:直径32mm,爆速4800~5100m/s;殉爆:6~8cm;猛度:18~21mm;贮存期:360天。
综上所述,本发明的配方在低温敏化生产路线中制备的乳化炸药III,由于装药后温度提高了10℃左右,装药压力减少一半,没有破坏敏化气泡,殉爆距离大幅度提高,保障了炸药质量及贮存稳定性。
上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种中温敏化的乳化炸药,由乳胶基质与敏化剂以98~99.6:0.4~2的重量比混合敏化而成的;所述的乳胶基质由油相和水相按5~10%和90~95%的重量百分比乳化而成的;所述的油相由乳化剂和油相材料按28~40%和60~72%的重量百分比配制而成;所述的油相材料为复合蜡与液体石蜡、地矿蜡或微晶蜡中的两种按53%~60%:7%~12%占油相总重的重量百分比的比例组配而成的复合物;所述的乳化炸药是通过下述方法制备得到的:所述的油相、水相经螺杆泵加压、静态混合器混合进行预乳、精乳后得到乳胶基质,所述的乳胶基质冷却到65~75℃后经螺杆泵加压,与敏化剂在静态混合器内混合,所述的乳胶基质与敏化剂在65~75℃内敏化后进入高速转盘机完成装药后,得到中温敏化的乳化炸药。
2.根据权利要求1所述的乳化炸药,其特征在于,所述的乳化剂为失水山梨糖醇脂肪酸酯、卵磷脂、聚异丁烯双丁二酰亚胺中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的乳化炸药,其特征在于,所述的油相材料按占油相总重的重量百分比,由53%~60%的复合蜡与5%~8%的地矿蜡、2%~4%的微晶蜡复配而成。
4.根据权利要求1所述的乳化炸药,其特征在于,所述的水相为由重量百分比为75~79%的硝酸铵、8~13%的硝酸钠与12~13%的水配制而成的溶液。
5.根据权利要求1所述的乳化炸药,其特征在于,所述的敏化剂为亚硝酸钠与硝酸铵按重量比为1:1配制而成的水溶液,该溶液在25~40℃之间使用时浓度为5~20%。
6.权利要求1-6任一项所述的中温敏化的乳化炸药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述的乳化剂和油相材料按所述的比例混合制成油相,并加热到80~85℃待用;将硝酸铵、硝酸钠与水按所述的比例混合配制成水相,且加热到95~105℃待用;将亚硝酸钠、硝酸铵与水按所述的比例混合配制成浓度为5~20%的敏化剂,常温待用;
所述的油相材料为复合蜡与液体石蜡、地矿蜡或微晶蜡中的两种按占油相总重的53%~60%:7%~12%重量百分比的比例组配而成的复合物;
(2)将步骤(1)得到的油相和水相按重量百分比为5~10%与90~95%的比例,经过螺杆泵加压、再经过静态混合器喷射的方式进行混合预乳,得到15微米以上颗粒的乳胶基质;
(3)将步骤(2)得到的乳胶基质经过螺杆泵加压,再经3~5次静态混合器以喷射的方式进行混合精乳,乳胶基质被进一步分散、乳化,直至乳胶基质颗粒被分散为10微米以下,即完成精乳;
(4)将步骤(3)精乳后的乳胶基质经过敞开式冷却设备从85~95℃冷却到65~75℃,经螺杆泵加压,再与敏化剂经静态混合器以喷射的方式进行混合;乳胶基质、敏化剂按重量比98~99.6:0.4~2的比例反复喷射3~5次进行分散、混合,使乳胶基质与敏化剂在65~75℃内混合均匀,乳胶基质敏化3~8秒,敏化后的乳胶基质进入高速转盘机装药,即得到各种规格型号的乳化炸药。
7.根据权利要求7所述的乳化炸药的制备方法,其特征在于,所述的油相材料按占油相总重的重量百分比,由53%~60%的复合蜡与5%~8%的地矿蜡、2%~4%的微晶蜡复配而成。
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