CN105001026A - 一种现场混装乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种现场混装乳化炸药制备方法，以质量百分比计，包括如下组分组成：60~78.9%硝酸铵、16~30%水、1~2.5%乳化剂、4~7%微乳化油相和0.1~0.5%敏化剂，其中，所述的微乳化油相，以质量百分比计，由50-85%燃料油、6-20%微乳化剂，3~10%助乳化剂和6-20%水组成。与现有现场混装乳化炸药相比，本发明能显著提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，同时降低生产成本，并且提高了油相材料的运输安全性，尤其适用于工业化生产。

Description

一种现场混装乳化炸药及其制备方法

技术领域

本发明属于民用炸药制造技术，特别是一种用于矿山、工程爆破的高性能低成本环保型现场混装乳化炸药及其制备方法。

背景技术

    目前国内外用于矿山、工程爆破的工业炸药主要品种为现场混装乳化炸药和现场混装多孔粒状铵油炸药。由于现场混装乳化炸药具有可移动性和抗水性等方面的优点，在工程爆破中得到迅速发展，同时其配方相对固定，所以近年来为了提高爆炸性能和储存稳定性重点发展了高分子乳化剂，如中国专利号CN 102558409 A，公布了PIBSA与三乙醇胺反应的高分子乳化剂，提高爆炸性能。CN 102584503 A以氟碳表面活性剂为主制备乳化炸药，CN101602634A 所述的以聚烯烃和醇反应的高分子乳化剂，CN101152993A所述的是PIBSA与端羟基聚氧乙烯醚反应产物。目前现场混装乳化炸药由于生产工艺相对复杂、配方中含水量高，导致生产生产成本高、爆炸威力小的缺点，为了提高乳化炸药的爆炸性能，同时降低乳化炸药成本，拟利用微乳化油作为现场混装乳化炸药油相材料制备现场混装乳化炸药。

    微乳化柴油经过多年发展，其理论和实验研究取得了长足的进步，但是由于成本优势较弱、点火能较低和凝固点偏高缺点限制了微乳化柴油的进一步工程化应用。如主要以国标柴油为基础制备的微乳化柴油，CN103194280 A，CN102250656 A，CN101067094A，以及生物柴油为基础的微乳化柴油CN 102260554 A，CN101348748A等，制备的微乳化柴油凝固点普遍偏高。

我国现场混装炸药目前主要在北方地区使用，在冬季北方地区室外温度普遍较低，而现场混装生产过程中油相冬季凝固点过低，造成微乳化柴油很难在冬季使用。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种配方简单、性能优异、成本低廉的现场混装乳化炸药及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

   一种现场混装乳化炸药，以质量百分比计，包括如下组分组成：60~78.9%硝酸铵、16~30%水、1~2.5%乳化剂、4~7%微乳化油相和0.1~0.5%敏化剂。

所述乳化剂为斯潘80或聚异丁烯类高分子乳化剂，优选聚异丁烯类高分子乳化剂。

所述敏化剂为亚硝酸钠与柠檬酸或醋酸的混合溶液，或树脂微球和玻璃微球中的任意一种。

所述的微乳化油相，以质量百分比计，包括如下组分组成：50-85%燃料油、6-20%微乳化剂，3~10%助乳化剂和6-20%水。

更优选的方案是：所述的微乳化油相，以质量百分比计，包括如下组分组成：60-81%燃料油、6~14%微乳化剂，3~10%助乳化剂和10~16%水。

其中，所述的燃料油为尼娜斯801#、柴油、低粘度润滑油、煤制柴油中的一种或者几种混合物；微乳化剂为聚氧乙烯醚、吐温、曲拉通和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种与油酸酯（油酸与醇胺反应后的产物）混合物；助乳化剂为甲醇、乙醇、丙醇和丁醇等的一种或几种的混合物，优选正丁醇。

上述现场混装乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：

第1步、制备微乳化油

1.1 将微乳化剂和燃料油按照比例充分混合均匀；

1.2 将水均匀缓慢的加入到上述混合溶液中制成含水油相；

1.3 将助乳化剂缓慢均匀加入到上述含水油相中，搅拌30分钟后，形成清澈透明的微乳化油相；

第2步、制备现场混装乳化炸药

 2.1 将硝酸铵和水按比例混合加热溶解形成水相；

2.2 将乳化剂、微乳化油相按照比例混合加热形成油相；

2.3 将水相和油相在乳化器的作用下形成乳胶基质；

2.4 加入敏化剂形成所述乳化炸药。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的新型现场混装乳化炸药配方中的微乳化油相可以通过“微爆”理论，尽可能的将氧化剂和还原剂充分接触，体系能量释放完全，提高爆炸性能。

(2)本发明的新型现场混装乳化炸药的爆炸性能比目前的现场混装乳化炸药显著提高。

(3)本发明的新型乳化炸药配方中采用的微乳化油与现有的柴油相比，提高闪点，运输更安全。

(4)本发明的新型现场混装乳化炸药不改变现有设备和工艺，生产成本比目前现场混装乳化炸药低。

(5)本发明的新型现场混装乳化炸药储存稳定性比现有现场混装乳化炸药要高。

(6)本发明的新型现场混装乳化炸药比现有现场混装乳化炸药安全性要高。

(7)本发明的新型高性能低成本环保型现场混装乳化炸药爆炸后有毒气体含量与现有的现场混装乳化炸药要低。

具体实施方式

实施例1 ：

以制取20 公斤新型高性能低成本现场混装乳化炸药为例，选择微乳化油的物质及质量百分数为：0#柴油80%，微乳化剂（油酸酯和曲拉通）6.5%，正丁醇3.5%，水10%。

微乳化油相操作步骤：

第一步、将0#柴油、微乳化剂（油酸酯和曲拉通）混合均匀，搅拌时间为10min；第二步、将水缓慢滴加入到第一步制得的混合物中；

第三步、将正丁醇缓慢加入上述溶液中搅拌形成微乳化油相，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为30min；

现场混装乳化炸药操作步骤：质量比为75.7%硝酸铵、17%水、2%聚异丁烯类高分子乳化剂、5%微乳化油相和0.3%化学敏化剂。

第一步、将硝酸铵和水按配比混合后加热形成硝酸铵水溶液，温度为75度；

第二步、将聚异丁烯马来酸酐单乙醇胺酯高分子乳化剂和微乳化油相按配比混合后加热形成油相溶液，温度为50度；

第三步、将水相缓慢加入到油相中在强剪切作用下形成现场混装乳化炸药基质，第四步、将0.3%的化学敏化剂（亚硝酸钠与醋酸的混合溶液）加入到基质中搅拌均匀后形成现场混装乳化炸药。

测试条件为Φ50×300mmPVC管，壁厚2mm，120g胶状乳化炸药引爆。

相同的配比，0#柴油作为油相制备的现场混装乳化炸药平均爆速为：3250m/s，微乳化柴油作为油相制备的现场混装乳化炸药爆速为4050m/s。

实施例2 ：

以制取20公斤新型高性能低成本现场混装乳化炸药为例，选择微乳化油的物质及质量百分数为：尼娜斯801#油65%，微乳化剂（油酸酯和吐温）11%，正丁醇4%，水20%。

微乳化油相操作步骤：

第一步、将尼娜斯801#油、微乳化剂（油酸酯和吐温）混合均匀，搅拌时间为10min；

第二步、将水缓慢滴加入到第一步制得的混合物中搅拌；

第三步、将正丁醇缓慢滴加到上述溶液中形成微乳化油相，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为30min；

现场混装乳化炸药操作步骤：质量比为硝酸铵：水：聚异丁烯类高分子乳化剂：微乳化油相=77%：16%：2%：5%。

第一步、将硝酸铵和水按配比混合后加热形成硝酸铵水溶液，温度为75度；

第二步、将聚异丁烯马来酸酐山梨醇酯和微乳化油相按配比混合后加热形成油相溶液，温度为50度；

第三步、将水相缓慢加入到油相中在强剪切作用下形成现场混装乳化炸药基质；

第四步、将3%的玻璃微球敏化剂加入到基质中搅拌均匀后形成现场混装乳化炸药。

测试条件为Φ50×300mmPVC管，壁厚2mm，120g胶状乳化炸药引爆。

相同的配比，尼娜斯801#油作为油相制备的现场混装乳化炸药平均爆速为：3530m/s，微乳化油制备的现场混装乳化炸药爆速为4350m/s。

实施例3 ：

以制取20 公斤新型高性能低成本现场混装乳化炸药为例，选择微乳化油的物质及质量百分数为：0#柴油50%，微乳化剂（油酸酯和聚氧乙烯醚）13%，正丁醇7%，水30%。

微乳化油相操作步骤：

第一步、将0#柴油、微乳化剂混合均匀，搅拌时间为10min；

第二步、将水缓慢滴加入到第一步制得的混合物中搅拌；

第三步、将正丁醇缓慢滴加到上述溶液中形成微乳化油相，搅拌速度为200rpm，搅拌时间为30min；

现场混装乳化炸药操作步骤：质量比为硝酸铵：水：聚异丁烯类高分子乳化剂：微乳化油相=63%：30%：2%：5%。

第一步、将硝酸铵和水按配比混合后加热形成硝酸铵水溶液，温度为65度；

第二步、将聚异丁烯马来酸酐甘油酯高分子乳化剂和微乳化油相按配比混合后加热形成油相溶液，温度为50度；

第三步、将水相缓慢加入到油相中在强剪切作用下形成现场混装乳化炸药基质；

第四步、将0.3%的敏化剂（亚硝酸钠与柠檬酸的混合溶液）加入到基质中搅拌均匀后形成现场混装乳化炸药。

测试条件为Φ50×300mmPVC管，壁厚2mm，120g胶状乳化炸药引爆。

相同的配比，微乳化柴油爆速为3920m/s。

Claims (8)

1.一种现场混装乳化炸药，其特征在于，以质量百分比计，包括如下组分组成：60~78.9%硝酸铵、16~30%水、1~2.5%乳化剂、4~7%微乳化油相和0.1~0.5%敏化剂。

2.如权利要求1所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，所述乳化剂为斯潘80或聚异丁烯类高分子乳化剂。

3.如权利要求2所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，聚异丁烯类高分子乳化剂是将聚异丁烯马来酸酐与有机醇、有机胺或酰胺化合物反应后制得的高分子乳化剂。

4.如权利要求1所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，所述敏化剂为柠檬酸或醋酸与亚硝酸钠的混合溶液，或树脂微球、玻璃微球中的任意一种。

5.如权利要求1所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，所述的微乳化油相，以质量百分比计，包括如下组分组成：50-85%燃料油、6-20%微乳化剂，3~10%助乳化剂和6-20%水。

6.如权利要求1所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，所述的微乳化油相，以质量百分比计，包括如下组分组成：60-81%燃料油、6~14%微乳化剂，3~10%助乳化剂和10~16%水。

7.如权利要求5或6所述的现场混装乳化炸药，其特征在于，所述的燃料油为尼娜斯801#、柴油、低粘度润滑油、煤制柴油中的一种或者几种混合物；微乳化剂为聚氧乙烯醚、吐温、曲拉通和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种与油酸酯的混合物；助乳化剂为甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1-6任一所述的现场混装乳化炸药的制备方法，包括如下步骤：

第1步、制备微乳化油

1.1 将微乳化剂和燃料油按照比例充分混合均匀；

1.2 将水均匀缓慢的加入到上述混合溶液中制成含水油相；

1.3 将助乳化剂缓慢均匀加入到上述含水油相中，搅拌30分钟后，形成清澈透明的微乳化油相；

第2步、制备现场混装乳化炸药

 2.1 将硝酸铵和水按比例混合加热溶解形成水相；

2.2 将乳化剂、微乳化油相按照比例混合加热形成油相；

2.3 将水相和油相在乳化器的作用下形成乳胶基质；

2.4 加入敏化剂形成所述乳化炸药。