CN105837387B - 一种抗减敏型乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

一种抗减敏型乳化炸药及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂;其中,油相材料包括:复合蜡、抗减敏剂和乳化剂;水相材料为硝酸铵和硝酸钠的水溶液或硝酸铵和尿素的水溶液;物理敏化剂为珍珠岩和/或空心玻璃微珠,水相材料、油相材料的重量比为93~94:6~7,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.15~0.25:100。本发明还公开了上述抗减敏型乳化炸药。本发明能抵抗爆轰波的破坏,提高系统的稳定性,采用中低温敏化工艺,通过低温稳定化学物理方式发泡,克服生产过程中敏化气泡的损失,确保乳化炸药药体内存在大量起爆热点稳定,确保了产品具有良好的爆炸性能。

Description

一种抗减敏型乳化炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及乳化炸药技术领域,尤其涉及一种抗减敏型乳化炸药及其制备方法。
背景技术
乳化炸药(Emulsion explosive)是泛指一类用乳化技术制备的使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珠等多孔物质的油相连续介质中,形成一种油包水型(W/O)的乳胶状含水工业炸药。乳化炸药是含水炸药的一种。
乳化炸药是20世纪70年代才发展起来的新产品。乳化炸药通常都是由硝酸铵等无机氧化剂盐水溶液和油相燃料组分构成的,一般不含单质炸药。按照炸药起爆时的灼热核(热点)理论,在该类炸药中均匀分布着的无数微小气泡就成为炸药起爆时的灼热点。亦即在外界起爆冲量的机械能作用下被绝热压缩,机械能转化为热能,微小气泡不断加热升温,在10-3~10-5s的极短时间形成一系列温度高达400~600℃的灼热点,从而激发炸药爆、轰。为了使炸药中产生灼热点,获得必要的爆、轰敏感度和足够的爆炸能量,在混合工序加入载有气泡的材料如珍珠岩、空心玻璃微珠等,既可做密度调节剂,又能起到敏化作用。乳化炸药大量应用在毫秒延时爆破工程中,先起爆炸药产生的冲击波或应力波对尚未起爆炸药的动态荷载问题,导致后起爆的炸药爆炸性能下降,甚至出现半爆、拒爆等现象,这个现象就是“压力减敏”。乳化炸药压力减敏作用不仅影响爆破效果和施工进度,而且容易造成盲炮,处理过程易发生事故,影响施工的安全性。如改用固体粉状炸药,又存在装药密度达不到要求或因炮孔内含水,从而影响爆破效果。
目前乳化炸药在工程爆破应用过程中存在以下几项问题:1、乳化炸药在炮孔中因压力减敏的作用出现残药,甚至影响爆破效果;2、改用固体粉状炸药,又存在装药密度达不到要求或因炮孔内含水,从而影响爆破效果。
针对以上缺陷,研制一种抗减敏型乳化炸药是目前急需解决的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种抗减敏型乳化炸药及其制备方法,能抵抗爆轰波的破坏,提高系统的稳定性,采用中低温敏化工艺,通过低温稳定化学物理方式发泡,克服生产过程中敏化气泡的损失,确保乳化炸药药体内存在大量起爆热点稳定,确保了产品具有良好的爆炸性能。
本发明提出的一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂,其中,油相材料包括:复合蜡、抗减敏剂和乳化剂。
优选地,油相材料按重量份包括:复合蜡3~5份,抗减敏剂0.5~2份,乳化剂1~4.5份。
优选地,抗减敏剂为磷脂酰类物质。
磷脂酰类物质是一种性能优越O/W型乳化剂,在饮料、冰激凌、人造奶油糖果、巧克力、培烤食品、肉制品等领域有着广泛的应用。
优选地,抗减敏剂为磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺中的一种或两种以上组合物。
优选地,乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物0.5~2.5份,失水山梨糖醇脂肪酸酯0.5~2份。
优选地,水相材料为硝酸铵和硝酸钠的水溶液或硝酸铵和尿素的水溶液。
优选地,水相材料按重量份包括:硝酸铵60~85份,硝酸钠4~8份,水9~13份。
优选地,水相材料按重量份包括:硝酸铵60~85份,尿素4~8份,水9~13份。
优选地,敏化剂由化学敏化剂和物理敏化剂组成。
优选地,物理敏化剂与化学敏化剂的重量比为1~4:1~2。
优选地,化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为0.5~2:0.5~2混合得到,其中亚硝酸钠水溶液的浓度为1.25~1.31g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.28~1.35g/mL。
优选地,物理敏化剂为珍珠岩和/或空心玻璃微珠。
优选地,水相材料、油相材料的重量比为93~94:6~7,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.15~0.25:100。
本发明还提出的上述抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将复合蜡、抗减敏剂和乳化剂混合均匀后,升温至110±5℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至110±5℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至52±5℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至45±3℃得到抗减敏型乳化炸药。
蜡类材料、复合乳化剂及抗减敏剂等组成油相材料是乳化炸药的关键组分,其不仅要作为乳化炸药的可燃剂,保证其有最大的能量,而且要在乳胶粒子界面形成具有一定强度的油面,增强其抗水性与稳定性,具有超强的抵抗性,保护敏化汽包免受压死。油相材料需要选择在常温下呈固态且具有一定的韧性,而加热升温时又容易形成粘度小、流动性好的液体,并且冷却固化时又具有一定的流动性。
本发明采用含有蜡类和复合乳化剂的油相材料,在工艺温度110±5℃时,与抗减敏剂作用,发生了聚合反应,增大了油相材料分子链,从而增强油膜的强度,从而使油包水型乳化炸药结构形成之后,超强的油膜能够抵抗爆轰波的破坏,从而确保系统的稳定性。
本发明的制备过程中,采用中低温敏化工艺,通过低温稳定化学物理方式发泡,克服生产过程中敏化气泡的损失,确保乳化炸药药体内存在大量起爆热点稳定,确保了产品具有良好的爆炸性能。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂。
其中,水相材料按重量份包括:硝酸铵60份,硝酸钠8份,水9份。
油相材料按重量份包括:复合蜡5份,磷脂酰类物质0.5份,乳化剂4.5份;乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物0.5份,失水山梨糖醇脂肪酸酯2份。
敏化剂由化学敏化剂和珍珠岩按重量比为1:2组成;化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为0.5:2混合得到,其中亚硝酸钠水溶液的浓度为1.25g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.35g/mL。
水相材料、油相材料的重量比为93:7,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.15:100。
本发明还提出的上述抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将复合蜡、磷脂酰类物质和乳化剂混合均匀后,升温至105℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至105℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至47℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至42℃得到抗减敏型乳化炸药。
实施例2
本发明提出的一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂。
其中,水相材料按重量份包括:硝酸铵60份,尿素8份,水9份。
油相材料按重量份包括:复合蜡3份,磷脂酰类物质2份,乳化剂1份;乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物2.5份,失水山梨糖醇脂肪酸酯0.5份。
敏化剂由化学敏化剂和珍珠岩按重量比为4:1组成;化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为2:0.5混合得到,其中亚硝酸钠水溶液的浓度为1.31g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.28g/mL。
水相材料、油相材料的重量比为94:6,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.25:100。
本发明还提出的上述抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将复合蜡、磷脂酰类物质和乳化剂混合均匀后,升温至115℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至115℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至57℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至48℃得到抗减敏型乳化炸药。
实施例3
本发明提出的一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂。
其中,水相材料按重量份包括:硝酸铵85份,硝酸钠4份,水13份。
油相材料按重量份包括:复合蜡3.5份,磷脂酰类物质1.5份,乳化剂2份;乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物2份,失水山梨糖醇脂肪酸酯1份。
敏化剂由化学敏化剂和珍珠岩按重量比为3:1.2组成;化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为1.5:1混合得到,其中亚硝酸钠水溶液的浓度为1.3g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.3g/mL。
水相材料、油相材料的重量比为93.5:6.5,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.2:100。
本发明还提出的上述抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将复合蜡、磷脂酰类物质和乳化剂混合均匀后,升温至112℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至108℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至54℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至43℃得到抗减敏型乳化炸药。
实施例4
本发明提出的一种抗减敏型乳化炸药,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂。
其中,水相材料按重量份包括:硝酸铵85份,尿素4份,水13份。
油相材料按重量份包括:复合蜡4.2份,磷脂酰类物质1份,乳化剂3份;乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物1份,失水山梨糖醇脂肪酸酯1.5份。
敏化剂由化学敏化剂和珍珠岩按重量比为2:1.7组成;化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为1:1.5混合得到,其中亚硝酸钠水溶液的浓度为1.28g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.32g/mL。
水相材料、油相材料的重量比为93.5:6.5,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.2:100。
本发明还提出的上述抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将复合蜡、磷脂酰类物质和乳化剂混合均匀后,升温至108℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至112℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至50℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至47℃得到抗减敏型乳化炸药。
实施例5
本发明还提出的一种抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将3kg复合蜡、0.5kg磷脂酰类物质、1kg聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物、1kg失水山梨糖醇脂肪酸酯混合均匀后,升温至110℃得到第一物料;
S2、将60kg粉碎后的硝酸铵、4kg硝酸钠、9kg水混合溶化,升温至110℃得到第二物料,将第一物料和第二物料按重量比为93.5:6.5混合,由螺杆泵输送到乳化机内进行乳化,使水相很好的包在油相内,形成油包水型乳化基质得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至50℃,置于敏化机中,再加入0.1kg浓度为1.3g/mL的亚硝酸钠水溶液和0.1kg浓度为1.3g/mL的磷酸水溶液,再加入0.1kg珍珠岩混合均匀,降温至47℃得到抗减敏型乳化炸药。
实施例6
本发明还提出的一种抗减敏型乳化炸药的制备方法,包括如下步骤:
S1、将5kg复合蜡、2kg磷脂酰类物质、0.5kg聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物、2.5kg失水山梨糖醇脂肪酸酯混合均匀后,升温至108℃得到第一物料;
S2、将85kg粉碎后的硝酸铵、8kg硝酸钠、9kg水混合溶化,升温至108℃得到第二物料,将第一物料和第二物料按重量比为93.5:6.5混合,由螺杆泵输送到乳化机内进行乳化,使水相很好的包在油相内,形成油包水型乳化基质得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至52℃,置于敏化机中,再加入0.15kg浓度为1.25g/mL的亚硝酸钠水溶液和0.2kg浓度为1.35g/mL的磷酸水溶液,再加入0.2kg珍珠岩混合均匀,降温至45℃得到抗减敏型乳化炸药。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抗减敏型乳化炸药,其特征在于,其原料包括:水相材料、油相材料和敏化剂,其中,油相材料包括:复合蜡、抗减敏剂和乳化剂;
其中,油相材料按重量份包括:复合蜡3~5份,抗减敏剂0.5~2份,乳化剂1~4.5份;
抗减敏剂为磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺中的一种或两种以上组合物;
敏化剂由化学敏化剂和物理敏化剂组成;物理敏化剂与化学敏化剂的重量比为1~4:1~2,化学敏化剂由亚硝酸钠水溶液和磷酸水溶液按重量比为0.5~2:0.5~2混合得到;物理敏化剂为珍珠岩;
乳化剂按重量份包括:聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物0.5~2.5份,失水山梨糖醇脂肪酸酯0.5~2份;
所述抗减敏型乳化炸药的制备方法包括如下步骤:
S1、将复合蜡、抗减敏剂和乳化剂混合均匀后,升温至110±5℃得到第一物料;
S2、将水相材料升温至110±5℃,加入第一物料混合,乳化得到混合物料;
S3、将混合物料冷却至52±5℃,置于敏化机中,再加入化学敏化剂搅拌均匀,再加入珍珠岩混合均匀,降温至45±3℃得到抗减敏型乳化炸药。
2.根据权利要求1所述抗减敏型乳化炸药,其特征在于,水相材料为硝酸铵和硝酸钠的水溶液或硝酸铵和尿素的水溶液。
3.根据权利要求1或2所述抗减敏型乳化炸药,其特征在于,水相材料按重量份包括:硝酸铵60~85份,硝酸钠4~8份,水9~13份。
4.根据权利要求1所述抗减敏型乳化炸药,其特征在于,亚硝酸钠水溶液的浓度为1.25~1.31g/mL,磷酸水溶液的浓度为1.28~1.35g/mL。
5.根据权利要求1或2所述抗减敏型乳化炸药,其特征在于,水相材料、油相材料的重量比为93~94:6~7,化学敏化剂与油相材料和水相材料的总重量的重量比为0.15~0.25:100。
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