CN106495973B - 一种水胶炸药 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水胶炸药，包括敏化剂、密度调节剂、增爆金属粉、氧化剂、还原剂、交联剂，通过控制密度调节剂含量，当炸药逐卷传爆时，水胶炸药受到强大的压缩波作用时，通过存在的密度调节剂提供热点，使炸药在受压下起爆；通过敏化剂敏化、增爆金属粉吸附微气泡敏化和密度调节剂作为气泡载体敏化的结合，保证水胶炸药在水深50米或以下环境中的起爆感度和爆炸性能。本发明通过组合敏化及材料选择，大幅度提高水胶炸药起爆热点，保证炸药受到50米或更深水静压时的起爆感度及爆炸性能，有效减少深水静压力和渗透作用的影响，同时保证了在水中受到强大的压缩波时的传爆感度和爆炸性能，解决了现有深水爆破的技术难题。

Description

一种水胶炸药

技术领域

本发明涉及一种水胶炸药，属于炸药技术领域。

背景技术

水胶炸药具有爆炸性能好，安全性能好，环境污染小，原料来源广泛，加工工艺较简单等诸多优点，特别是在有水的环境下使用，在现代海洋开发中，深水中的爆破应用特别广泛。如经常需要对水下输油管、输水管、水下光缆、电缆及水下水工构筑物等进行破坏，在清理航道时需对沉船、废弃油井井管、水上作业平台的桩腿进行爆破清除；在海洋开发中深水管沟开挖、深水港建设及深水桥桩基坑开挖中的炸礁及深水围堰的爆破；油井、水井钻井中卡钻时需对钻杆进行爆破，这些爆破通常都是在几十米深的水中进行，现有的水胶炸药由于水大水深的影响，出现很多失败的情况。这是因为水胶药卷在30米深水静压作用下爆速和猛度会降低，对于炸药在深水中爆速和猛度下降的问题，国内外许多专家和学者进行了研究。国家专利局网站上公开了福建海峡科化股份有限公司《一种深水耐压乳化炸药的制备方法》，公开号为104447146A。该专利描述为“本发明在模拟深水环境条件下检测都符国标的要求，且在30m深水环境中浸泡5h后爆炸性能较好”，说明该产品只能适用于水深30米以下环境中的工程爆破。国家专利局网站公开了湖北凯龙化工集团股份有限公司《耐压高威力乳化震源药柱及其制备方法》，公开号为102285848A。该产品描述为“可在深水中压力为0.3MPa时正常起爆,并且爆炸威力大。”，该陈述水深换算在30.6米，依然停留在30米的极限。

可见，现有技术对于50-60米水深未涉及。水胶炸药在深水中，由于水压大和水的渗透作用，降低了炸药的起爆感度，同时由于爆速和猛度的降低，衰减了炸药的爆炸威力。由于近年来炸药在海洋开发中应用特别广泛，研究具有深水抗压型水胶炸药，其市场前景广阔。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种应用于深水抗压型水胶炸药。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种水胶炸药，包括敏化剂、密度调节剂、增爆金属粉、氧化剂、还原剂、交联剂，通过控制密度调节剂的含量，将水胶炸药密度控制在一定范围内，当炸药逐卷传爆时，水胶炸药受到强大的压缩波作用时，通过存在的密度调节剂提供热点，使炸药在受压下起爆；通过敏化剂敏化、增爆金属粉吸附微气泡敏化和密度调节剂作为气泡载体敏化的结合，保证水胶炸药在水深50米或以下环境中的起爆能力和爆炸性能。

进一步的，所述敏化剂为硝酸甲胺水溶液、硝基化合物、硝酸酯类化合物的一种或几种的组合物；通过控制敏化剂含量在一定范围内，当水胶炸药受到强大的压缩波作用时，交联结构受到破坏，炸药由胶状变成糊状，但液态的敏化剂构成连续相，遍布于炸药内，在压缩波作用下不易受到破坏，当水胶炸药起爆时，容易被激发起爆，起到敏化作用，使炸药起爆完全。

进一步的，所述增爆金属粉为涂料级铝粉，表面吸附有大量微气泡，分散于药体中，受到激发时，铝粉表面附着的气泡会形成热点，从而有利于起爆和传爆，提高炸药的感度；在水胶炸药爆炸过程中进行二次反应，从而增加炸药的作功能力。

进一步的，所述密度调节剂为玻璃微珠、憎水膨胀珍珠岩、空心塑料微球的一种或几种混合。

进一步的，所述硝基化合物为黑索金、硝基胍的一种或两种组合，所述硝酸酯类化合物为太安，将硝基化合物或/和硝酸酯类化合物分散于炸药中，有利于提高炸药的起爆感度。

进一步的，所述交联剂为硼砂、酒石酸锑钾、焦锑酸钾的一种或几种组合。

进一步的，所述水胶炸药按质量百分比组成至少包括：浓度78～87%硝酸甲胺水溶液35.0～40.0%、浓度70～78%硝酸铵水溶液25.0～30.0%、硝酸铵12.0～17.0%、硝酸钠13.0～17.0%、田菁粉0.80～1.20%、涂料级铝粉2.0～3.0%、密度调节剂2.0～3.0%、孵化蛋白0.05～0.30%、交联剂0.10～0.30%。

更进一步的，所述水胶炸药按质量百分比组成还包括：硝基化合物或/和硝酸酯类化合物0.50～1.50%、硬脂酸0.01～0.07%、碘化钾0.01～0.05%。

更进一步的，所述水胶炸药的制备方法，包括以下步骤：

a、将固体硝酸铵破碎成直径不大于5mm的颗粒；

b、将硝酸钠破碎后与田菁粉混合均匀；

c、将硝酸铵溶解制得浓度70～78%硝酸铵水溶液，保持温度75℃±5℃；

d、将浓度78～87%硝酸甲胺水溶液加热，保持温度70℃±5℃；

e、在搅拌器中依次加入d中制得的硝酸甲胺水溶液、c中制得的硝酸铵水溶液、a中制得的硝酸铵颗粒、b中制得的硝酸钠与田菁粉的混合物，以及硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、涂料级铝粉、密度调节剂、孵化蛋白、硬脂酸、碘化钾、交联剂，混合均匀后用稀硝酸将混合物pH值调整到4.0～5.5，装药即制得具有深水耐压性能的水胶炸药，其中硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、硬脂酸、碘化钾在组方中未加入时则不添加。

本发明的有益效果是：在水胶配方工艺的设计上，通过组合敏化途径及其材料的选择，大幅度提高水胶炸药起爆热点，保证炸药受到50米水深甚至更深的压力时，仍能使炸药体系保持起爆热点，有效减少深水静压力和渗透作用的影响，从而提高深水中的起爆感度和爆炸性能，并且性能稳定，解决了现有岩石型水胶炸药不能满足深水爆破的技术难题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

一种水胶炸药，包括敏化剂、密度调节剂、增爆金属粉、氧化剂、还原剂、交联剂，通过控制密度调节剂的含量，将水胶炸药密度控制在一定范围内，当炸药逐卷传爆时，水胶炸药受到强大的压缩波作用时，通过存在的密度调节剂提供热点，使炸药在受压下起爆；通过敏化剂敏化、增爆金属粉吸附微气泡敏化和密度调节剂作为气泡载体敏化的结合，保证水胶炸药在水深50米或以下环境中的起爆能力和爆炸性能。

硝酸铵、硝酸钠为氧化剂，涂料级铝粉为还原剂。

实施例2

在实施例1的基础上，优选的，所述敏化剂为硝酸甲胺水溶液、硝基化合物、硝酸酯类化合物的一种或几种的组合物；通过控制敏化剂含量在一定范围内，当水胶炸药受到强大的压缩波作用时，交联结构受到破坏，炸药由胶状变成糊状，但液态的敏化剂构成连续相，遍布于炸药内，在压缩波作用下不易受到破坏，当水胶炸药起爆时，容易被激发起爆，起到敏化作用，使炸药起爆完全。

作为优选的，所述增爆金属粉为涂料级铝粉，表面吸附有大量微气泡，分散于药体中，受到激发时，铝粉表面附着的气泡会形成热点，从而有利于起爆和传爆，提高炸药的感度；在水胶炸药爆炸过程中进行二次反应，从而增加炸药的作功能力。

作为优选的，所述密度调节剂为玻璃微珠、憎水膨胀珍珠岩、空心塑料微球的一种或多种混合。

作为优选的，所述硝基化合物为黑索金、硝基胍的一种或两种组合，所述硝酸酯类化合物为太安，将硝基化合物或/和硝酸酯类化合物分散于炸药中，有利于提高炸药的起爆感度。

作为优选的，所述交联剂为硼砂、酒石酸锑钾、焦锑酸钾的一种或几种组合。

上述选择从水胶炸药的性能、稳定性、制作成本，生产工艺等多角度出发。比如在水压下，即使肉眼可见的密度调节剂多数被破坏，但只要有少量的密度调节剂存在，哪怕是被破坏的，就能够提供少量热点，从而使炸药在受压下起爆。

通过调整硝酸甲胺水溶液含量，当水胶炸药受到强大的压缩波作用时，交联结构受到破坏，炸药由胶状变成糊状，但作为敏化剂的硝酸甲胺水溶液是液态，构成连续相，遍布于炸药内，在压缩波作用下不易受到破坏，因而当水胶炸药被起爆时就容易被激发起爆，起到敏化作用，使炸药起爆完全。

涂料级铝粉的比表面积很大，具有很大的表面张力，表面吸附有大量微气泡，分散于药体中，受到激发时，铝粉表面附着的气泡会形成热点，从而有利于起爆和传爆，提高炸药的感度；而且铝粉具有很强的化学反应性，在水胶炸药爆炸过程中，容易进行二次反应，从而增加了炸药的作功能力。

硝基化合物或/和硝酸酯类化合物本身是单质炸药，少量硝基化合物或/和硝酸酯类化合物分散于炸药中，有利于提高炸药的起爆感度。通过单质炸药（硝酸甲胺、黑索金或/和太安或/和硝基胍）敏化、吸附微气泡铝粉敏化和气泡载体（玻璃微珠或憎水膨胀珍珠岩或空心塑料微球）敏化等技术途径，保证了水胶炸药在水深50米以下环境中的起爆能力和爆炸性能，从而制得的水胶炸药在深水中的起爆感度和爆炸威力，满足用户深水爆破的需要。

实施例3

作为实施例1或2的优选，所述水胶炸药按质量百分比组成至少包括：浓度78～87%硝酸甲胺水溶液35.0～40.0%、浓度70～78%硝酸铵水溶液25.0～30.0%、硝酸铵12.0～17.0%、硝酸钠13.0～17.0%、田菁粉0.80～1.20%、涂料级铝粉2.0～3.0%、密度调节剂2.0～3.0%、孵化蛋白0.05～0.30%、交联剂0.10～0.30%。

实施例4

在实施例3的基础上，所述水胶炸药按质量百分比组成还包括：硝基化合物或/和硝酸酯类化合物0.50～1.50%、硬脂酸0.01～0.07%、碘化钾0.01～0.05%。其中加入硬脂酸的作用在于起到pH缓冲；而碘化钾的作用主要是抗腐蚀。

实施例5

实施例1、2、3、4所公开的水胶炸药的制备方法，包括以下步骤：

更进一步的，所述水胶炸药的制备方法，包括以下步骤：

a、将固体硝酸铵破碎成直径不大于5mm的颗粒；

b、将硝酸钠破碎后与田菁粉混合均匀；

c、将硝酸铵溶解制得浓度70～78%硝酸铵水溶液，保持温度75℃±5℃；

d、将浓度78～87%硝酸甲胺水溶液加热，保持温度70℃±5℃；

e、在搅拌器中依次加入d中制得的硝酸甲胺水溶液、c中制得的硝酸铵水溶液、a中制得的硝酸铵颗粒、b中制得的硝酸钠与田菁粉的混合物，以及硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、涂料级铝粉、密度调节剂、孵化蛋白、硬脂酸、碘化钾、交联剂，混合均匀后用稀硝酸将混合物pH值调整到4.0～5.5，装药即制得具有深水耐压性能的水胶炸药，其中硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、硬脂酸、碘化钾在组方中未加入时则不添加。

实施例6

一种水胶炸药，其质量百分比组成为：浓度84%硝酸甲胺水溶液36.5%、黑索金0.5%、浓度73%硝酸铵水溶液25%、硝酸铵15%、硝酸钠15.81%、田菁粉1.2%、涂料级铝粉3.0%、空心塑料微球2.7%、孵化蛋白0.1%、硬脂酸 0.05%、碘化钾0.04%、酒石酸锑钾0.1%。

按照上述组分和含量，以下述步骤制成深水耐压型水胶炸药：

a、将固体硝酸铵破碎成直径不大于5mm的颗粒；

b、将硝酸钠破碎后与田菁粉混合均匀；

c、将硝酸铵溶解制得73%硝酸铵水溶液，保持温度75℃±5℃；

d、将浓度84%硝酸甲胺水溶液加热，保持温度70℃±5℃；

e、启动搅拌器，在混合罐中依次加入d制得的硝酸甲胺水溶液、c制得的硝酸铵水溶液、a制得的固体硝酸铵、b制得的硝酸钠与田菁粉的混合物以及黑索金、涂料级铝粉、空心塑料微球、孵化蛋白、硬脂酸、碘化钾、酒石酸锑钾，然后用稀硝酸将混合物PH值调整到4.0～5.5，即可制得深水耐压型水胶炸药。

在水深50米环境中，炸药爆炸性能指标如下：

项目	深水耐压型水胶炸药性能指标
		密度g/cm<sup>3</sup>	1.05～1.30
爆速m/s	≥3.8×10<sup>3</sup>
		作功能力mL	≥300

按照本申请实施例子中公开的范围，可以实现多种组合，其使用效果均很理想。

本发明通过说明书及上述实施例中给出的例子，可以看出，在水胶配方工艺的设计上，通过组合敏化途径及其材料的选择，大幅度提高水胶炸药起爆热点，保证炸药受到50米水深甚至更深的压力时，仍能使炸药体系保持足够起爆热点，有效减少深水静压力和渗透作用的影响，从而提高深水中的起爆感度和爆炸性能，并且性能稳定，解决了现有技术缺少深水抗压型水胶炸药的技术难题；克服了普通岩石型水胶炸药耐压性能差，低温下起爆感度降低明显，在水深超过20米以上环境中，不能被雷管正常起爆的缺点。该产品在水深50米环境中浸泡8小时后起爆感度和爆炸性能良好，尤其适用于水深不超过60米的深水爆破工程。同时也适用于无可燃气和（或）矿尘爆炸危险的各种爆破工程。

本发明所公开的实施例只是对本发明的技术方案的解释，不能作为对本发明内容的限制，本领域技术人员在本发明基础上的简单变更，依然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种水胶炸药，包括敏化剂、密度调节剂、增爆金属粉、氧化剂、还原剂、交联剂，通过控制密度调节剂的含量，将水胶炸药密度控制在一定范围内，当炸药逐卷传爆，水胶炸药受到强大的压缩波作用时，通过存在的密度调节剂提供热点，使炸药在受压下起爆；通过敏化剂敏化、增爆金属粉吸附微气泡敏化和密度调节剂作为气泡载体敏化的结合，保证水胶炸药在水深50米或以下环境中的起爆能力和爆炸性能；

所述敏化剂为硝酸甲胺水溶液、硝基化合物、硝酸酯类化合物的一种或几种的组合物；通过控制敏化剂含量在一定范围内，当水胶炸药受到强大的压缩波作用时，交联结构受到破坏，炸药由胶状变成糊状，但液态的敏化剂构成连续相，遍布于炸药内，在压缩波作用下不易受到破坏，当水胶炸药起爆时被激发起爆，起到敏化作用，使炸药起爆完全；

所述增爆金属粉为涂料级铝粉，表面吸附有大量微气泡，分散于药体中，受到激发时，铝粉表面附着的气泡会形成热点，从而有利于起爆和传爆，提高炸药的感度；在水胶炸药爆炸过程中进行二次反应，从而增加炸药的作功能力；

所述密度调节剂为玻璃微珠、憎水膨胀珍珠岩、空心塑料微球的一种或多种混合；

所述硝基化合物为黑索金、硝基胍的一种或两种组合，所述硝酸酯类化合物为太安，将硝基化合物或/和硝酸酯类化合物分散于炸药中，有利于提高炸药的起爆感度；

所述水胶炸药按质量百分比组成至少包括：浓度78～87%硝酸甲胺水溶液35.0～40.0%、浓度70～78%硝酸铵水溶液25.0～30.0%、硝酸铵12.0～17.0%、硝酸钠13.0～17.0%、田菁粉0.80～1.20%、涂料级铝粉2.0～3.0%、密度调节剂2.0～3.0%、孵化蛋白0.05～0.30%、交联剂0.10～0.30%；硝基化合物或/和硝酸酯类化合物0.50～1.50%、硬脂酸0.01～0.07%、碘化钾0.01～0.05%。

2.根据权利要求1所述的水胶炸药，其特征在于：所述交联剂为硼砂、酒石酸锑钾、焦锑酸钾的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的水胶炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将固体硝酸铵破碎成直径不大于5mm的颗粒；

b、将硝酸钠破碎后与田菁粉混合均匀；

c、将硝酸铵溶解制得浓度70～78%硝酸铵水溶液，保持温度75℃±5℃；

d、将浓度78～87%硝酸甲胺水溶液加热，保持温度70℃±5℃；

e、在搅拌器中依次加入d中制得的硝酸甲胺水溶液、c中制得的硝酸铵水溶液、a中制得的硝酸铵颗粒、b中制得的硝酸钠与田菁粉的混合物，以及硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、涂料级铝粉、密度调节剂、孵化蛋白、硬脂酸、碘化钾、交联剂，混合均匀后用稀硝酸将混合物pH值调整到4.0～5.5，装药即制得具有深水耐压性能的水胶炸药，其中硝基化合物或/和硝酸酯类化合物、硬脂酸、碘化钾在组方中未加入时则不添加。