CN107473915A - 一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药 - Google Patents

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刘锋
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Abstract

本发明涉及一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药，所述乳化炸药由储乙烷型玻璃微球敏化乳化基质制得，储乙烷型玻璃微球和乳化基质质量比为(1.5～3.5):100，所述储乙烷型玻璃微球中储乙烷量的质量百分比为73％～92％，储乙烷型玻璃微球所储乙烷既起到敏化作用又起到提高爆炸能量和爆炸产物气体含量的作用，与现有技术相比，显著提高乳化炸药爆炸性能，并且乙烷本身是一种无毒、清洁、高能和廉价的气体，预示储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药具有广阔的应用前景。

Description

一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药
技术领域
本发明属于提高乳化炸药爆炸性能领域，涉及一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药，具体涉及玻璃微球储存乙烷气体充当敏化剂，制备新型乳化炸药，实现提高乳化炸药性能的目的，其中，乙烷既起到敏化作用又起到提高爆炸能量和爆炸气体产物含量的作用。
背景技术
乳化炸药凭借其特殊的油包水(W/O)结构，具有很好的防水功能，在爆破工程中广泛应用。乳化炸药由乳化基质经敏化制得，敏化方式通常有物理敏化和化学敏化两种方式，物理敏化剂通常采用空心玻璃微球或膨胀珍珠岩，化学敏化通常采用亚硝酸钠。无论是物理敏化剂还是化学敏化剂，从本质上讲通常采用的敏化剂均为惰性物质，在炸药爆炸过程中均会消耗炸药能量，降低爆炸效果。然而，若不采取敏化，乳化基质不具备雷管感度，达不到工程使用要求。
因此，改善上述惰性物质降低爆炸效果的缺陷是乳化炸药研究领域的重要课题。201611266997.0给出了一种游离态氢敏化型乳化炸药及制备方法，该方法首次提出氢气加入到空心玻璃微球中，既起到“热点”作用，又参加爆炸反应，提高乳化炸药的能量输出和做功能力，充当含能材料。201710862489.7给出了一种储甲烷型玻璃微球敏化乳化炸药及制备方法，该炸药通过储甲烷型玻璃微球敏化乳化基质制得，甲烷气体既起到敏化效果又起到提高爆炸能量和爆炸气体产物含量的作用，进一步提高了乳化炸药性能。
通过研究，本发明发现乙烷作为一种应用广泛的高热值、成本低廉的清洁气体，具有较高的能量密度。乙烷气体加入到玻璃微球中充当敏化和含能物质，相比氢气和甲烷气体会进一步显著提高乳化炸药的爆炸能量和爆炸气体产物含量。首先，相同质量玻璃微球所含气体体积相同，即所含气体摩尔质量相同。其次，1mol乙烷爆炸条件下完全氧化能释放出的3mol水蒸气和2mol二氧化碳气体，所释放气体体积分别是相同条件下氢气和甲烷的5和1.67倍，因此，与储氢气或甲烷玻璃微球敏化的乳化炸药相比，储乙烷型玻璃微球进一步提高了乳化炸药爆炸产物气体含量，提高了爆炸威力。最后，1mol氢气在爆炸条件下生成水蒸气所放出热量为241.75KJ/mol，1mol甲烷在爆炸条件下生成水蒸气和二氧化碳所放出热量为802.13KJ/mol，1mol乙烷在爆炸条件下生成水蒸气和二氧化碳所放出热量为1190.00KJ/mol，乙烷放热量分别是氢气和甲烷的4.92和1.48倍，因此，与游离态氢敏化型乳化炸药和储甲烷型玻璃微球敏化乳化炸药相比，储乙烷型玻璃微球进一步提高了乳化炸药的能量输出和做功能量。与普通敏化剂相比，储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药表现出更优性能。
目前，尚未发现通过把乙烷气体储存在玻璃微球中，既充当敏化剂又充当储能材料的相关报道。
发明内容
为了提高乳化炸药能量输出和爆炸威力，本发明提供一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药。将乙烷气体储存到玻璃微球中，利用储乙烷的玻璃微球敏化乳化炸药，储乙烷玻璃微球既起到敏化作用，又起到提高爆炸能量和爆炸产物气体含量的作用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药，所述乳化炸药由乳化基质经储乙烷型玻璃微球敏化制得；储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药中储乙烷型玻璃微球和乳化基质质量比为(1.5～3.5):100；所述乳化基质中水相和油相的质量比为：(92.5～96.5):(3.5～7.5)。
所述储乙烷型玻璃微球中储乙烷量的质量百分比为73％～92％，其中，玻璃微球为普通乳化炸药敏化玻璃微球。
所述水相由硝酸铵、硝酸钠、尿素和水组成。
所述油相由乳化剂、石蜡和复合蜡组成，其中，石蜡和复合蜡质量比为1:1。
所述乳化剂为司盘-80或司盘-80与其它乳化剂混合制得；另外，油相中乳化剂与其它组分的质量比为2:3.5。
本发明的有益效果是：本发明首次把乙烷气体储存在玻璃微球中用于敏化乳化炸药、提高爆炸输出能量和爆炸产物气体含量，从而使乳化炸药的威力和做功能力得到显著提高；理论分析表明，乙烷爆炸条件下释放气体体积分别是相同条件下氢气和甲烷的5和1.67倍，乙烷爆炸条件下放热量分别是氢气和甲烷的4.92和1.48倍，因此，储乙烷型玻璃微球敏化的乳化炸药比游离态氢敏化型乳化炸药和储甲烷型玻璃微球敏化乳化炸药具有更高的能量和更多的爆炸气体产物，因此，储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药因其优异的爆炸性能具有广泛的应用前景；另一方面，乙烷也是一种廉价、高热值、绿色、清洁、无毒燃料，具有广泛的市场价值；与普通玻璃微球敏化的乳化炸药相比，储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药爆炸性能(猛度、爆炸能量和爆炸气体产物含量)更加优越。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。本发明的实施例仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。
制备储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药时，首先在一密闭装置，制得储乙烷型玻璃微球，在密闭常压状态下，利用电子天平秤取储乙烷型玻璃微球2.5g，密封保存；其次，根据设计炸药配方制备水相，如采用硝酸铵、硝酸钠、尿素、水质量比为71.5:10:1.5:11.5制得水相94.5g，在100～110℃下保温待用；利用乳化剂、石蜡和复合蜡加热搅拌制得复合油相100g，其中，石蜡和复合蜡质量比为1:1；乳化剂为司盘-80，另外，油相中乳化剂与其它组分的质量比为2:3.5；取上述制得复合油相5.5g加热至105～115℃，开动搅拌器搅拌油相，然后向油相中缓慢加入上述制得的94.5g水相，连续搅拌直至乳化均匀；最后，待乳化基质温度降至物理敏化温度50～60℃，加入密封保存的2.5g储乙烷型玻璃微球，连续充分搅拌12～14分钟，使乳化基质和储乙烷型玻璃微球混合均匀，最终得到102.5g储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药。

Claims (3)

1.一种储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药，其特征在于由储乙烷型玻璃微球敏化乳化基质制得，储乙烷型玻璃微球敏化乳化炸药中储乙烷型玻璃微球和乳化基质质量比为(1.5～3.5):100。
2.根据权利要求1,所述乳化基质由硝酸铵、硝酸钠、尿素、水、乳化剂、石蜡和复合蜡组成，其中，石蜡和复合蜡质量比为1:1，所述乳化剂为司盘-80或司盘-80与其它乳化剂混合制得。
3.根据权利要求1，所述储乙烷型玻璃微球中储乙烷量的质量百分比为73％～92％。
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