CN107673943A - 一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵65‑80份、油相材料10‑20份、硝酸钠11‑15份、甲基三氯硅烷40‑55份、无水甲醇20‑30份、石油醚10‑20份、稳定剂3‑5份、乳化剂5‑10份、敏化剂2‑4份、水5‑10份。本发明所采用的乳化剂的亲水亲油平衡值均是在5以上，使乳化剂在炸药内的乳化效果更加明显，并且油相材料中的石蜡、润滑油、凡士林、硅油均是可以增加乳化炸药的柔性与弯曲力度，同时与水相溶液相接触时，也可以增加与水相溶液的混合度，而油相溶液制备时是通过通入干燥氮气代替机械搅拌，大大减少了油相溶液中的气泡，从而增大了乳化炸药内的密度。

Description

一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及隧道光面爆破技术领域，尤其涉及一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法。
背景技术
光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法，达到爆后壁面平整规划、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术，隧道全断开挖光面爆破，是应用于光面爆破技术，对隧道实施全断面一次开挖的一种实施方法，与传统的爆破方法相比，最显著的优点使能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，从而减少超、欠挖，提高工程质量和进度。
乳化炸药是借助乳化剂的作用，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，形成一种油包水型的乳胶状炸药，具有密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、临界直径小、起爆感度好等优点，但现有的乳化炸药由于使用的原料配比不科学，从而无法爆破完全，降低了乳化炸药的爆破力度，使得乳化炸药无法应用于隧道光面爆破上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法，通过油相材料中的石蜡、润滑油、凡士林、硅油均是可以增加乳化炸药的柔性与弯曲力度，同时与水相溶液相接触时，也可以增加与水相溶液的混合度的优点，解决了乳化炸药由于使用的原料配比不科学，从而无法爆破完全的问题。
根据本发明实施例的一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵65-80份、油相材料10-20份、硝酸钠11-15份、甲基三氯硅烷40-55份、无水甲醇20-30份、石油醚10-20份、稳定剂3-5份、乳化剂5-10份、敏化剂2-4份、水5-10份。
在上述方案基础上，还包括尿素10-15份。
在上述方案基础上，还包括润湿剂0.5-1份。
在上述方案基础上，所述油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡5-8份、润滑油3-5份、凡士林5-10份、硅油1-3份。
在上述方案基础上，所述乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯中的一种或几种。
在上述方案基础上，所述润湿剂为异丙醇、正丁醇中的一种。
在上述方案基础上，所述敏化剂为亚硝酸钠、碳酸氢钠中的一种。
一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至110-120℃，保温20-30min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度60-70℃、加热时长15-20min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至100-110℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1、本发明所采用的乳化剂的亲水亲油平衡值均是在5以上，使乳化剂在炸药内的乳化效果更加明显，并且油相材料中的石蜡、润滑油、凡士林、硅油均是可以增加乳化炸药的柔性与弯曲力度，同时与水相溶液相接触时，也可以增加与水相溶液的混合度，而油相溶液制备时是通过通入干燥氮气代替机械搅拌，大大减少了油相溶液中的气泡，从而增大了乳化炸药内的密度；
2、敏化剂是通过喷撒均匀填涂在乳胶体的外侧壁上，使敏化剂作用效果更加明显，对溶胶的保护作用更强，而且会使溶胶对电解质更为敏感，是乳化炸药的爆破性能更强。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵65份、油相材料10份、硝酸钠11份、甲基三氯硅烷40份、无水甲醇20份、石油醚10份、稳定剂3份、乳化剂5份、敏化剂2份、水5份、尿素10份、润湿剂0.5份。
油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡5份、润滑油3份、凡士林5份、硅油1份。
乳化剂为丙二醇脂肪酸酯。
润湿剂为异丙醇。
敏化剂为亚硝酸钠。
一种光面爆破用乳化炸药的制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至110℃，保温20min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度60℃、加热时长15min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至100℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
实施例2
本实施例提供了一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵68份、油相材料12份、硝酸钠13份、甲基三氯硅烷45份、无水甲醇25份、石油醚15份、稳定剂4份、乳化剂5份、敏化剂2份、水6份、尿素13份、润湿剂0.5份。
油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡5份、润滑油4份、凡士林6份、硅油3份。
乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇脂肪酸酯，混合比例2：1。
润湿剂为正丁醇。
敏化剂为碳酸氢钠。
一种光面爆破用乳化炸药的制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至112℃，保温25min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度65℃、加热时长16min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至105℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
实施例3
本实施例提供了一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵70份、油相材料15份、硝酸钠13份、甲基三氯硅烷50份、无水甲醇25份、石油醚15份、稳定剂4份、乳化剂8份、敏化剂3份、水6份、尿素15份、润湿剂0.5份。
油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡6份、润滑油4份、凡士林7份、硅油2份。
乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯，混合比例2:2:1。
润湿剂为正丁醇。
敏化剂为碳酸氢钠。
一种光面爆破用乳化炸药的制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至115℃，保温25min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度66℃、加热时长17min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至108℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
实施例4
本实施例提供了一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵75份、油相材料18份、硝酸钠14份、甲基三氯硅烷52份、无水甲醇28份、石油醚18份、稳定剂5份、乳化剂8份、敏化剂3份、水10份、尿素14份、润湿剂0.7份。
油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡7份、润滑油4份、凡士林8份、硅油2份。
乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯,混合比例为1：2：3：1。
润湿剂为异丙醇。
敏化剂为亚硝酸钠。
一种光面爆破用乳化炸药的制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至118℃，保温28min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度68℃、加热时长18min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至108℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
实施例5
本实施例提供了一种光面爆破用乳化炸药，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵80份、油相材料20份、硝酸钠15份、甲基三氯硅烷55份、无水甲醇30份、石油醚20份、稳定剂5份、乳化剂10份、敏化剂4份、水10份、尿素15份、润湿剂1份。
油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡8份、润滑油5份、凡士林10份、硅油3份。
乳化剂为聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯，混合比例1：1。
润湿剂为正丁醇。
敏化剂为亚硝酸钠。
一种光面爆破用乳化炸药的制备方法，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至120℃，保温30min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度70℃、加热时长20min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至110℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
实验对照例
针对上述1-5中的乳化炸药的爆破性能，现对其硬度、药卷密度、爆速进行测试，其测试结果如下表所示：
由上表数据可得出，乳化炸药的硬度较小，其柔软性较好，药卷密度较低，可得出其内部的水相溶液与油相溶液混合度较高，相比于现有的乳化炸药，其爆速更快，从而可使乳化炸药的爆破力度大大提高，使之在隧道光面爆破上应用性更强。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，包括按照重量份计的如下组份：硝酸铵65-80份、油相材料10-20份、硝酸钠11-15份、甲基三氯硅烷40-55份、无水甲醇20-30份、石油醚10-20份、稳定剂3-5份、乳化剂5-10份、敏化剂2-4份、水5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，还包括尿素10-15份。
3.根据权利要求1所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，还包括润湿剂0.5-1份。
4.根据权利要求1所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，所述油相材料包括按照重量份计的如下组份：石蜡5-8份、润滑油3-5份、凡士林5-10份、硅油1-3份。
5.根据权利要求1所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，所述乳化剂为丙二醇脂肪酸酯、二乙二醇脂肪酸酯、二乙二醇单月桂酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，所述润湿剂为异丙醇、正丁醇中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种光面爆破用乳化炸药，其特征在于，所述敏化剂为亚硝酸钠、碳酸氢钠中的一种。
8.如权利要求1-7所述的一种光面爆破用乳化炸药及其制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
S1.水相制备：按重量份称取硝酸铵、硝酸钠、尿素、水并放入混合容器内采用机械搅拌混合，同时将混合容器放入烘箱内升温至110-120℃，保温20-30min，即制得水相溶液；
S2.混合液制备：按重量份称取甲基三氯硅烷、无水甲醇、石油醚，将甲基三氯硅烷、石油醚加入到反应容器中,通入干燥氮气，用氮气鼓泡代替搅拌,常温下匀速滴加无水甲醇进行反应；
S3.油相制备：再按重量份称取油相材料、润湿剂分别放入S2所制得混合溶液中加热混合搅拌，加热温度60-70℃、加热时长15-20min，即制得油相溶液；
S4.乳化：按比例称取乳化剂放入乳化器内，再依次将油相溶液、水相溶液倒入乳化器内进行保温乳化，即制得乳胶体；
S5.敏化：按比例称取乳化剂并均匀喷洒在乳胶体的表面上，并将乳胶体放置在烘箱内升温至100-110℃，再自然冷却，即制得光面爆破用乳化炸药。
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