CN107793281A - 一种爆炸焊接专用炸药及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炸药及其制造方法，特别涉及到一种爆炸焊接专用炸药及其制造方法。包括如下重量份的原料：硝酸铵75～85份，稀释剂10～20份，生物复合油相3～5份和分散剂3～5份；所述稀释剂为磷酸氢二钾、磷酸钾、过磷酸钙、氯化钾、硫铵的一种或几种组合而成。采用先混合再膨化，硝酸铵水相溶液与生物复合油相、稀释剂进行混合，膨化后稀释剂附于硝酸铵颗粒内部、表面，制得的炸药含水量小，爆速为1800～2600m/s，炸药猛度为8～10mm，殉爆距离≥4cm，通过对不同金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

Description

一种爆炸焊接专用炸药及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种炸药及其制造方法，特别涉及到一种爆炸焊接专用炸药及其制造方法。

背景技术

爆炸焊接通常用于异种金属之间的焊接。爆炸焊接利用炸药的能量，将两种或多种金属材料，在爆轰波作用下，实现高速斜碰撞而焊接在一起成为复合材料。采用爆炸焊接方法得到的金属复合板可替代价格高昂的不锈钢及有色贵重金属，被广泛运用于国防、航空、航天、石油、化工、机械制造等许多领域。

由于爆炸焊接技术的特殊要求，爆炸焊接用炸药的爆速须控制在1300m/s～2800m/s的范围内，才可以取得更好的效果。而常用的民用炸药爆速一般在3000m/s～6000m/s，因此降低爆炸焊接用炸药的爆速，具有很大的现实意义。

目前市场上使用的低爆速炸药大致分为两种：一种是单质猛炸药加稀释剂，所用的猛炸药为TNT和黑索金等军用猛炸药，这些猛炸药成本高、机械感度高、生产过程危险性高，同时该炸药在爆炸过程中产生大量的有害废气，污染环境；一种是在膨化硝铵炸药或粉状乳化炸药中加入稀释剂，如加入珍珠岩、空心玻璃微球、食盐等颗粒来降低爆速，申请号为200810230535.2的专利公开了一种贵金属复合材料爆炸焊接专用炸药及其制造方法，就在膨化硝酸铵中加入了食盐、空心玻璃微球来降低爆速。

然而常用的稀释剂如重金属氧化物、泡沫微粒、珍珠岩和食盐等存在密度、流散性及爆轰性能方面难以满足爆炸焊接使用要求。如使用食盐，其极大的吸湿性会对炸药产生结块、结粒等，大量使用还会造成土壤过于盐化，破坏周边植被，不符合可持续发展要求，而泡沫微粒和珍珠岩与炸药的堆积密度相差较大，易层聚，不易混合均匀，难以满足爆炸焊接使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有良好爆炸性能、安全性能的爆炸焊接专用炸药及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵75～85份，稀释剂10～20份，生物复合油相3～5份和分散剂3～5份；所述稀释剂为磷酸氢二钾、磷酸钾、过磷酸钙、氯化钾、硫铵的一种或几种组合而成。

本发明的有益效果在于：本发明提供的爆炸焊接专用炸药，选用的稀释剂不仅能有效吸附生物复合油相，还能与硝酸铵水溶液均匀混合，膨化后附于硝酸铵颗粒内部、表面，采用零氧平衡的炸药配方设计，具有良好的爆炸性能和安全性能，所用的原料广泛、成本低廉。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为92.5％～93.0％硝酸铵水相溶液，稀释剂加入所述硝酸铵水相溶液中，于120～130℃的条件下加热，搅拌5～15min；

步骤2、生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别进行过滤，收集滤液后混合，喷雾干燥制粉，经膨化处理后得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、分散剂与步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品混合，冷却至50℃以下，后装药包装，制得爆炸焊接专用炸药。

本发明的有益效果在于：本发明提供的爆炸焊接专用炸药的制造方法，采用先混合再膨化，硝酸铵水相溶液与生物复合油相、稀释剂进行液态准分子状态的混合，膨化后稀释剂附于硝酸铵颗粒内部、表面，混合均匀性大大提高，制得的炸药含水量小，爆速为1800～2600m/s，炸药猛度为8～10mm，殉爆距离≥4cm，通过对不同金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的一种爆炸焊接专用炸药的制造方法工艺流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:采用先混合再膨化，硝酸铵水相溶液与生物复合油相、稀释剂进行混合，之后再进行膨化，制得的炸药具有良好的爆炸性能和安全性能。

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵75～85份，稀释剂10～20份，生物复合油相3～5份和分散剂3～5份；所述稀释剂为磷酸氢二钾、磷酸钾、过磷酸钙、氯化钾、硫铵的一种或几种组合而成。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的爆炸焊接专用炸药，选用的稀释剂不仅能有效吸附生物复合油相，还能与硝酸铵水溶液均匀混合，膨化后附于硝酸铵颗粒内部、表面，采用零氧平衡的炸药配方设计，具有良好的爆炸性能和安全性能，所用的原料广泛、成本低廉。

进一步的，所述稀释剂的颗粒度为60～80目。

由上述描述可知，该稀释剂选用60～80目颗粒度，不仅能更加有效吸附生物复合油相，还能与硝酸铵水溶液混合均匀，膨化后附于硝酸铵颗粒内部、表面。

进一步的，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4。

由上述描述可知，所述的生物复合油相是以废弃动植物油脂为主要原料，经过一定的物理工艺处理，辅之以高热值并具有催化活性的材料对其改性制备而得，变废为宝；将废弃动植物油脂用于制备爆炸焊接专用炸药复合油相，具有良好的爆炸性能，符合GB28286-2012《工业炸药通用技术条件》，一定程度上减少了民爆行业对石油产品的依赖性，使问题繁多的“地沟油”得到了资源化利用，具有良好的经济及社会效益。

进一步的，所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯((抗氧剂1010)、2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、2，4，6-三叔丁基苯酚(抗氧剂246)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的一种或几种组合而成。

进一步的，所述分散剂为木粉或秸秆粉。

由上述描述可知，秸秆粉主要采用粮食类产品加工废弃的余料作为生产原料，来源广泛且成本低廉，而且具有加工方法简单、性能更优等特性，属于可再生资源。

进一步的，所述分散剂为秸秆粉，所述秸秆粉为玉米秸秆粉、水稻秸秆粉或小麦秸秆粉，所述秸秆粉为80％过40～60目的秸秆粉。

由上述描述可知，生产木粉要消耗大量树木，与国家环保政策不相符，一般选用秸秆粉，选用80％过40～60目的秸秆粉既可起到可燃剂、疏松剂、敏化剂等多重作用，又能起到密度调节，防止炸药结块的作用，改善炸药的流散性，从而使炸药爆速控制在一定的范围，获得能满足金属板材焊接用低爆速炸药。

进一步的，所述秸秆粉的水分含量≤0.5％。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为92.5％～93.0％硝酸铵水相溶液，稀释剂加入所述硝酸铵水相溶液中，于120～130℃的条件下加热，搅拌5～15min；

步骤2、生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别进行过滤，收集滤液后混合，喷雾干燥制粉，经膨化处理后得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、分散剂与步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品混合，冷却至50℃以下后装药包装，即制得爆炸焊接专用炸药。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的爆炸焊接专用炸药的制造方法，采用先混合再膨化，硝酸铵水相溶液与生物复合油相、稀释剂进行液态准分子状态的混合，膨化后稀释剂附于硝酸铵颗粒内部、表面，混合均匀性大大提高，制得的炸药含水量小，爆速为1800～2600m/s，炸药猛度为8～10mm，殉爆距离≥4cm。通过对不同金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

实施例1

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵75份，稀释剂10份，生物复合油相3份，分散剂3份；所述稀释剂为磷酸氢二钾，所述分散剂为玉米秸秆粉，玉米秸秆粉水分含量≤0.5％。

如图1所示，本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、称取75kg硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为92.5％硝酸铵水相溶液，称取10kg颗粒度为60目的磷酸氢二钾加入所述硝酸铵水相溶液中，于120℃的条件下加热，搅拌5min；

步骤2、称取3kg生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别通过过滤器进行过滤，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4，所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚(BHA)。收集滤液，分别通过计量泵，打人混合器(或管道、或静态混合器)中，在液态状态下使用机械方法进行混合，得到悬浮状混合分散体系，再通过真空或螺秆泵输送至真空结晶机，进行喷雾干燥制粉，脱除悬浮液体系中的水分，在进入膨化结晶机进行膨化处理得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品通过定量螺旋，在低速转动的混合器或螺旋中，加入3kg 80％过40目的玉米秸秆粉进行混合，再经凉药螺旋后，冷却至50℃，送入装药工房，进行装药包装。产品性能检测为爆速2578m/s、猛度9.5mm、殉爆距离7cm。制得的炸药经过金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

实施例2

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵80份，稀释剂15份，生物复合油相4份，分散剂4份；所述稀释剂为磷酸钾，所述分散剂为水稻秸秆粉，水稻秸秆粉的水分含量≤0.5％。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、称取80kg硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为92.7％硝酸铵水相溶液，称取15kg颗粒度为70目的磷酸钾加入所述硝酸铵水相溶液中，于125℃的条件下加热，搅拌12min；

步骤2、称取4kg生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别通过过滤器进行过滤，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯((抗氧剂1010)。收集滤液，分别通过计量泵，打人混合器(或管道、或静态混合器)中，在液态状态下使用机械方法进行混合，得到悬浮状混合分散体系，再通过真空或螺秆泵输送至真空结晶机，进行喷雾干燥制粉，脱除悬浮液体系中的水分，在进入膨化结晶机进行膨化处理得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品通过定量螺旋，在低速转动的混合器或螺旋中，加入4kg 80％过50目的水稻秸秆粉进行混合，再经凉药螺旋后，冷却至48℃，送入装药工房，进行装药包装。产品性能检测为爆速2450m/s、猛度8.9mm、殉爆距离5cm。制得的炸药经过金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

实施例3

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵85份，稀释剂20份，生物复合油相5份，分散剂5份；所述稀释剂为过磷酸钙，所述分散剂为小麦秸秆粉，小麦秸秆粉的水分含量≤0.5％。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、称取85kg硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为93.0％硝酸铵水相溶液，称取20kg颗粒度为80目的过磷酸钙加入所述硝酸铵水相溶液中，于130℃的条件下加热，搅拌10min；

步骤2、称取5kg生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别通过过滤器进行过滤，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)。收集滤液，分別通过计量泵，打人混合器(或管道、或静态混合器)中，在液态状态下使用机械方法进行混合，得到悬浮状混合分散体系，再通过真空或螺秆泵输送至真空结晶机，进行喷雾干燥制粉，脱除悬浮液体系中的水分，在进入膨化结晶机进行膨化处理得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品通过定量螺旋，在低速转动的混合器或螺旋中，加入5kg 80％过60目的小麦秸秆粉进行混合，再经凉药螺旋后，冷却至45℃，送入装药工房，进行装药包装。产品性能检测为爆速2100m/s、猛度8.5mm、殉爆距离5cm。制得的炸药经过金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

实施例4

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵85份，稀释剂20份，生物复合油相5份，分散剂5份；所述稀释剂为氯化钾，所述分散剂为小麦秸秆粉，小麦秸秆粉的水分含量≤0.5％。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、称取85kg硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为93.0％硝酸铵水相溶液，称取20kg颗粒度为80目的氯化钾加入所述硝酸铵水相溶液中，于130℃的条件下加热，搅拌15min；

步骤2、称取5kg生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别通过过滤器进行过滤，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4，所述抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚(抗氧剂246)和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的混合物。收集滤液，分別通过计量泵，打人混合器(或管道、或静态混合器)中，在液态状态下使用机械方法进行混合，得到悬浮状混合分散体系，再通过真空或螺秆泵输送至真空结晶机，进行喷雾干燥制粉，脱除悬浮液体系中的水分，在进入膨化结晶机进行膨化处理得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品通过定量螺旋，在低速转动的混合器或螺旋中，加入5kg 80％过60目的小麦秸秆粉进行混合，再经凉药螺旋后，冷却至46℃，送入装药工房，进行装药包装。产品性能检测为爆速1917m/s、猛度8.2mm、殉爆距离5cm。制得的炸药经过金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

实施例5

一种爆炸焊接专用炸药，包括如下重量份的原料：硝酸铵85份，稀释剂20份，生物复合油相5份，分散剂5份；所述稀释剂为硫铵，所述分散剂为小麦秸秆粉，小麦秸秆粉的水分含量≤0.5％。

本发明还提供一种上述爆炸焊接专用炸药的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、称取85kg硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为93.0％硝酸铵水相溶液，称取20kg颗粒度为80目的硫铵加入所述硝酸铵水相溶液中，于130℃的条件下加热，搅拌10min；

步骤2、称取5kg生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别通过过滤器进行过滤，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4，所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯((抗氧剂1010)、2，6-二叔丁基对甲酚(BHT)、2，4，6-三叔丁基苯酚(抗氧剂246)、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的一种或几种组合而成。收集滤液，分別通过计量泵，打人混合器(或管道、或静态混合器)中，在液态状态下使用机械方法进行混合，得到悬浮状混合分散体系，再通过真空或螺秆泵输送至真空结晶机，进行喷雾干燥制粉，脱除悬浮液体系中的水分，在进入膨化结晶机进行膨化处理得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品通过定量螺旋，在低速转动的混合器或螺旋中，加入5kg 80％过60目的小麦秸秆粉进行混合，再经凉药螺旋后，冷却至40℃，送入装药工房，进行装药包装。产品性能检测为爆速1850m/s、猛度8.3mm、殉爆距离5cm。制得的炸药经过金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

综上所述，本发明提供的爆炸焊接专用炸药，选用的稀释剂不仅能有效吸附生物复合油相，还能与硝酸铵水溶液均匀混合，膨化后附于硝酸铵颗粒内部、表面，采用零氧平衡的炸药配方设计，具有良好的爆炸性能和安全性能，所用的原料广泛、成本低廉。

稀释剂选用60～80目颗粒度，不仅能更加有效吸附生物复合油相，还能与硝酸铵水溶液混合均匀，膨化后附于硝酸铵颗粒内部、表面。生物复合油相是以废弃动植物油脂为主要原料，经过一定的物理工艺处理，辅之以高热值并具有催化活性的材料对其改性制备而得，可以变废为宝。秸秆粉主要采用粮食类产品加工废弃的余料作为生产原料，来源广泛且成本低廉，而且具有加工方法简单、性能更优等特性，属于可再生资源。生产木粉要消耗大量树木，与国家环保政策不相符，一般选用秸秆粉，选用80％过40～60目的秸秆粉既可起到可燃剂、疏松剂、敏化剂等多重作用，又能起到密度调节，防止炸药结块的作用，改善炸药的流散性，从而使炸药爆速控制在一定的范围，获得能满足金属板材焊接用低爆速炸药。

本发明提供的爆炸焊接专用炸药的制造方法，采用先混合再膨化，硝酸铵水相溶液与生物复合油相、稀释剂进行液态准分子状态的混合，膨化后稀释剂附于硝酸铵颗粒内部、表面，混合均匀性大大提高，制得的炸药含水量小，爆速为1800～2600m/s，药猛度为8～10mm，殉爆距离≥4cm，通过对不同金属不锈钢与碳钢、铜及铜合金、钛及钛合金等的爆炸复合试验及爆炸后的超声波探伤检测，复合率达100％。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种爆炸焊接专用炸药，其特征在于，包括如下重量份的原料：硝酸铵75～85份，稀释剂10～20份，生物复合油相3～5份和分散剂3～5份；所述稀释剂为磷酸氢二钾、磷酸钾、过磷酸钙、氯化钾、硫铵的一种或几种组合而成。

2.根据权利要求1所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述稀释剂的颗粒度为60～80目。

3.根据权利要求1所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述生物复合油相包括地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸，所述地沟油、煎炸老油、微晶蜡、生物柴油、抗氧剂和硬脂酸的质量比为30:35:15:15:1:4。

4.根据权利要求3所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述抗氧剂为丁基羟基茴香醚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，6-二叔丁基对甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的一种或几种组合而成。

5.根据权利要求1所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述分散剂为木粉或秸秆粉。

6.根据权利要求1所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述分散剂为秸秆粉，所述秸秆粉为玉米秸秆粉、水稻秸秆粉或小麦秸秆粉，所述秸秆粉为80％过40～60目的秸秆粉。

7.根据权利要求5和6任一所述的爆炸焊接专用炸药，其特征在于，所述秸秆粉的水分含量≤0.5％。

8.根据权利要求1～7任一所述的爆炸焊接专用炸药的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、硝酸铵加入水中溶解配制成质量分数为92.5％～93.0％硝酸铵水相溶液，稀释剂加入所述硝酸铵水相溶液中，于120～130℃的条件下加热，搅拌5～15min；

步骤2、生物复合油相和步骤1所得硝酸铵水相溶液分别进行过滤，收集滤液后混合，喷雾干燥制粉，经膨化处理后得到爆炸焊接专用炸药半成品；

步骤3、分散剂与步骤2所得的爆炸焊接专用炸药半成品混合，冷却至50℃以下后装药包装，制得爆炸焊接专用炸药。