CN108440224A - 一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠15‑35份、水65‑85份、尿素与硫脲共1.5‑5份、植物胶0.3‑1.2份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵30‑50份、水50‑60份、脲盐1.0‑2.5份、硫氰酸钠5‑9份、植物胶0.3‑1.2份；乳化炸药中高温专用化学敏化剂的制备方法，包括以下步骤组成：1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌40‑60分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；本发明改善了敏化效果，稳定提高了炸药性能指标，无论在中低温敏化工艺条件下应用，还是在中高温敏化工艺条件下应用均有显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及化学敏化技术领域，具体是一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂及其制备方法。
背景技术
乳化炸药的生产过程中，将一定比例的水相、油相溶液混合并经乳化器的机械作用(如搅拌、剪切等)后形成了W／0型结构的乳化基质，该乳化基质密度大，一般1.37-1．43g．cm3 左右，基本不具备雷管感度。为使其达到民用爆破工程使用要求的商品炸药，须对其进行敏化，调节乳化炸药的密度和能量，方法是向乳化基质内引入均匀微小气泡。引入气泡的方法有三种：一种是物理敏化，即掺入含气泡的材料，如珍珠岩和玻璃微球，利用其空穴内气体，在引爆药作用下绝热压缩形成“热点”，实现敏化。一种是化学敏化，向乳化基质中加入化学材料，使之在冷却混拌过程中发生化学反应放出气体，滞留在内形成气泡，并均匀分布在乳化基质中，从而达到敏化目的。还有一种就是将前两种敏化方法结合使用，称为复合敏化。敏化技术是制约乳化炸药生产技术发展的关键因素之一，敏化的质量直接影响其爆轰性能和储存稳定性。
国内物理敏化大多采用的膨胀珍珠岩作为敏化剂，缺点是敏化的炸药爆轰性能指标偏低，生产车间珍珠岩粉尘存在环境污染，影响工人身体健康。国内化学敏化剂有无机和有机两大类。无机化学敏化剂主要有亚硝酸盐、碳酸盐和氯化铵等。有机化学敏化剂主要有偶氮铵基苯，发泡剂H、发泡剂AG和一些肼类化合物等。无机化学敏化剂发泡速度快，气泡大，敏化质量不易控制。有机化学敏化剂发泡质量好，但价格昂贵，易燃烧，生产使用过程中安全隐患多，如H发泡剂在夏季高温期间国内炸药生产单位使用时曾多次发生自燃事故，因此针对现有技术问题，现提出一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠15-35份、水65-85份、尿素与硫脲共1.5-5份、植物胶0.3-1.2份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵30-50份、水50-60份、脲盐1.0-2.5份、硫氰酸钠5-9份、植物胶0.3-1.2份。
作为本发明进一步的方案：所述乳化炸药中高温专用化学敏化剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠19-30份、水70-80份、尿素与硫脲共2-4份、植物胶0.4-0.8份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵40-48份、水54-58份、脲盐1.2-1.8份、硫氰酸钠6-8份、植物胶0.4-0.8份。
作为本发明进一步的方案：所述乳化炸药中高温专用化学敏化剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠25份、水74份、尿素与硫脲共3份、植物胶0.6份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵46份、水56份、脲盐1.6份、硫氰酸钠7份、植物胶0.6份。
所述乳化炸药中高温专用化学敏化剂的制备方法，包括以下步骤组成：
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌30-60分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌40-60分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌30-60分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌60-120分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
作为本发明进一步的方案：所述乳化炸药中高温专用化学敏化剂，敏化剂和促进剂的体积比为3:4-4:7。
作为本发明进一步的方案：步骤1）中水温不超过30℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明改善了敏化效果，稳定提高了炸药性能指标，无论在中低温敏化工艺条件下应用，还是在中高温敏化工艺条件下应用均有显著提高；原材料简单易购，成本低廉；拓展了化学敏化工艺温度范围，冬季可提高乳化基质敏化温度，解决现有化学敏化剂冬季发泡不完全缺陷，保证炸药爆轰性能；生产过程不产生有毒有害气体，敏化反应中主要生成氮气，化学性质稳定，对人体无害，对环境无污染。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠15份、水65份、尿素与硫脲共1.5份、植物胶0.3份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵30份、水50份、脲盐1份、硫氰酸钠5份、植物胶0.3份。
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌30分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌40分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌30分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌60分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
实施例2
本发明实施例中，一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠35份、水85份、尿素与硫脲共5份、植物胶1.2份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵50份、水60份、脲盐2.5份、硫氰酸钠9份、植物胶1.2份。
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌60分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌60分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的热水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌60分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌120分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
实施例3
本发明实施例中，一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠19份、水70份、尿素与硫脲共2份、植物胶0.4份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵40份、水54份、脲盐1.2份、硫氰酸钠6份、植物胶0.4份。
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌30分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌40分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌30分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌60分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
实施例4
本发明实施例中，一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠30份、水80份、尿素与硫脲共4份、植物胶0.8份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵48份、水58份、脲盐1.8份、硫氰酸钠8份、植物胶0.8份。
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌60分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌60分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌60分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌120分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
实施例5
本发明实施例中，一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠25份、水74份、尿素与硫脲共3份、植物胶0.6份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵46份、水56份、脲盐1.6份、硫氰酸钠7份、植物胶0.6份。
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入定量的水，水温不超过30℃，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌40分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌50分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入一定量的热水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌50分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌100分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
对比例1
除仅含有硝酸铵外，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比例2
除仅含有亚硝酸钠外，其配方及制备过程与实施例5一致
对比例3
除不含有硝酸铵、亚硝酸钠，其配方及制备过程与实施例5一致。
分别在中低温敏化工艺条件下（敏化温度47-52℃）和在中高温敏化工艺条件下（敏化温度53-58℃）应用，根据乳化炸药敏化发泡密度常规要求，每吨产品加入量：敏化剂为3000-4000毫升，促进剂2800-3500毫升；敏化剂、促进剂可根据乳化炸药实际生产过程，混合后加入或者分别单独加入，与乳化基质物料必须混拌均匀。
按国家标准JC/T 984-2011《乳化炸药》中规定检测根据本发明实施例1-5与对比例1-3用于乳化炸药生产过程而生产的乳化炸药的性能，具体性能指标见表1-2：
中低温敏化工艺条件下乳化炸药主要性能检测数据对比表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 殉爆距离/cm | 5.3 | 5.8 | 6.1 | 5.6 | 6.8 | 2.8 | 3.1 | 1.9 |
| 爆速/m/s | 5127 | 5276 | 5284 | 5205 | 5375 | 2756 | 3412 | 1785 |
| 猛度/mm | 16.1 | 16.5 | 17.3 | 16.2 | 17.8 | 7.8 | 15.6 | 5.7 |
中高温敏化工艺条件下乳化炸药主要性能检测数据对比表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 殉爆距离/cm | 5.2 | 5.7 | 6.1 | 6.4 | 6.9 | 3.1 | 5.2 | 2.1 |
| 爆速/m/s | 5112 | 5182 | 5238 | 5301 | 5385 | 2747 | 3627 | 1986 |
| 猛度/mm | 16.1 | 16.8 | 17.6 | 18.2 | 18.7 | 9.7 | 14.5 | 6.2 |
由上表可见，乳化炸药主要性能指标经实践测定，无论在中低温敏化工艺条件下（敏化温度（47-52℃）应用，还是在中高温敏化工艺条件下（敏化温度53-58℃）应用均有显著提高。
本发明中，亚硝酸铵和硝酸铵在一定配方比例的催化剂共同作用下，持续稳定的发生化学反应，产生气体直径细微的并能在乳化基质中稳定存在，且为对人体无害的氮气气泡，化学性质稳定，对环境无污染；本发明改善了敏化效果，稳定提高了炸药性能指标，无论在中低温敏化工艺条件下应用，还是在中高温敏化工艺条件下应用均有显著提高；原材料简单易购，成本低廉；拓展了化学敏化工艺温度范围，冬季可提高乳化基质敏化温度，解决现有化学敏化剂冬季发泡不完全缺陷，保证炸药爆轰性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种乳化炸药中高温专用化学敏化剂，其特征在于，包括敏化剂和促进剂，敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠15-35份、水65-85份、尿素与硫脲共1.5-5份、植物胶0.3-1.2份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵30-50份、水50-60份、脲盐1.0-2.5份、硫氰酸钠5-9份、植物胶0.3-1.2份。
2.根据权利要求1所述的乳化炸药中高温专用化学敏化剂，其特征在于，所述敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠19-30份、水70-80份、尿素与硫脲共2-4份、植物胶0.4-0.8份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵40-48份、水54-58份、脲盐1.2-1.8份、硫氰酸钠6-8份、植物胶0.4-0.8份。
3.根据权利要求2所述的乳化炸药中高温专用化学敏化剂，其特征在于，所述敏化剂包括以下按照重量份的原料：亚硝酸钠25份、水74份、尿素与硫脲共3份、植物胶0.6份；促进剂包括以下按照重量份的原料：硝酸铵46份、水56份、脲盐1.6份、硫氰酸钠7份、植物胶0.6份。
4.根据权利要求1-3任一所述的乳化炸药中高温专用化学敏化剂，其特征在于，所述敏化剂和促进剂的体积比为3:4-4:7。
5.一种如权利要求1-4任一所述的乳化炸药中高温专用化学敏化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤组成：
1）将亚硝酸钠、水、尿素与硫脲和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，待出现黏稠状态时，加入亚硝酸钠，搅拌30-60分钟使其充分溶解，然后加入尿素与硫脲，再次搅拌40-60分钟使其充分溶解混合均匀，制得敏化剂；
2）将硝酸铵、水、脲盐、硫氰酸钠和植物胶按配方比例称取后备用，在机械或人工搅拌的容器里先加入水，然后加入植物胶，充分搅拌均匀，加入硝酸铵搅拌30-60分钟使其充分溶解，再加入硫氰酸钠和脲盐，最后搅拌60-120分钟使其充分溶解混合均匀，制得促进剂。
6.根据权利要求4所述的乳化炸药中高温专用化学敏化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中水温不超过30℃。
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