CN109134167A - 新型乳化爆破剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型乳化爆破剂及其制备方法，包括乳胶基质和敏化材料，所述乳胶基质由以下组份组成：硝酸铵、硝酸钠、水、可燃剂和乳化剂，所述敏化材料为空心玻璃微珠或塑料微球；其具体制备方法为：(1)制备水相溶液；(2)制备油相溶液；(3)制备乳胶基；(4)敏化：将乳胶基质和敏化材料充分搅拌，制得乳化爆破剂。本发明制备的新型乳化爆破剂属于无雷管感度乳化炸药，使用大包袋装，具有粘度低、流散性好、产品性能稳定等优点，可在爆破作业现场直接人工倾倒式装填。

Description

新型乳化爆破剂及其制备方法
技术领域
本发明属于工业炸药技术领域，具体涉及一种新型乳化爆破剂及其制备方法。
背景技术
乳化炸药是一种以氧化剂水溶液为分散相，以不溶于水的含碳可燃剂为连续相，借助乳化作用和敏化作用形成的一种油包水型特殊结构的含水混合炸药，它具有抗水性好、爆炸性能优、产品有毒有害气体少等优点，已成为国内工业炸药主要品种；乳化炸药按照雷管感度可分为有雷管感度乳化炸药和无雷管感度的乳化爆破剂。
有雷管感度乳化炸药常温呈膏状，粘度大、流散性差，为方便使用现均采用塑料膜包装成管状药卷，制成包装乳化炸药，但包装成本高，采用人工装药效率低，人工成本也较高，且难以炸药与炮孔难以耦合造成利用率低，同时，还可能出现空腔、卡孔等问题影响爆破质量。
现场混装乳化炸药是通过混装车将地面制备站制备好的乳胶基质或者水油相，连同敏化材料和其他添加剂运输至爆破作业现场，现场混制敏化形成炸药，采用机械式管道输送装药。它具有装填效率高、炮孔利用率用高、爆破成本低且爆破块度均匀等优势，但局限在水利设施建设、大型矿山开采等大型爆破工程中使用，而我国爆破工程总体规模均较小，国内众多中小爆破企业及其对应爆破工程极难享受到混装乳化炸药带来的便利和实惠。
因此，发明一种区别于包装乳化炸药和现场混装乳化炸药的新型乳化爆破剂具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种区别于包装炸药和混装乳化炸药的新型乳化爆破剂及其制备方法，该乳化爆破剂粘度低、性能稳定、能够实现人工倾倒式装填，使得爆破人工装药得到简化。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型乳化爆破剂，包括乳胶基质和敏化材料，其特征在于，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵65％～75.5％，硝酸钠5％～10％，水15％～20％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％；所述敏化材料为空心玻璃微珠或塑料微球，所述空心玻璃微珠的量为乳胶基质的质量的1.7％-3.6％，所述塑料微球的量为乳胶基质的质量的0.3％～1％。
进一步，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵69％～75.5％，硝酸钠5％～10％，水15％～20％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
进一步，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵70％～75.5％，硝酸钠5％～9％，水15％～18％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
进一步，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵70％～72％，硝酸钠5％～9％，水15％～18％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
进一步，所述可燃剂为柴机混合油或白油，所述柴机混合油中含有40％～80％的柴油，余量为机油。
进一步，所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂。
进一步，所述空心玻璃微珠的粒径0.01～0.12mm，密度为0.10～0.35g/cm3，所述塑料微球的粒径0.02～0.1mm，密度为0.03～0.15g/cm3。
上述新型乳化爆破剂采用如下制备方法获得：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在80～90℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在30℃～70℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和敏化材料充分搅拌，制得乳化爆破剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的新型乳化爆破剂粘度低、流散性好的特点，采用大包袋装，在爆破作业现场可采用直接人工倾倒的方式灌注入炮孔，装药效率相较于包装乳化炸药大幅提高，能够实现类似于现场混装炸药的耦合式装药以提高装药质量和炮孔利用率。
2、本发明制备的新型乳化爆破剂无雷管感度，安全性高，大包袋装的方式生产相较于包装乳化炸药生产在线人数少，利于企业实现民爆行业要求的生产线少(无)人化的安全发展目标。
3、本发明制备的新型乳化爆破剂采用大包袋装成本其低于纸箱包装型乳化炸药，从而节约人工成本和材料成本。
4、本发明采用空心玻璃微珠或塑料微球作为敏化材料，消除了温度对敏化效果的影响，相较于现场混装乳化炸药产品性能更为稳定。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明方法进行详细说明。本发明所采用原料无特殊说明，均为市售。
一、制备新型乳化爆破剂的方法
实施例1
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵65％，硝酸钠9％，水20％，白油4％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂2％；敏化材料为空心玻璃微珠，平均粒径为0.01mm，密度为0.10g/cm3，空心玻璃微珠的量为乳胶基质的质量的1.7％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在80℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在55℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和空心玻璃微珠充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂冷却至55℃装入散装大包袋中封口。
实施例2
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵75.5％，硝酸钠4％，水15％，柴油2.5％，机油1.5％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂1.5％；敏化材料为空心玻璃微珠，平均粒径为0.12mm，密度为0.35g/cm3，空心玻璃微珠的量为乳胶基质的质量的3.6％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在90，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在55℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和空心玻璃微珠充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂冷却后，装入散装大包袋中封口。
实施例3
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵66％，硝酸钠10％，水17％，柴油3.6％，机油0.9％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂2.5％；敏化材料为塑料微球，平均粒径为0.02mm，密度为0.03g/cm3，塑料微球的量为乳胶基质的质量的0.3％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在85℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在30℃；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质，冷却至30℃，得到油相溶液；
(4)敏化：将乳胶基质和塑料微球充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂装入散装大包袋中封口。
实施例4
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵69％，硝酸钠8％，水16％，白油5％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂2％；敏化材料为塑料微球，平均粒径为0.06mm，密度为0.10g/cm3，塑料微球的量为乳胶基质的质量的0.8％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在80℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在50℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和塑料微球充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂冷却至55℃装入散装大包袋中封口。
实施例5
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵72％，硝酸钠5％，水18％，白油3％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂2％；敏化材料为塑料微球，平均粒径为0.1mm，密度为0.15g/cm3，塑料微球的量为乳胶基质的质量的1％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在88℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在55℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和塑料微球充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂冷却至40℃，装入散装大包袋中封口。
实施例6
一种新型乳化爆破剂，由乳胶基质和敏化材料组成，乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵70％，硝酸钠7％，水17％，柴油2％，机油2％，聚异丁烯丁二酸酐乳化剂2％；敏化材料为空心玻璃微珠，平均粒径为0.085mm，密度为0.2g/cm3，空心玻璃微珠的量为乳胶基质的质量的2.4％。
上述新型乳化爆破剂的制备方法为：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在80℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在70℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和塑料微球充分搅拌，制得乳化爆破剂；
(5)装药：将乳化爆破剂冷却至50℃装入散装大包袋中封口。
二、对实施例1至6制备的新型乳化爆破剂进行相关性能测试，结果如表1所示。
表1为实施例1至6制备的新型乳化爆破剂相关性能测试结果
从上述表1可知，本发明制备的新型乳化爆破剂经测试，无雷管感度；25℃下该乳化爆破剂粘度远低于现有的混装乳化炸药(25000～100000cP，25℃)和包装乳化炸药(粘度300000～2000000cP，25℃)，而低粘度的特性使得其具有良好的流散性可实现现场人工倾倒式装药，能够使用起爆具正常起爆，爆炸性能稳定。
三、实施例1至6制备的新型乳化爆破剂的使用方法
实施例大包散装新型乳化爆破剂运输至爆破作业现场后，按照以下方法使用：
1、实施例1、2、3使用2号岩石乳化炸药加工起爆药包，将起爆药包装入孔内后，将大包袋口切开后对准炮孔，捏住袋尾向炮孔内快速倾倒的方式装药，装药完毕后，连接起爆网路起爆。
2、实施例4、5、6使用起爆具，将起爆药包装入孔内后，将大包袋口切开后对准炮孔，捏住袋尾向炮孔内快速倾倒的方式装药，装药完毕后，连接起爆网路起爆。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种新型乳化爆破剂，包括乳胶基质和敏化材料，其特征在于，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵65％～75.5％，硝酸钠5％～10％，水15％～20％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％；所述敏化材料为空心玻璃微珠或塑料微球，所述空心玻璃微珠的量为乳胶基质的质量的1.7％-3.6％，所述塑料微球的量为乳胶基质的质量的0.3％～1％。
2.根据权利要求1所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵69％～75.5％，硝酸钠5％～10％，水15％～20％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
3.根据权利要求2所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵70％～75.5％，硝酸钠5％～9％，水15％～18％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
4.根据权利要求3所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述乳胶基质由如下质量百分数的组份组成：硝酸铵70％～72％，硝酸钠5％～9％，水15％～18％，可燃剂3％～5％，乳化剂1.5％～2.5％。
5.根据权利要求1所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述可燃剂为柴机混合油或白油，所述柴机混合油中含有40％～80％的柴油，余量为机油。
6.根据权利要求1所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂。
7.根据权利要求1所述的新型乳化爆破剂，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径0.01～0.12mm，密度为0.10～0.35g/cm3，所述塑料微球的粒径0.02～0.1mm，密度为0.03～0.15g/cm3。
8.根据权利要求1-7任一项所述的新型乳化爆破剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)水相制备：按上述配比将水、硝酸铵和硝酸钠混合加热溶化，搅拌均匀，温度保持在80～90℃，得到水相溶液；
(2)油相制备：按上述配比将可燃剂和乳化剂搅拌混匀，温度保持在30℃～70℃，得到油相溶液；
(3)制备乳胶基质：将上述水相溶液和油相熔液分别泵送入乳化器，制得乳胶基质；
(4)敏化：将乳胶基质和敏化材料充分搅拌，制得乳化爆破剂。
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