CN109180396A - 一种中低温敏化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：水60wt％～70wt％；分散剂0.01wt％～0.1wt％；表面活性剂1wt％～6wt％；十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；硫氰酸钠0～10wt％；亚硝酸钠20wt％～30wt％；聚丙烯酰胺0～1wt％。与现有技术相比，本发明提供的中低温敏化剂采用特定含量组分，实现较好的相互作用，能够在短时间内使敏化温度为38℃～80℃的乳胶基质快速发泡，发泡效率高，并且所述乳胶基质加入本发明提供的中低温敏化剂10min～15min后，药体基本已发泡完全，后效小，适用于中低温敏化工艺的乳化炸药生产。
Description
技术领域
本发明涉及乳化炸药生产技术领域，更具体地说，是涉及一种中低温敏化剂及其制备方法。
背景技术
乳化炸药的主要成分除了氧化剂、可燃剂和水以及改善炸药物理性质的组分除外，很重要的一个组分就是敏化剂。由于乳化炸药中含有一定量的水，使得炸药变得较为钝感而难以起爆和传爆，所以采取敏化技术来改善乳化炸药的起爆和传爆性是尤为重要的。化学敏化是利用某些化学物质在特定条件下反应产生气体，这些气体以微小气泡的形态均匀的分布在乳化炸药中来调节乳化炸药的密度，从而提高乳化炸药的爆轰感度。
目前，国内乳化炸药连续生产线中使用较多的是采取亚硝酸钠、水和其他辅助添加物的混合溶液作为乳化炸药化学发泡的敏化剂，发泡机理如下：
NH4NO3+NaNO2→NH4NO2+NaNO3；
NH4NO2→N2↑+2H2O；
亚硝酸铵分解产生的氮气以微小气泡的形式分布在乳化炸药的基质内，降低基质的密度，形成有益于起爆和传爆的“热点”中心，改善炸药的爆炸性能。
由于现有乳化炸药生产线敏化温度为38℃～42℃，在这种温度条件下，现有技术中的敏化剂对乳胶基质的发泡作用慢，且需要保持一定温度下一至两个半小时内才能起完全发泡作用，且后续发泡还会持续四至五个小时，后效大，容易对炸药装药过程造成影响，并且成品后的炸药易出现爆条等现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中低温敏化剂及其制备方法，本发明提供的中低温敏化剂发泡速度快、效率高且后效小。
本发明提供了一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：
水60wt％～70wt％；
分散剂0.01wt％～0.1wt％；
表面活性剂1wt％～6wt％；
十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；
硫氰酸钠0～10wt％；
亚硝酸钠20wt％～30wt％；
聚丙烯酰胺0～1wt％。
优选的，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。
优选的，所述表面活性剂包括茶皂素和/或十二烷基苯磺酸钠。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的中低温敏化剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将水、分散剂、表面活性剂、十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺混合，得到中低温敏化剂。
优选的，步骤a)中所述混合的过程具体为：
a1)在水中加入分散剂进行第一次搅拌，得到分散剂溶液；
a2)在步骤a1)得到的分散剂溶液中加入表面活性剂进行第二次搅拌，得到混合溶液；
a3)在步骤a2)得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺进行第三次搅拌至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，完成混合过程。
优选的，步骤a1)中所述第一次搅拌的转速为100r/min～150r/min，时间为1min～2min。
优选的，步骤a2)中所述第二次搅拌的转速为80r/min～150r/min，时间为2min～3min。
优选的，步骤a3)中所述第三次搅拌的转速为150r/min～200r/min，时间为3min～4min。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的中低温敏化剂在乳化炸药生产中的应用。
本发明提供了一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：水60wt％～70wt％；分散剂0.01wt％～0.1wt％；表面活性剂1wt％～6wt％；十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；硫氰酸钠0～10wt％；亚硝酸钠20wt％～30wt％；聚丙烯酰胺0～1wt％。与现有技术相比，本发明提供的中低温敏化剂采用特定含量组分，实现较好的相互作用，能够在短时间内使敏化温度为38℃～80℃的乳胶基质快速发泡，发泡效率高，并且所述乳胶基质加入本发明提供的中低温敏化剂10min～15min后，药体基本已发泡完全，后效小，适用于中低温敏化工艺的乳化炸药生产。
此外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，适合大规模工业生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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。
本发明提供了一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：
水60wt％～70wt％；
分散剂0.01wt％～0.1wt％；
表面活性剂1wt％～6wt％；
十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；
硫氰酸钠0～10wt％；
亚硝酸钠20wt％～30wt％；
聚丙烯酰胺0～1wt％。
在本发明中，所述中低温敏化剂优选由包括以下组分的原料制备而成：
水64.98wt％～68.48wt％；
分散剂0.01wt％～0.1wt％；
表面活性剂1.1wt％～4wt％；
十二烷基醇聚氧乙烯醚0.1wt％～1wt％；
硫氰酸钠1wt％～10wt％；
亚硝酸钠20wt％～30wt％；
聚丙烯酰胺0.01wt％～0.5wt％。
在本发明中，所述分散剂优选为亚甲基双萘磺酸钠(扩散剂NNO)。本发明对所述分散剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述亚甲基双萘磺酸钠(扩散剂NNO)的市售商品即可。在本发明中，所述中低温敏化剂包括0.01wt％～0.1wt％的分散剂。
在本发明中，所述表面活性剂优选包括茶皂素和/或十二烷基苯磺酸钠，更优选为茶皂素和十二烷基苯磺酸钠。在本发明优选的实施例中，所述表面活性剂为茶皂素和十二烷基苯磺酸钠；所述茶皂素和十二烷基苯磺酸钠的质量比优选为(1～5)：(0.1～1)，更优选为(1～3)(0.1～1)。本发明对所述表面活性剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述茶皂素和十二烷基苯磺酸钠的市售商品即可。在本发明中，所述中低温敏化剂包括1wt％～6wt％的表面活性剂，优选为1.1wt％～4wt％。
本发明对所述十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，所述中低温敏化剂包括0～1wt％的十二烷基醇聚氧乙烯醚，优选为0.1wt％～1wt％；所述中低温敏化剂包括0～10wt％的硫氰酸钠，优选为1wt％～10wt％；所述中低温敏化剂包括20wt％～30wt％的亚硝酸钠；所述中低温敏化剂包括0～1wt％的聚丙烯酰胺，优选为0.01wt％～0.5wt％。
本发明提供的中低温敏化剂采用特定含量组分，实现较好的相互作用，能够在短时间内使敏化温度为38℃～80℃的乳胶基质快速发泡，发泡效率高，并且所述乳胶基质加入本发明提供的中低温敏化剂10min～15min后，药体基本已发泡完全，后效小，从而解决现有敏化剂对乳胶基质发泡速率慢，后效大的问题，适用于中低温敏化工艺的乳化炸药生产。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的中低温敏化剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将水、分散剂、表面活性剂、十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺混合，得到中低温敏化剂。
在本发明中，所述水、分散剂、表面活性剂、十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述混合的过程优选具体为：
a1)在水中加入分散剂进行第一次搅拌，得到分散剂溶液；
a2)在步骤a1)得到的分散剂溶液中加入表面活性剂进行第二次搅拌，得到混合溶液；
a3)在步骤a2)得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺进行第三次搅拌至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，完成混合过程。
本发明首先在水中加入分散剂进行第一次搅拌，得到分散剂溶液。本发明对所述第一次搅拌的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的机械搅拌或人工搅拌的技术方案均可。在本发明中，所述第一次搅拌的转速优选为100r/min～150r/min，更优选为120r/min；所述第一次搅拌的时间优选为1min～2min，更优选为2min。
得到所述分散剂溶液后，本发明在得到的分散剂溶液中加入表面活性剂进行第二次搅拌，得到混合溶液。本发明对所述第二次搅拌的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的机械搅拌或人工搅拌的技术方案均可。在本发明中，所述第二次搅拌的转速优选为80r/min～150r/min，更优选为100r/min；所述第二次搅拌的时间优选为2min～3min，更优选为3min。
在本发明优选的实施例中，所述表面活性剂为茶皂素和十二烷基苯磺酸钠，本发明首先在得到的分散剂溶液中加入茶皂素搅拌混匀，再加入十二烷基苯磺酸钠搅拌混匀，得到混合溶液。
得到所述混合溶液后，本发明在得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺进行第三次搅拌至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，完成混合过程。本发明对所述第三次搅拌的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的机械搅拌或人工搅拌的技术方案均可。在本发明中，所述第三次搅拌的转速优选为150r/min～200r/min，更优选为200r/min；所述第三次搅拌的时间优选为3min～4min，更优选为4min。
在本发明优选的实施例中，本发明在得到的混合溶液中加入十二烷基醇聚氧乙烯醚搅拌混匀，再加入硫氰酸钠搅拌混匀，再加入亚硝酸钠搅拌混匀，再加入聚丙烯酰胺搅拌混匀，至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，完成混合过程。
本发明将各原料按照上述技术方案中的用量在特定添加顺序下混合溶解，得到中低温敏化剂，产品发泡速度快、效率高且后效小，从而解决现有敏化剂对乳胶基质发泡速率慢，后效大的问题。另外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，适合大规模工业生产。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的中低温敏化剂在乳化炸药生产中的应用。本发明将上述技术方案所述的中低温敏化剂应用于现有乳化炸药生产线，即在乳胶基质中加入该中低温敏化剂进行发泡。在本发明中，所述乳化炸药生产的敏化温度优选为38℃～80℃，更优选为38℃～42℃。
本发明提供了一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：水60wt％～70wt％；分散剂0.01wt％～0.1wt％；表面活性剂1wt％～6wt％；十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；硫氰酸钠0～10wt％；亚硝酸钠20wt％～30wt％；聚丙烯酰胺0～1wt％。与现有技术相比，本发明提供的中低温敏化剂采用特定含量组分，实现较好的相互作用，能够在短时间内使敏化温度为38℃～80℃的乳胶基质快速发泡，发泡效率高，并且所述乳胶基质加入本发明提供的中低温敏化剂10min～15min后，药体基本已发泡完全，后效小，适用于中低温敏化工艺的乳化炸药生产。
此外，本发明提供的制备方法工艺简单、条件温和，适合大规模工业生产。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的原料均为市售商品。
实施例1
(1)原料配比：水68.48wt％，扩散剂NNO 0.02％，茶皂素1wt％，十二烷基苯磺酸钠0.1wt％，十二烷基醇聚氧乙烯醚0.3wt％，硫氰酸钠5wt％，亚硝酸钠25wt％，聚丙烯酰胺0.1wt％。
(2)在水中加入扩散剂NNO在120r/min的转速下搅拌2min，得到分散剂溶液；
在得到的分散剂溶液中依次加入茶皂素和十二烷基苯磺酸钠在100r/min的转速下搅拌3min，得到混合溶液；
在得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺在200r/min的转速下搅拌4min，至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，得到具有一定粘稠性的中低温敏化剂。
实施例2
(1)原料配比：水64.98wt％，扩散剂NNO 0.01％，茶皂素3wt％，十二烷基苯磺酸钠1wt％，十二烷基醇聚氧乙烯醚1wt％，硫氰酸钠10wt％，亚硝酸钠20wt％，聚丙烯酰胺0.01wt％。
(2)在水中加入扩散剂NNO在120r/min的转速下搅拌2min，得到分散剂溶液；
在得到的分散剂溶液中依次加入茶皂素和十二烷基苯磺酸钠在100r/min的转速下搅拌3min，得到混合溶液；
在得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺在200r/min的转速下搅拌4min，至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，得到具有一定粘稠性的中低温敏化剂。
实施例3
(1)原料配比：水66wt％，扩散剂NNO 0.1％，茶皂素2wt％，十二烷基苯磺酸钠0.3wt％，十二烷基醇聚氧乙烯醚0.1wt％，硫氰酸钠1wt％，亚硝酸钠30wt％，聚丙烯酰胺0.5wt％。
(2)在水中加入扩散剂NNO在120r/min的转速下搅拌2min，得到分散剂溶液；
在得到的分散剂溶液中依次加入茶皂素和十二烷基苯磺酸钠在100r/min的转速下搅拌3min，得到混合溶液；
在得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺在200r/min的转速下搅拌4min，至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，得到具有一定粘稠性的中低温敏化剂。
将本发明实施例1～3提供的中低温敏化剂分别应用于现有乳化炸药生产线，敏化温度为38℃～42℃；结果参见表1所示。
表1本发明实施例1～3提供的中低温敏化剂的敏化效果数据
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 发泡时间/min | 2 | 4 | 1 |
| 发泡效率/％ | 80％ | 60％ | 70％ |
| 发泡完全时间/min | 6 | 8 | 4 |
实验结果表明，本发明实施例1～3提供的中低温敏化剂能够在短时间内使敏化温度为38℃～42℃的乳胶基质快速发泡，发泡效率高，并且所述乳胶基质加入本发明提供的中低温敏化剂10min～15min后，药体基本已发泡完全，后效小，适用于中低温敏化工艺的乳化炸药生产。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种中低温敏化剂，由包括以下组分的原料制备而成：
水60wt％～70wt％；
分散剂0.01wt％～0.1wt％；
表面活性剂1wt％～6wt％；
十二烷基醇聚氧乙烯醚0～1wt％；
硫氰酸钠0～10wt％；
亚硝酸钠20wt％～30wt％；
聚丙烯酰胺0～1wt％。
2.根据权利要求1所述的中低温敏化剂，其特征在于，所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的中低温敏化剂，其特征在于，所述表面活性剂包括茶皂素和/或十二烷基苯磺酸钠。
4.一种权利要求1～3任一项所述的中低温敏化剂的制备方法，包括以下步骤：
a)将水、分散剂、表面活性剂、十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺混合，得到中低温敏化剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述混合的过程具体为：
a1)在水中加入分散剂进行第一次搅拌，得到分散剂溶液；
a2)在步骤a1)得到的分散剂溶液中加入表面活性剂进行第二次搅拌，得到混合溶液；
a3)在步骤a2)得到的混合溶液中依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚、硫氰酸钠、亚硝酸钠和聚丙烯酰胺进行第三次搅拌至加入物完全溶解，形成澄清透明溶液，完成混合过程。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a1)中所述第一次搅拌的转速为100r/min～150r/min，时间为1min～2min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a2)中所述第二次搅拌的转速为80r/min～150r/min，时间为2min～3min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a3)中所述第三次搅拌的转速为150r/min～200r/min，时间为3min～4min。
9.一种权利要求1～3任一项所述的中低温敏化剂在乳化炸药生产中的应用。
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