CN109369314A - 一种气凝胶乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于乳化炸药技术领域，具体涉及一种气凝胶乳化炸药及其制备方法。该气凝胶乳化炸药包括以下重量份的各组分：硝酸铵88～96份，硝酸钠6～15份，乳化剂1～3份，气凝胶6～10份，水9～11份，油相剂4～8份，混合稀土0.4～1.6份。本发明所提供的气凝胶乳化炸药以气凝胶多孔性结构的热点敏化方式，改善了炸药的传爆敏感性，提高了炸药的爆炸感度。与硝酸铵混合，其颗粒阻隔了硝酸铵晶体间盐桥的形成。提高了乳化炸药的贮存稳定性和质量稳定性。

Description

一种气凝胶乳化炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于乳化炸药技术领域，具体涉及一种气凝胶乳化炸药及其制备方法。
背景技术
乳化炸药作为工业炸药的一种，正以竞相发展的趋势受到世界各国的普遍重视。敏化是乳化炸药生产中质量控制的重要环节，与产品质量的好坏直接相关。目前国内生产企业普遍采用物理敏化、化学敏化和物理化学复合敏化。在物理敏化中通常采用空心玻璃微球、普通珍珠岩和憎水珍珠岩。
物理敏化中采用的空心玻璃微珠、珍珠岩等，硬度都比较高，在混合过程中，很容易划伤、磨损设备，并且需要对以上材料进行油相的润湿或表面修饰等。另外，传统的乳化炸药都存在保存周期短的问题。其最根本的原因就是其中敏化失效或不均匀所致。
选用一种良好的敏化材料是物理敏化的关键所在。气凝胶是一种纳米多孔三维网状结构的固体材料，具有高比表面积、高孔隙率、密度可控、保温、隔热、隔音、流动性好、疏水等特点。方便与基材结合，并形成稳定的基质，长久的保持敏化剂效果，以及材料的均一性，大大延长乳化炸药的使用寿命。因此可用于替代传统的玻璃微珠和膨胀珍珠岩而作为乳化炸药的敏化剂，从而提高乳化炸药的储存稳定性和质量稳定性。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶乳化炸药及其制备方法。
一种气凝胶乳化炸药，包括以下重量份的各组分：硝酸铵88～96份，硝酸钠6～15份，乳化剂1～3份，气凝胶6～10份，水9～11份，油相剂4～8份，混合稀土0.4～1.6份。
上述技术方案采用气凝胶作为敏化剂，气凝胶多孔性结构的热点敏化方式，改善了炸药的传爆敏感性，提高了炸药的爆炸感度。与硝酸铵混合，其颗粒阻隔了硝酸铵晶体间盐桥的形成。提高了乳化炸药的贮存稳定性和质量稳定性。
具体的，所述气凝胶为SiO2气凝胶或炭气凝胶。气凝胶是特定气凝胶如上所示
具体的，气凝胶与总的气凝胶乳化炸药的重量百分比小于等于5wt％。
上述技术方案中，气凝胶的含量高于5wt％会导致基质的破乳，不成形或乳化炸药整体强度下降。
具体的，气凝胶的密度为20～50Kg/m3；气凝胶的孔隙率大于等于95％；气凝胶的孔径分布为10～20nm；气凝胶的比表面积为800～1000g/m2；气凝胶的疏水率大于等于90％；气凝胶的粒度为20～60目。
使用以上参数的气凝胶可以使乳化炸药密度低于1.1g/cm3，敏化效果优异，爆炸性能良好。
具体的，所述乳化剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺(T-154)、失水山梨糖醇单油酸酯(Span-80)或聚异丁烯丁二酰亚胺中(T-152)的任意一种。
具体的，所述乳化剂为复合蜡与山梨醇酐单月桂酸酯、复合蜡与失水山梨糖醇单油酸酯、失水木糖醇单油酸酯与失水山梨糖醇单油酸酯、改性磷酸酯与失水山梨糖醇单油酸酯或失水山梨糖醇单油酸酯与聚异丁烯双丁二酰亚胺的复合乳化剂。
具体的，所述油相剂为机油、石蜡、复合蜡、微晶蜡、高级烃类、高级醇类或高级饱和脂肪酸中的任意一种或多种的混合。
具体的，所述混合稀土为铈、钕、钆、铒、镧、镨或钐中的任意一种或多种的混合。
本发明还提供了上述气凝胶乳化炸药的制备方法，包括以下步骤：
1)将88～96份的硝酸铵、6～15份的硝酸钠和9～11份的水混合，得到水相；
2)将6～10份的气凝胶和4～8份的油相剂混合，得到油相；
3)将步骤2)得到油相与1～3份的乳化剂混合，再与步骤1)得到的水相进行乳化，得到基质；
4)将步骤3)得到的基质与0.4～1.6份的混合稀土混合，得到气凝胶乳化炸药。
通过上述制备方法可以制备得到气凝胶乳化炸药，并且方法简单、安全，易于工业生产。
总体上，本发明所提供的气凝胶乳化炸药以气凝胶多孔性结构的热点敏化方式，改善了炸药的传爆敏感性，提高了炸药的爆炸感度。与硝酸铵混合，其颗粒阻隔了硝酸铵晶体间盐桥的形成。提高了乳化炸药的贮存稳定性和质量稳定性。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)将96份的硝酸铵、6份的硝酸钠和11份的水混合，得到水相；
2)将6份的气凝胶和8份的油相剂混合，得到油相；
3)将步骤2)得到油相与1份的乳化剂混合，再与步骤1)得到的水相进行乳化，得到基质；
4)将步骤3)得到的基质与1.6份的混合稀土混合，得到气凝胶乳化炸药产品。
气凝胶为SiO2气凝胶。乳化剂失水山梨糖醇单油酸酯。油相剂为机油。混合稀土为铈、钕、钆、铒混合。
对得到的气凝胶乳化炸药进行测试，结果如下表所示，高低温循环为从-20℃到120℃，升温速率为5℃/min：
表1
实施例2
1)将88份的硝酸铵、15份的硝酸钠和9份的水混合，得到水相；
2)将10份的气凝胶和4份的油相剂混合，得到油相；
3)将步骤2)得到油相与3份的乳化剂混合，再与步骤1)得到的水相进行乳化，得到基质；
4)将步骤3)得到的基质与0.4份的混合稀土混合，得到气凝胶乳化炸药产品2。
气凝胶为炭气凝胶。乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。油相剂为微晶蜡。混合稀土为铒、镧、镨和钐的混合。
对得到的气凝胶乳化炸药进行测试，结果如下表所示，高低温循环为从-20℃到120℃，升温速率为5℃/min：
表2
实施例3
1)将92份的硝酸铵、10份的硝酸钠和10份的水混合，得到水相；
2)将8份的气凝胶和6份的油相剂混合，得到油相；
3)将步骤2)得到油相与2份的乳化剂混合，再与步骤1)得到的水相进行乳化，得到基质；
4)将步骤3)得到的基质与1份的混合稀土混合，得到气凝胶乳化炸药产品3。
气凝胶为SiO2气凝胶。乳化剂为失水木糖醇单油酸酯与失水山梨糖醇单油酸酯的复合乳化剂。油相剂为机油、石蜡、复合蜡、微晶蜡混合。混合稀土为钆、铒、镧的混合。
对得到的气凝胶乳化炸药进行测试，结果如下表所示，高低温循环为从-20℃到120℃，升温速率为5℃/min：
表3
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气凝胶乳化炸药，其特征在于，包括以下重量份的各组分：硝酸铵88～96份，硝酸钠6～15份，乳化剂1～3份，气凝胶6～10份，水9～11份，油相剂4～8份，混合稀土0.4～1.6份。
2.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：所述气凝胶为SiO2气凝胶或炭气凝胶。
3.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：气凝胶的密度为20～50Kg/m3；气凝胶的孔隙率大于或等于95％；气凝胶的孔径分布为10～20nm；气凝胶的比表面积为800～1000g/m2；气凝胶的疏水率大于或等于90％；气凝胶的粒度为20～60目。
4.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：气凝胶与总的气凝胶乳化炸药的重量百分比小于或等于5％。
5.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：所述乳化剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺、失水山梨糖醇单油酸酯或聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：所述乳化剂为复合蜡与山梨醇酐单月桂酸酯、复合蜡与失水山梨糖醇单油酸酯、失水木糖醇单油酸酯与失水山梨糖醇单油酸酯、改性磷酸酯与失水山梨糖醇单油酸酯或失水山梨糖醇单油酸酯与聚异丁烯双丁二酰亚胺的复合乳化剂。
7.根据权利要求1所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：所述油相剂为机油、石蜡、复合蜡、微晶蜡、高级烃类、高级醇类或高级饱和脂肪酸中的任意一种或多种的混合。
8.根据权利要求1至7任一所述的气凝胶乳化炸药，其特征在于：所述混合稀土为铈、钕、钆、铒、镧、镨或钐中的任意一种或多种的混合。
9.一种根据权利要求1至8任一所述的气凝胶乳化炸药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将88～96份的硝酸铵、6～15份的硝酸钠和9～11份的水混合，得到水相；
2)将6～10份的气凝胶和4～8份的油相剂混合，得到油相；
3)将步骤2)得到油相与1～3份的乳化剂混合，再加入到步骤1)得到的水相中进行乳化，得到基质；
4)将步骤3)得到的基质与0.4～1.6份的混合稀土混合，得到气凝胶乳化炸药。
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