CN110283029A

CN110283029A - 一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法

Info

Publication number: CN110283029A
Application number: CN201910602293.3A
Authority: CN
Inventors: 刘真茂
Original assignee: FUJIAN DA AN ENERGY INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: FUJIAN DA AN ENERGY INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2019-09-27

Abstract

本发明公开了一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其步骤是：A、将sp‑80乳化剂20‑30％、高活性类高分子乳化剂69‑79％、HLB值调节剂0.02％按一定比例混合，三者混合生成新型乳化剂；B、该新型乳化剂是在sp‑80乳化剂中添加高活性的高分子乳化剂及HLB值调节剂制成，其中sp‑80乳化剂的聚糖含量≤0.05gKOH/g，动力粘度600‑900mpa.s，羟值在200‑230mg_KOH/g之间，酸值≤8.0mg_KOH/g；C、新型乳化剂的运动粘度100‑200㎜²/s(100℃)、酸值20‑30gKOH/g、密度0.80‑1.0g/cm³、闪点≥200℃。方法易行，操作简便，不须添加任何含能材料，生产的乳化炸药各项性能指标完全能达到国家标准。该新型乳化剂具有适宜的粘稠度、易乳化、良好的安全性能、使用方便，且价格低廉，各种原材料来源广泛，具有较高的经济效益。

Description

一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及乳化炸药技术领域，更具体涉及一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法。

背景技术

近今年，我公司正在研究以废弃生物油脂为主的工业炸药专用生物油相材料及其在工业炸药生产应用过程的工艺技术、安全问题，使之能代替石油产品，作为可燃剂用于乳化炸药的生产。如专利103964983A介绍了由重量比配方为：废弃动物油脂30～80％，废弃植物油脂10～70％，抗氧剂0.2～2％，粘度指数改进剂1～5％，表面活性剂1～3％组成的生物油相材料。专利103964981A介绍了重量比配方为：地沟毛油60～80％、地蜡10～35％、聚合物2～10％、抗氧剂0.1～2.0％组成的生物油相材料。如专利103242114A由重量百分比为：餐厨废弃油脂：5％～12％；硬脂酸：5％～17％，单甘酯：15％～20％，山梨醇酯：10％～30％，植物蜡：10％～33％，甘油：3％～13％组成的生物油相材料。专利102320904A介绍了制备过程中需先将生物柴油或复合油加热至10℃以上，提高混合均匀性。再如专利107540485A介绍了用生物酶生产乳化炸药具有良好的储存稳定性，保质期长，原料简单，成本低，且爆炸性能符合GB18095—2000的要求。

为了更好应用于乳化炸药生产线，特别是为了更好地在目前国内最先进的静态乳化、高温或中低温敏化技术生产线上使用。因此类生产线乳化时采用静态混合器混合，以前为机械搅拌混合，所以要求乳化剂具有较低的运到粘度，易乳化的特性。目前常用的T152及T154系列乳化剂运到粘度均很高，分散力弱，乳化效果差，生产的乳胶基质稳定性差。除了生物油脂能替代原石化产品蜡类、油类物质外，还需要一种能更好与生物油脂一起作用在乳化工艺条件下能更好包覆硝酸铵水溶液的新型乳化剂，该乳化剂必须具有与生物油脂很好的互溶性，还要有比常用的乳化剂更强的乳化力，特别适用于低剪切条件下的乳化工艺。

SP-80即失水山梨醇酐单油酸酯，属于多元醇型非离子表面活性剂，其HLB值为4.3，可作高效亲油型乳化剂，能满足乳化炸药较大水油比的需要，尤其在乳化炸药连续生产线上，克服了高分子乳化剂大分子间不抗剪切的缺点，不因螺旋输料反复剪切造成破乳现象。

聚异丁烯丁二酸醇酯高分子乳化剂，简称酯类高分子乳化剂,属高分子乳化剂的一种，能够形成稳定的界面膜，制备乳化炸药具有较好的稳定性。

HLB值称亲水疏水平衡值，也称水油度，表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量。

新型乳化剂质量的好坏决定了该工艺乳化基质的质量以及敏化后炸药性能的质量，炸药性能的质量包括炸药的初始性能及储存性能，特别重要的是储存稳定性是决定产品的关键。同时也考虑经济性，现急需完全能满足使用生物油脂的新型乳化剂配方。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，方法易行，操作简便，其配方简单、乳化力强、生产的乳化炸药产品质量满足用户需求，生产的乳化炸药性能稳定，安全性能可靠。生产过程中不须添加任何含能材料，生产的乳化炸药各项性能指标完全能达到国家标准(殉爆、爆速、猛度)。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其步骤是：

A、将sp-80乳化剂20-30％、高活性类高分子69-79％、HLB值调节剂0.02％按一定比例混合，(三者的质量比在3：6.98:0.02至2：7.98：0.02之间)，三者混合生成新型乳化剂；

B、该新型乳化剂是在sp-80乳化剂中添加高活性的高分子及HLB值调节剂制成，其中sp-80乳化剂的聚糖含量≤0.05gKOH/g，动力粘度600-900mpa.s(40g/cm³)，羟值在200-230mg_KOH/g之间，酸值≤8.0mg_KOH/g；

C、新型乳化剂的运动粘度100-200㎜²/s(100℃)、酸值20-30gKOH/g、密度0.80-1.0g/cm³、闪点≥200℃；

所述的高活性类高分子为一种酯类高分子物质。

所述的高活性类高分子为美国尼尔森公司生产的NB2424。

所述的酯类高分子物质主要是聚异丁烯丁二酸丙三醇酯。

所述的HLB值调节剂主要是为了调整乳化剂的乳化力，达到易乳化的目的，为一种非离子型表面活性剂a。

上述三种原材料最关键的为高活性的高分子乳化剂，该比例是为了满足乳化炸药相关性能需要，sp-80是为了乳化炸药在乳化时具有较好的易乳性，添加高活性类高分子乳化剂是为了生物油相乳化后的炸药具有很好的稳定性，炸药的储存性能达到国家标准。

最关键的是第一步，主要是配比很关键，再就是选择关键的原材料-高活性类高分子乳化剂，这样就决定了新型乳化剂的性能。常用的T152及T154系列乳化剂运到粘度均很高，分散力弱，乳化效果差，生产的乳胶基质稳定性差。新型乳化剂具有易乳化、储存性能稳定的优势。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

新型乳化剂完全可以与生物油脂互溶，乳化力强，其生产出的乳化炸药性能与现有的一体化油相作用一致，生产的乳化炸药性能在殉爆、爆速、猛度等方面衰减较慢，满足生产要求，其新型乳化剂的配方简单，原材料来源广泛，做功能力强、产品性能稳定。不须添加任何含能材料，生产的乳化炸药各项性能指标完全能达到国家标准。该新型乳化剂具有适宜的粘稠度、易乳化、良好的安全性能、使用方便，且价格低廉，各种原材料来源广泛，具有较高的经济效益。

从背景技术看sp-80乳化剂是已知的高效亲油型乳化剂，具有较大水油比，抗剪切；酯类高分子乳化剂能提高乳化炸药的稳定性；HLB值调节剂用于调节水油比。三种组分混合可预见的，其配方能满足背景技术的技术要求，并没有易想不到的效果。关键是选用了特殊的酯类高分子乳化剂，发现一种原材料很关键，同时生物油相中含有少量的游离有机酸，酸值不同，需要用特殊的酯类高分子乳化剂加以弥补。同时为了乳化时亲水亲油值在理想范围，需要用HLB调节剂予以调节(可以将该调节剂用一种新的代号替代)。

具体实施方式

实施例1：

一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其步骤是：

A、将sp-80乳化剂26％、高活性类高分子73.98％及HLB值调节剂0.02％，三者按一定的比例(3：6.98:0.02至2：7.98：0.02之间)混合，混合生成新型乳化剂；

B、将步骤A获得新型乳化剂是在sp-80乳化剂中添加高活性的高分子及HLB值调节剂制成，其中sp-80乳化剂的聚糖含量≤0.05gKOH/g，动力粘度600-900mpa.s(40g/cm³)，羟值在200-230mg_KOH/g之间，酸值≤8.0mg_KOH/g；

C、优选的高活性类高分子表面活性剂为一种酯类高分子物质，sp-80乳化剂优选满足国家标准的工业油酸，工业油酸与山梨醇经过严格的工艺反应生产出sp-80乳化剂，该乳化剂具有良好分散性和储存稳定性等优点。加入具有高活性的高分子乳化剂(美国尼尔森公司的NB2424)及HLB值调节剂后生成新型乳化剂的粘度会相应提高，成乳性好，乳化力强，新型乳化剂具有很好的分散、乳化、增稠、稳定等特性；

新型乳化剂中具有较高的分子量，可形成单分子胶束或多分子胶束；无毒无害；新型乳化剂的运动粘度100-200㎜²/s(100℃)、酸值20-30gKOH/g、密度0.80-1.0g/cm³、闪点≥200℃。

新型乳化剂中的HLB值调节剂(江苏海安石油化工厂生产)主要是为了调整新型乳化剂的整体亲水亲油值在2.5-5.5之间，达到易乳化的目的，为一种非离子型表面活性剂a

为了验证本配方的性能，做了5组对比试验，其中第一组为采用常用的石化产品生产的一体化油相产品生产的乳化炸药性能。第两组到第四组为非本配方产品，为对比配方产品，第五组为本配方产品，其生产的乳化炸药初始性能、自然储存性能在殉爆、爆速、猛度等方面衰减较慢，满足用户需求。

T1、T2、T3类乳化剂是聚异丁烯类高分子，分别是T152、T154、T155，以下对比只能说明新型乳化剂具有进步，但更应该跟现有技术中的以下情况对比：

生物油脂与sp-80在各水平下的乳化剂的组合；

生物油脂与高分子乳化剂在各水平下的乳化剂的组合；

生物油脂与sp-80和高分子乳化剂的混合物在各水平下的乳化剂的组合；

石化产品与新型乳化剂配制的油相：201310179921.4介绍了由2号蜡、3号蜡、软蜡、石蜡、糠蜡、机油、高分子乳化剂、sp--80、大豆磷脂和芥酸酰胺混合而成的配方，即石化产品与新型乳化剂配制的油相，

尤其是最后一例便于对比生物油脂与本品配制的油相有意外的效果。

第一组，采用石化产品与T1类乳化剂生产的一体化油相在静态乳化、高温静态敏化生产线上进行试验，生产工艺、敏化工艺、水油相比例等均不变。(该工艺有深圳金奥博公司提供技术文件，网上可查到)(这是为了应用到目前最先进的生产工艺中进行生产，便于比较出其优点)到生产线进行试验后随机取样检测初始性能及进行自然储存性能检测，结果如下：

第两组，采用生物油脂与第一组一样的T1类乳化剂配制的油相在静态乳化、高温静态敏化生产线上进行试验，生产工艺、敏化工艺、水油相比例等均不变。到生产线进行试验后随机取样检测初始性能及进行自然储存性能检测，结果如下：

第三组，采用生物油脂与T2类乳化剂配制的油相在静态乳化、高温静态敏化生产线上进行试验，生产工艺、敏化工艺、水油相比例等均不变。到生产线进行试验后随机取样检测初始性能及进行自然储存性能检测，结果如下：

第四组，采用生物油脂与第一组一样的T1乳化剂配制的油相在静态乳化、高温静态敏化生产线上进行试验，生产工艺、敏化工艺、水油相比例等均不变。到生产线进行试验后随机取样检测初始性能及进行自然储存性能检测，结果如下：

第五组采用生物油脂与新型乳化剂配制的油相在静态乳化、高温静态敏化生产线上进行试验，生产工艺、敏化工艺、水油相比例等均不变。到生产线进行试验后随机取样检测初始性能及进行自然储存性能检测，结果如下：

通过以上五组试验对比，可以得出的结论是：只有采用新型乳化剂与生物油相混合生产出的乳化炸药性能与目前生产线上使用的一体化油相作用一致，生产的乳化炸药性能在殉爆、爆速、猛度等方面衰减较慢，满足生产要求，其新型乳化剂的配方简单，原材料来源广泛，做功能力强、产品性能稳定。所生产的乳化炸药各项性能指标完全能达到国家标准。产品可完全满足静态乳化、高温静态敏化或中、低温静态敏化乳化炸药生产线的要求，该新型乳化剂具有适宜的粘稠度、易乳化、良好的安全性能、使用方便，且价格低廉，各种原材料来源广泛，具有较高的经济效益。

Claims

1.一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其步骤是：

A、将sp-80乳化剂20-30％、高活性类高分子69-79％、HLB值调节剂0.02％按一定比例混合，三者的质量比在3：6.98:0.02至2：7.98：0.02之间，三者混合生成新型乳化剂；

B、该新型乳化剂是在sp-80乳化剂中添加高活性的高分子乳化剂及HLB值调节剂制成，其中sp-80乳化剂的聚糖含量≤0.05gKOH/g，动力粘度600-900mpa.s，羟值在200-230mg_KOH/g之间，酸值≤8.0mg_KOH/g；

C、新型乳化剂的运动粘度100-200㎜²/s(100℃)、酸值20-30gKOH/g、密度0.80-1.0g/cm³、闪点≥200℃。

2.根据权利要求1所述的一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其特征在于：所述的高活性类高分子为一种酯类高分子物质。

3.根据权利要求2所述的一种生物油相匹配的乳化剂的制备方法，其特征在于：所述的酯类高分子物质为聚异丁烯丁二酸丙三醇酯。