CN110981662B - 乳化炸药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了乳化炸药及其制备方法，所述乳化装置包括支架，所述支架上端固定设有壳体，所述壳体上设有进料口和第二出料口，所述壳体的一侧设有第二电机，所述第二电机的输出轴固定设有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴贯穿所述壳体的侧壁并位于所述壳体的内腔中，所述第二搅拌轴的外侧还套设有轴套，所述轴套贯穿所述壳体侧壁，并与所述壳体转动连接，所述轴套位于所述壳体外部的一端固定设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一电机输出轴上固定的第一齿轮传动连接，所述轴套位于所述壳体内部的一端固定设有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的外侧设有刮板，所述壳体远离所述第二电机的一侧还设有乳化腔。本发明具有生产成本低、乳化炸药稳定性好等优点。

Description

乳化炸药及其制备方法
技术领域
本发明涉及乳化炸药技术领域，尤其涉及乳化炸药及其制备方法。
背景技术
现有的乳化炸药的主要成分包括硝酸铵和硝酸钠，然而硝酸钠的添加一方面因价格昂贵而使乳化炸药的生产成本居高不下，另一方面工人的劳动量也比较大。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了乳化炸药及其制备方法，具有生产成本低、乳化炸药稳定性好等优点。
本发明提出的乳化炸药包含如下重量份计的原料：
硝酸铵75-85份、水10-13份、炸药专用复合蜡3-5份、乳化剂2-3份、敏化剂0.1-0.3份、促进剂0.1-0.3份、丙烯酸羟乙酯0-2份、丙烯酸0-2份。
优选地，所述乳化剂为EX9139、span-80中的一种或两种。
优选地，所述敏化剂为亚硝酸钠、珍珠岩中的一种或两种。
优选地，所述促进剂为磷酸。
本法明提出的乳化装置的制备的方法步骤如下：
S1：油相制备
将炸药专用复合蜡输送至油相罐中加热熔化，然后加入乳化剂和丙烯酸羟乙酯，搅拌均匀，1-3h后再加入丙烯酸，继续搅拌反应1-3h；
S2：水相制备
将硝酸铵、水输送至水相罐中，经过不高于0.4MPa蒸汽溶化，达到120℃±5℃保温贮存；
S3：乳化
将S1中的油相和S2中的水相加入静态混合器进行混合，然后将混合后的溶液加入乳化装置，进行乳化；
S4：敏化
将S3乳化所得的乳胶基质经钢带凉药机冷却，冷却后在双层敏化机中加入敏化剂和促进剂敏化，经过充分搅拌得成品乳化炸药。
优选地，所述S1中加热的温度为80-90℃。
优选地，所述S3中乳化的温度为120℃±5℃。
优选地，所述乳化装置的转速为1000-1500r/min。
优选地，所述乳化装置乳化后的乳胶基质的密度为1.35g/cm3-1.45g/cm3。
优选地，所述S4中敏化的温度为49.5℃±4.5℃。
优选地，所述敏化后成品乳化炸药的密度为1.20g/cm3-1.37g/cm3。
优选地，所述乳化装置包括支架，所述支架上端固定设有壳体，所述壳体上设有进料口和第二出料口，所述壳体的一侧设有第二电机，所述第二电机的输出轴固定设有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴贯穿所述壳体的侧壁并位于所述壳体的内腔中，所述第二搅拌轴的外侧还套设有轴套，轴套的内壁与第二搅拌轴不接触，所述轴套贯穿所述壳体侧壁，并与所述壳体转动连接，所述轴套位于所述壳体外部的一端固定设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一电机输出轴上固定的第一齿轮传动连接，所述轴套位于所述壳体内部的一端固定设有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的外侧设有刮板，所述壳体远离所述第二电机的一侧还设有乳化腔，所述乳化腔与所述壳体的内腔连通。
优选地，所述乳化腔靠近所述壳体的一端设有与所述壳体内腔连通的乳化腔入口，所述乳化腔远离所述壳体的一端固定设有第三电机，所述第三电机的输出轴上固定设有第三搅拌轴，所述第三搅拌轴贯穿所述乳化腔的侧壁并位于所述乳化腔内，所述第三搅拌轴上固定设有第三搅拌桨。
优选地，所述乳化腔内壁还设有与所述第三搅拌桨相配的隔板。
优选地，相邻所述刮板之间的距离小于刮板的宽度。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
(1)本发明在制备乳化炸药的过程中，先将丙烯酸羟乙酯与炸药专用复合蜡混合，丙烯酸羟乙酯在高温条件下发生自聚，然后在乳化的过程中加入丙烯酸，丙烯酸与丙烯酸羟乙酯在发生共聚，从而提高了丙烯酸羟乙酯与丙烯酸之间的聚合度，使得制备的乳化炸药的稳定性更好；
(2)本发明采用的乳化装置包括第一搅拌轴和第二搅拌轴，分别通过第一电机和第二电机进行控制，可以通过调节两个电机的转动速率来提高乳化效率；第一搅拌轴的外侧设有刮板，避免了在乳化过程中乳液富集在壳体的内壁上；壳体的底部还设有循环乳化组件，在乳化过程中，乳化液在第三搅拌轴的带动下从乳化腔入口进入并从第一出料口出料，进一步提高了乳化的效果，且实现了乳化炸药的连续乳化。
附图说明
图1为本发明提出的乳化装置的结构示意图。
图中：1-壳体、2-第一搅拌轴、3-第一出料口、4-第三电机、5-第三搅拌轴、6-第二出料口、7-乳化腔、8-进料口、9-第二齿轮、10-第二电机、11-第一电机、12-第一齿轮、13-刮板、14-第二搅拌轴、15-轴套、16-隔板、17-第三搅拌桨、18-乳化腔入口、19-支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本发明提出的乳化炸药包含如下重量份计的原料：
硝酸铵80份、水12份、炸药专用复合蜡4份、乳化剂2.5份、敏化剂0.2份、促进剂0.2份、丙烯酸羟乙酯1份、丙烯酸1份。
乳化剂为EX9139、span-80的混合；敏化剂为亚硝酸钠；促进剂为磷酸。
本法明提出的乳化装置的制备的方法步骤如下：
S1：油相制备
将炸药专用复合蜡输送至油相罐中加热至85℃熔化，然后加入乳化剂和丙烯酸羟乙酯，搅拌均匀，2h后再加入丙烯酸，继续搅拌反应2h；；
S2：水相制备
将硝酸铵、水输送至水相罐中，经过不高于0.4MPa蒸汽溶化，达到120℃保温贮存；
S3：乳化
将S1中的油相和S2中的水相加入静态混合器进行混合，然后将混合后的溶液加入乳化装置，在120℃进行乳化，乳化装置的转速为1250r/min；乳化装置乳化后的乳胶基质的密度为1.38g/cm3
S4：敏化
将S3乳化所得的乳胶基质经钢带凉药机冷却，冷却后在双层敏化机中加入敏化剂和促进剂在49.5℃下进行敏化，经过充分搅拌得成品乳化炸药，敏化后成品乳化炸药的密度为1.28g/cm3。
实施例2
本发明提出的乳化炸药包含如下重量份计的原料：
硝酸铵75份、水10份、炸药专用复合蜡3份、乳化剂2份、敏化剂0.1份、促进剂0.1份、丙烯酸羟乙酯0.5份、丙烯酸0.5份。
乳化剂为EX9139；敏化剂为亚硝酸钠；促进剂为磷酸。
本法明提出的乳化装置的制备的方法步骤如下：
S1：油相制备
将炸药专用复合蜡输送至油相罐中加热至80℃熔化，然后加入乳化剂和丙烯酸羟乙酯，搅拌均匀，1h后再加入丙烯酸，继续搅拌反应1h；
S2：水相制备
将硝酸铵、水输送至水相罐中，经过不高于0.4MPa蒸汽溶化，达到115℃保温贮存；
S3：乳化
将S1中的油相和S2中的水相加入静态混合器进行混合，然后将混合后的溶液加入乳化装置，在115℃进行乳化，乳化装置的转速为1000r/min；乳化装置乳化后的乳胶基质的密度为1.35g/cm3
S4：敏化
将S3乳化所得的乳胶基质经钢带凉药机冷却，冷却后在双层敏化机中加入敏化剂和促进剂在45℃下进行敏化，经过充分搅拌得成品乳化炸药，敏化后成品乳化炸药的密度为1.20g/cm3。
实施例3
本发明提出的乳化炸药包含如下重量份计的原料：
硝酸铵85份、水13份、炸药专用复合蜡5份、乳化剂3份、敏化剂0.3份、促进剂0.3份、丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸2份。
乳化剂为span-80；敏化剂为珍珠岩；促进剂为磷酸。
本法明提出的乳化装置的制备的方法步骤如下：
S1：油相制备
将炸药专用复合蜡输送至油相罐中加热至90℃熔化，然后加入乳化剂和丙烯酸羟乙酯，搅拌均匀，3h后再加入丙烯酸，继续搅拌反应3h；
S2：水相制备
将硝酸铵、水输送至水相罐中，经过不高于0.4MPa蒸汽溶化，达到125℃保温贮存；
S3：乳化
将S1中的油相和S2中的水相加入静态混合器进行混合，然后将混合后的溶液加入乳化装置，在125℃进行乳化，乳化装置的转速为1500r/min；乳化装置乳化后的乳胶基质的密度为1.45g/cm3
S4：敏化
将S3乳化所得的乳胶基质经钢带凉药机冷却，冷却后在双层敏化机中加入敏化剂和促进剂在54℃下进行敏化，经过充分搅拌得成品乳化炸药，敏化后成品乳化炸药的密度为1.37g/cm3。
对比例1
该方案与实施例1的区别在于用等量的硝酸铵代替丙烯酸羟乙酯、丙烯酸，其余条件不变。
对比例2
该方案与实施例1的区别在于丙烯酸羟乙酯和丙烯酸在油相制备过程中同时加入。
分别对上述方案制备的乳化炸药的储存稳定性进行测定，结果如表1所示。
表1乳化炸药的稳定性测试
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
储存稳定性/月 ≥10 ≥9 ≥10 ≥6 ≥7
从表1中可以看出，在乳化炸药中加入丙烯酸羟乙酯、丙烯酸能够显著地提高乳化炸药的稳定性，而从实施例1与对比例2之间的比较可以看出，先在油相制备中加入丙烯酸羟乙酯，然后再在乳化阶段加入丙烯酸所制备的乳化炸药的稳定优于直接将丙烯酸羟乙酯和丙烯酸在油相制备过程中同时加入所制备的乳化炸药的稳定性，这是因为本申请先通过加入丙烯酸羟乙酯，使其形成种子乳液，然后再加入丙烯酸，使得聚合物的聚合度更高，同时改善了乳化炸药基质的外观状态，在乳胶粒子表面形成均匀的油膜，从而有效遏制无机盐的结晶生长，提高了乳化炸药的储存稳定性。
本发明所使用的乳化装置包括支架，所述支架上端固定设有壳体，所述壳体上设有进料口和第二出料口，所述壳体的一侧设有第二电机，所述第二电机的输出轴固定设有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴贯穿所述壳体的侧壁并位于所述壳体的内腔中，所述第二搅拌轴的外侧还套设有轴套，轴套的内壁与第二搅拌轴不接触，所述轴套贯穿所述壳体侧壁，并与所述壳体转动连接，所述轴套位于所述壳体外部的一端固定设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一电机输出轴上固定的第一齿轮传动连接，所述轴套位于所述壳体内部的一端固定设有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的外侧设有刮板，所述壳体远离所述第二电机的一侧还设有乳化腔，所述乳化腔与所述壳体的内腔连通。
乳化腔靠近所述壳体的一端设有与所述壳体内腔连通的乳化腔入口，所述乳化腔远离所述壳体的一端固定设有第三电机，所述第三电机的输出轴上固定设有第三搅拌轴，所述第三搅拌轴贯穿所述乳化腔的侧壁并位于所述乳化腔内，所述第三搅拌轴上固定设有第三搅拌桨。
乳化腔内壁还设有与所述第三搅拌桨相配的隔板。
相邻刮板之间的距离小于刮板的宽度。
本发明采用的乳化装置包括第一搅拌轴和第二搅拌轴，分别通过第一电机和第二电机进行控制，可以通过调节两个电机的转动速率来提高乳化效率；第一搅拌轴的外侧设有刮板，避免了在乳化过程中乳液富集在壳体的内壁上；壳体的底部还设有循环乳化组件，在乳化过程中，乳化液在第三搅拌轴的带动下从乳化腔入口进入并从第一出料口出料，进一步提高了乳化的效果，且实现了乳化炸药的连续乳化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化炸药包含如下重量份计的原料：
硝酸铵75-85份、水10-13份、炸药专用复合蜡3-5份、乳化剂2-3份、敏化剂0.1-0.3份、促进剂0.1-0.3份、丙烯酸羟乙酯0.5-2份、丙烯酸0.5-2份；
所述乳化炸药制备的方法步骤如下：
S1：油相制备
将炸药专用复合蜡输送至油相罐中加热熔化，然后加入乳化剂和丙烯酸羟乙酯，搅拌均匀，1-3h后再加入丙烯酸，继续搅拌反应1-3h；
S2：水相制备
将硝酸铵、水输送至水相罐中，经过不高于0.4MPa蒸汽溶化，达到120℃±5℃保温贮存；
S3：乳化
将S1中的油相和S2中的水相加入静态混合器进行混合，然后将混合后的溶液加入乳化装置，进行乳化；
S4：敏化
将S3乳化所得的乳胶基质经钢带凉药机冷却，冷却后在双层敏化机中加入敏化剂和促进剂敏化，经过充分搅拌得成品乳化炸药；
所述S3中乳化的温度为120℃±5℃。
2.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为EX9139、span-80中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述敏化剂为亚硝酸钠、珍珠岩中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述促进剂为磷酸。
5.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述S1中加热的温度为80-90℃。
6.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化装置的转速为1000-1500r/min。
7.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化装置乳化后的乳胶基质的密度为1.35g/cm3-1.45g/cm3。
8.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述S4中敏化的温度为49.5℃±4.5℃。
9.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述敏化后成品乳化炸药的密度为1.20g/cm3-1.37g/cm3。
10.根据权利要求1所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化装置包括支架，所述支架上端固定设有壳体，所述壳体上设有进料口和第二出料口，所述壳体的一侧设有第二电机，所述第二电机的输出轴固定设有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴贯穿所述壳体的侧壁并位于所述壳体的内腔中，所述第二搅拌轴的外侧还套设有轴套，所述轴套贯穿所述壳体侧壁，并与所述壳体转动连接，所述轴套位于所述壳体外部的一端固定设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一电机输出轴上固定的第一齿轮传动连接，所述轴套位于所述壳体内部的一端固定设有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴的外侧设有刮板，所述壳体远离所述第二电机的一侧还设有乳化腔，所述乳化腔与所述壳体的内腔连通。
11.根据权利要求10所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化腔靠近所述壳体的一端设有与所述壳体内腔连通的乳化腔入口，所述乳化腔远离所述壳体的一端固定设有第三电机，所述第三电机的输出轴上固定设有第三搅拌轴，所述第三搅拌轴贯穿所述乳化腔的侧壁并位于所述乳化腔内，所述第三搅拌轴上固定设有第三搅拌桨。
12.根据权利要求11所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，所述乳化腔内壁还设有与所述第三搅拌桨相配的隔板。
13.根据权利要求10所述的乳化炸药的制备方法，其特征在于，相邻所述刮板之间的距离小于刮板的宽度。
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