CN111018637B - 一种消焰剂混合炸药及其制备方法 - Google Patents

一种消焰剂混合炸药及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种消焰剂混合炸药及其制备方法，以黑索今作为炸药主体，以氟铝酸钠为消焰剂，以202橡胶和紫胶或聚醋酸乙烯酯(PVAc)和紫胶为粘结剂，以石墨作为钝感剂，使本发明的消焰剂混合炸药，在保证正常起爆和正常爆轰输出的前提下，兼顾了该类炸药对火焰的消除能力。经测试，本发明的流散性可达20s，堆积密度达0.87‑0.88g/cm3，《GJB772A‑97 402.3堆积密度标准容器法》，20目～80目筛间物≥95％，且20目筛上80目筛下物可达15～20％。

Description

一种消焰剂混合炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于火炸药技术领域，具体涉及一种消焰剂混合炸药及其制备方法。
背景技术
炸药在军事上应用广泛，在民用上也广泛应用于采矿、筑路、兴修水利、工程爆破、金属加工等，其中国内二、三级煤矿采矿中主要使用的是乳化炸药，此类炸药根据不同安全度的要求适量添加了不同成分和含量的消焰剂，消焰剂的加入能够在炸药爆炸时消除火焰，避免火焰引燃气体，进而引起爆炸，提高了炸药在民用领域的安全性。
自80年代以来，随着爆破技术及民爆器材的发展，用户对不同品种和不同规格爆破器材的需求也逐渐增多。在民用爆破炸药的研制方面消焰剂类混合炸药研究日益增多，现有技术中常用的消焰剂有冰晶石和氯化钾，氯化钾在作为消焰剂加入混合炸药配方中时，因其较难包覆，常用干混工艺，但因干混工艺本身的不足，导致制得的混合炸药爆轰能量波动较大，消除火焰的能力不足，容易引起瓦斯爆炸。而冰晶石(别称氟铝酸钠)因为颗粒较细，较难与主炸药充分混合，而限制了其在消焰剂类混合炸药中的大范围应用。如何设计一种消焰剂混合炸药的配方，并优化其制备工艺，使得消焰剂能够较均匀的包覆在混合炸药的主炸药上，达到足够的爆炸能量输出，在井下等特殊环境使用时，又能够提高其消除火焰的能力及对易燃易爆物的安全性，成为该领域技术人员研究的重点。
发明内容
为了消除现有技术以冰晶石作为消焰剂的混合炸药，消焰剂与主炸药不能充分混合，使得该类炸药爆炸能量波动较大，消除火焰能力不足的缺陷，本发明提出了一种消焰剂混合炸药及其制备方法。
本发明所述的一种消焰剂混合炸药由78～80质量份的黑索今，17～19质量份的消焰剂、2～3质量份的粘结剂、0.4～0.6质量份的钝感剂组成。
所述的消焰剂为氟铝酸钠；所述的粘结剂为202橡胶和紫胶，或聚醋酸乙烯酯(PVAc)和紫胶；所述的钝感剂为石墨；所述的黑索今为符合GJB296A-1997的产品，平均粒径(D50)为60～120μm。
本发明制备所述的消焰剂混合炸药的具体过程是：
步骤1：配置粘结剂溶液，在1#溶解机中加入0.5～1质量份紫胶和5～16质量份乙醇，加热搅拌使紫胶溶解，制成均匀的紫胶溶液；在2#溶解机中加入1.5～2质量份202橡胶或PVAc，12～24质量份乙酸乙酯，使202橡胶或PVAc完全溶解，配置成202橡胶或PVAc溶液；
步骤2：消焰剂预包覆，在造粒器中加入17～19质量份消焰剂，160～200质量份水，搅拌并升温到55℃～60℃，加入步骤1配好的紫胶溶液和1质量份氯化钙，继续升温至70℃～75℃，保温15～20min，此时紫胶均匀包覆在消焰剂颗粒表面，形成氟铝酸钠包覆颗粒的悬浮液；
步骤3：水悬浮法造粒，将造粒器降温至50℃时，加入78～80质量份的黑索今，升温至55℃～60℃时，加入1.5～2质量份步骤1配置好的202橡胶或PVAc溶液，恒温搅拌15～20min后，升温到70℃～75℃，同时对造粒器抽真空至0.01～0.05Mpa，抽真空时间为30～40min，缓慢降温到40℃以下出料，得到包覆均匀的含有黑索今、消焰剂、粘结剂的湿品粒子；
步骤4：后处理，对步骤3得到的湿品粒子进行过滤洗涤、干燥和筛选，得到20目～80目的粉红色颗粒状的干品粒子。所述对湿品粒子的过滤洗涤是将该湿品粒子置于水中，湿品粒子：水＝1:1～1.5。所述对湿品粒子的干燥温度为70℃～75℃，干燥周期：10h～12h。
步骤5：钝感剂包覆，将步骤4得到的干品粒子加入混合器，再加入0.4～0.6质量份的石墨进行混合包覆，混合20～30min后出料，得到灰黑色固体颗粒状的消焰剂混合炸药。
本发明的消焰剂混合炸药，选用冰晶石作为消焰剂，通过优化制备方法，使得消焰剂表面包覆材料粘结效果良好，消焰剂与主炸药黑索今混合造粒后产品颗粒均匀、炸药流散性能、压药性能良好，堆积密度符合要求。本发明的消焰剂混合炸药，在保证正常起爆和正常爆轰输出的前提下，消焰剂控制在一定范围，兼顾了该类炸药对火焰的消除能力。经测试，本发明的流散性可达20s，堆积密度达0.87-0.88g/cm3，《GJB772A-97 402.3堆积密度标准容器法》，20目～80目筛间物≥95％，且20目筛上80目筛下物可达15～20％。
具体实施方式
以下通过六个具体实施例详细说明本发明的技术方案。各实施例中，所述的混合炸药采用传统的溶液水悬浮蒸馏法制备。
各实施例均涉及一种消焰剂混合炸药。所述的消焰剂混合炸药由主炸药RDX、粘结剂、消焰剂、钝感剂组成，各原料组成见下表：
Figure BDA0002330649300000031
所述各实施例中，制备所述消焰剂混合炸药的具体过程是：
步骤1：配置粘结剂溶液，在1#溶解机中加入0.5～1质量份紫胶和5～16质量份乙醇，加热搅拌使紫胶溶解，制成均匀的紫胶溶液；在2#溶解机中加入1.5～2质量份202橡胶或PVAc，12～24质量份乙酸乙酯，使202橡胶或PVAc完全溶解，配置成202橡胶或PVAc溶液；
各实施例中粘接剂及乙醇、乙酸乙酯的质量份：
实施例 1 2 3 4 5 6
紫胶 0.5 0.7 1.0
乙醇 5 10 16
202橡胶 1.5 1.7 2.0
乙酸乙酯 12 18 24
紫胶 0.5 1.0 0.8
乙醇 5 16 12
PVAc 1.5 2.0 1.8
乙酸乙酯 12 24 19
步骤2：消焰剂预包覆，在造粒器中加入17～19质量份消焰剂，160～200质量份水，搅拌并升温到55℃～60℃，加入步骤1配好的紫胶溶液和1质量份氯化钙，继续升温至70℃～75℃，保温15～20min，此时紫胶均匀包覆在消焰剂颗粒表面，形成氟铝酸钠包覆颗粒的悬浮液；
Figure BDA0002330649300000032
Figure BDA0002330649300000041
步骤3：水悬浮法造粒，将造粒器降温至50℃时，加入78～80质量份的黑索今，升温至55℃～60℃时，加入1.5～2质量份步骤1配置好的202橡胶或PVAc溶液，恒温搅拌15～20min后，继续升温到70℃～75℃，同时对造粒器抽真空至0.01～0.05Mpa，抽真空时间为30～40min，缓慢降温到40℃以下出料，得到包覆均匀的含有黑索今、消焰剂、粘结剂的湿品粒子；
Figure BDA0002330649300000042
步骤4：后处理，对步骤3得到的湿品粒子进行过滤洗涤、干燥和筛选，得到20目～80目的粉红色颗粒状的干品粒子。所述对湿品粒子的过滤洗涤是将该湿品粒子置于水中，湿品粒子：水＝1:1～1.5。所述对湿品粒子的干燥温度为70℃～75℃，干燥周期：10h～12h。
各实施例中的制备参数：
实施例 1 2 3 4 5 6
湿品粒子:水 1:1.5 1:1 1:1.3 1:1.3 1:1.2 1:1.4
干燥温度，℃ 70 72 74 73 75 71
干燥周期，h 10 11 10 10 12 11
步骤5：钝感剂包覆，将步骤4得到的干品粒子加入混合器，再加入0.4～0.6质量份的石墨进行混合包覆，混合20～30min后出料，得到灰黑色固体颗粒状的消焰剂混合炸药。
各实施例中物料的质量份及制备参数：
Figure BDA0002330649300000043
Figure BDA0002330649300000051
为验证本发明的效果，测试得到的消焰剂混合炸药的性能，其性能数据如下：
Figure BDA0002330649300000052

Claims (1)

1.一种消焰剂混合炸药，其特征在于，由78～80质量份的黑索今，17～19质量份的消焰剂、2～3质量份的粘结剂、0.4～0.6质量份的钝感剂组成；所述的消焰剂为氟铝酸钠；所述的粘结剂为202橡胶和紫胶，或聚醋酸乙烯酯(PVAc)和紫胶；所述的钝感剂为石墨；所述的黑索今为符合GJB296A-1997的产品，平均粒径(D50)为60～120μm；
所述的消焰剂混合炸药的制备方法，具体过程是：
步骤1：配置粘结剂溶液，在1#溶解机中加入0.5～1质量份紫胶和5～16质量份乙醇，加热搅拌使紫胶溶解，制成均匀的紫胶溶液；在2#溶解机中加入1.5～2质量份202橡胶或PVAc，12～24质量份乙酸乙酯，使202橡胶或PVAc完全溶解，配置成202橡胶或PVAc溶液；
步骤2：消焰剂预包覆，在造粒器中加入17～19质量份消焰剂，160～200质量份水，搅拌并升温到55℃～60℃，加入步骤1配好的紫胶溶液和1质量份氯化钙，继续升温至70℃～75℃，保温15～20min，此时紫胶均匀包覆在消焰剂颗粒表面，形成氟铝酸钠包覆颗粒的悬浮液；
步骤3：水悬浮法造粒，将造粒器降温至50℃时，加入78～80质量份的黑索今，升温至55℃～60℃时，加入1.5～2质量份步骤1配置好的202橡胶或PVAc溶液，恒温搅拌15～20min后，升温到70℃～75℃，同时对造粒器抽真空至0.01～0.05Mpa，抽真空时间为30～40min，缓慢降温到40℃以下出料，得到包覆均匀的含有黑索今、消焰剂、粘结剂的湿品粒子；
步骤4：后处理，对步骤3得到的湿品粒子进行过滤洗涤、干燥和筛选，得到20目～80目的粉红色颗粒状的干品粒子；所述对湿品粒子的过滤洗涤是将该湿品粒子置于水中，湿品粒子：水＝1:1～1.5；所述对湿品粒子的干燥温度为70℃～75℃，干燥周期：10h～12h；
步骤5：钝感剂包覆，将步骤4得到的干品粒子加入混合器，再加入0.4～0.6质量份的石墨进行混合包覆，混合20～30min后出料，得到灰黑色固体颗粒状的消焰剂混合炸药。
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