CN112010719B

CN112010719B - 一种含铝炸药及其制备方法

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Publication number: CN112010719B
Application number: CN201910457798.5A
Authority: CN
Inventors: 马宏壮; 周新利; 唐威务; 吴亦雄
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2021-11-30
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: CN112010719A

Abstract

本发明公开了一种含铝炸药及其制备方法，按质量百分比计，由以下组分组成：硝酸铵81.85‑82.46%，甘氨酸3.15‑12.54%，铝粉5‑15%，其步骤为：在125‑130℃下，将硝酸铵配制成90wt%的水溶液，再加入甘氨酸，搅拌至完全溶解；于60℃下恒温真空干燥至恒重；粉碎，过60目筛；按配比加入铝粉，混合10‑20min，得到所述含铝炸药。本发明使用甘氨酸作为可燃剂替代复合蜡等石化油相材料，减少了油相配置和保温、输送等工序，不产生含油的废水、废气，有利于环境保护，同时，甘氨酸还可以起到硝酸铵相稳定剂的作用，改善硝酸铵在加工、储存过程中的晶变特性。

Description

一种含铝炸药及其制备方法

技术领域

本发明属于一种工业含铝炸药制备技术，具体是一种以甘氨酸为原料的含铝工业炸药及其制备方法。

背景技术

工业含铝炸药是在工业炸药中加入不同比例的金属铝粉制成的一类工业炸药，具有高比容、高爆热及高做功能力的特点，但由于铝粉价格昂贵限制了其大规模推广应用，只是在某些特种工程中得到应用。得到广泛应用的工业含铝炸药品种有铝化铵油炸药、含铝浆状炸药、乳化炸药、水胶炸药等。

CN101591210A公布了一种增敏型膨化铵油炸药及其制备方法，由膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉混合制成，其中复合油相由柴油和石蜡融化后配制,其中柴油与石蜡的质量配比6∶4，膨化硝酸铵、硝基甲烷、复合油相和铝粉的质量百分比为91％～94.5％∶1％～3％∶4～5％∶ 0.5～1％。

CN1197781A 公布了一种无梯岩石粉状硝铵炸药及其制备方法，其组成为硝酸铵85-92%，木粉3-6%及复合含能油相2.0-10%，其特点为在复合含能油相材料中加入铝粉等含能材料，其组成为柴油15-55%、复合蜡或石蜡10-30%、松香0-20%、SP-800.5-3%及5-50%铝粉组成。

上述专利中采用的复合油相中，主要以柴油、机油和复合蜡等石化产品作为可燃剂，原材料成本高、油相材料与硝酸铵（或硝酸铵溶液）不易混合均匀、生产中需要油相配制和定量装置、并产生含油的废水废气，不利于清洁生产。

CN1654447A涉及一种泥浆炸药，所述炸药由硝酸铵、黏土粉、软化水及铝粉按其重量比混配成泥浆状，成本低廉，安全性好。其组成为硝酸铵65-75%，黏土粉10-15%，软化水15-20%及铝粉10-15%。存在水与铝粉反应的问题。

周润强等（周润强，曹端林，王建龙等.无TNT铵脲炸药配方和爆炸性能的关系.应用化工，2006,35（8）：615-617）研究了硝酸铵-硝酸脲-铝粉含铝炸药的配方及爆炸性能，铝粉的加入提高了炸药的爆热，但比容有所下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以甘氨酸为可燃剂的工业含铝炸药及其制备方法。以甘氨酸为可燃剂，硝酸铵为氧化剂，微细铝粉为高能组分，制备一种不含石蜡或复合蜡、机油、柴油等石化产品复合油相的工业含铝炸药，提供一种成本低廉、无毒无害、爆炸性能优越，生产工艺简单的高性能粉状含铝工业炸药其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种含铝炸药，按质量百分比计，由以下组分组成：硝酸铵81.85-82.46%，甘氨酸3.15-12.54%，铝粉5-15%。

进一步的，铝粉的粒度为5.98μm。

上述含铝炸药的制备方法，包括：

（1）按照配方，准确称量硝酸铵、水和甘氨酸，先将硝酸铵和水加入溶化器中，在125-130℃下将硝酸铵配制成90wt%的水溶液，充分搅拌溶解后，再加入甘氨酸，搅拌至完全溶解；

（2）将上述硝酸铵和甘氨酸的水溶液出料至干燥盘中，于60℃的恒温真空干燥箱中进行干燥至恒重；

（3）将干燥至恒重的硝酸铵-甘氨酸混合物进行粉碎，过60目筛；

（4）将粉碎后的硝酸铵-甘氨酸混合物转移到混药器中，同时按配比加入定量的铝粉，为避免铝粉飞扬，提高混合均匀度，加入适量的丙酮，进行充分混合，混合时间10-20min，在真空干燥箱中干燥除去丙酮，得到含铝工业炸药产品。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

（1）使用甘氨酸作为可燃剂替代复合蜡等石化油相材料或木粉，减少了油相配置和保温、输送等工序，不产生含油的废水、废气，有利于环境保护。

（2）甘氨酸还可以起到硝酸铵相稳定剂的作用，改善硝酸铵在加工、储存过程中的晶变特性。

（3）氧化剂普通硝酸铵与可燃剂甘氨酸溶解配成溶液，提高了氧化剂和可燃剂的混合均匀度，利于提高爆炸性能。

（4）采用真空干燥工艺，显著降低炸药中的水分含量。

（5）采用粒度为5.98μm的微细铝粉，提高了三种组分的混合均匀度。

附图说明

图1为铝粉含量为10%的含铝炸药的DSC曲线。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述。

实施例1

以制备100g炸药为例，选择组分和质量配比是：硝酸铵82.46%，甘氨酸12.54%，铝粉5%。

按照上述组分和配比，实施步骤如下：

第一步，将82.46g硝酸铵加入溶化器中，在125-130℃下搅拌、溶解配制成90%的水溶液，再加入12.54g甘氨酸，搅拌至完全溶化；

第二步，将上述硝酸铵和甘氨酸的水溶液出料至干燥盘中，在真空度为-0.090—-0092MPa下，于与60℃的恒温真空干燥箱中干燥至恒重；

第三步，将干燥至恒重的硝酸铵-甘氨酸混合物进行粉碎，过60目筛。

第四步，将粉碎后的硝酸铵-甘氨酸混合物转移到混药器中，同时按配比加入5g铝粉，为避免铝粉飞扬，提高混合均匀度，加入10mL丙酮，进行充分混合，混合时间10min，在真空干燥箱中干燥除去丙酮，得到含铝工业炸药产品。

实施例2

以制备100g炸药为例，选择组分和质量配比是：硝酸铵82.16%，甘氨酸7.84%，铝粉10%

按照上述组分和配比，实施步骤如下：

第一步，将82.16g硝酸铵加入溶化器中，在125-130℃下搅拌、溶解配制成90%的水溶液，再加入7.84g甘氨酸，搅拌至完全溶化；

第二步，将上述硝酸铵和甘氨酸的水溶液出料至干燥盘中，在真空度为-0.090-0092MPa下，于与60℃的恒温真空干燥箱中干燥至恒重；

第四步，将粉碎后的硝酸铵-甘氨酸混合物转移到混药器中，同时按配比加入10g铝粉，为避免铝粉飞扬，提高混合均匀度，加入15mL丙酮，进行充分混合，，混合时间15min，在真空干燥箱中干燥除去丙酮，得到含铝工业炸药产品。

实施例3

以制备100g炸药为例，选择组分和质量配比是：硝酸铵81.85%，甘氨酸3.15%，铝粉15%

按照上述组分和配比，实施步骤如下：

第一步，将81.85g硝酸铵加入溶化器中，在125-130℃下搅拌、溶解配制成90%的水溶液，再加入3.15g甘氨酸，搅拌至完全溶化；

第四步，将粉碎后的硝酸铵-甘氨酸混合物转移到混药器中，同时按配比加入15g铝粉，为避免铝粉飞扬，提高混合均匀度，加入20mL丙酮，进行充分混合，混合时间20min，在真空干燥箱中干燥除去丙酮，得到含铝工业炸药产品。

图1为铝粉含量为10%的含铝炸药的DSC曲线，图中DSC曲线上峰温为55.66℃和130.74℃的两个峰为硝酸铵的晶变峰，与纯硝酸铵相比，两个晶变温度都得到提高，说明甘氨酸可以起到硝酸铵相稳定剂的作用。峰温为267.34℃的峰为硝酸铵-甘氨酸-铝粉混合物的分解峰，分解放热量为658.05J.g-1。

Claims

1.一种含铝炸药，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：硝酸铵81.85-82.46%，甘氨酸3.15-12.54%，铝粉5-15%；

由如下步骤制备：

（1）在125-130℃下，将硝酸铵配制成90wt%的水溶液，再加入甘氨酸，搅拌至完全溶解；

（2）于60℃下恒温真空干燥至恒重；

（3）粉碎，过60目筛；

（4）按配比加入铝粉，混合10-20min，得到所述含铝炸药。

2.如权利要求1所述的含铝炸药，其特征在于，铝粉的粒度为5.98μm。

3.如权利要求1或2所述的含铝炸药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（2）于60℃下恒温真空干燥至恒重；

（3）粉碎，过60目筛；

（4）按配比加入铝粉，混合10-20min，得到所述含铝炸药。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，按配比加入铝粉，加入丙酮充分混合，并真空干燥除去丙酮，得到所述含铝炸药。