CN112521234A - 一种油相材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油相材料及其制备方法和应用，所述油相材料按照重量百分比包括如下组分：蜡膏27‑38％，混晶蜡39‑50％和乳化剂20‑25％。本发明所述油相材料包括特定配比下的蜡膏、混晶蜡和乳化剂，三者具有协同作用，使所述油相材料具有优越的抗水性能和贮存稳定性能，并且爆炸性能较高。

Description

一种油相材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及胶乳炸药技术领域，尤其涉及一种油相材料及其制备方法和应用。

背景技术

胶乳炸药是借助乳化剂的作用，使氧化剂盐类水溶液的微滴，均匀分散在含有分散气泡或空心玻璃微珠等多孔物质的油相连续介质中，形成一种油包水型的乳胶状炸药。目前，胶乳炸药被广泛使用，但是许多炸药生产厂采购各种原材料，自行调配会造成产品质量不稳定，从而影响生产及产生生产成本提高的问题。而油相材料作为制备胶乳炸药的关键性成分，它的质量稳定性至关重要。

CN109293457A公开了一种可以提高乳胶基质稳定性的新型油相材料配方，其公开的油相材料配方的主要成分为微晶蜡、凡士林、液体油(甲基油、大豆油)，各组分总量为100％，各组质量分数为：微晶蜡：30％～40％，凡士林：35％～50％，液体油：20％～25％。采用其公开的油相材料配方制备的乳胶基质与传统复合蜡制备的乳胶基质相比，其环境储存稳定性得到提高，热稳定性也会优于传统复合蜡制备的乳胶基质。但是其提供的油相材料生产成本较高。

CN104710251A公开了一种乳化炸药用生物质类复合油相材料及制备方法，所述复合油相由下列质量份的物质组成：氢化硬脂1％～80％，棕榈硬脂0％～80％(熔点44℃～62℃)，糠蜡(含油量0％～35％)0％～60％，棕榈脂0％～40％(熔点45℃～55℃)，脂肪酸甲酯0％～15％，复合乳化剂19％～50％。该生物质类复合油相材料生产乳化炸药，具有良好的爆炸性能，清洁环保并可降低生产成本，但是生产过程相对复杂。

综上所述，开发一种兼具高质量稳定性和制备工艺简单的油相材料至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油相材料及其制备方法和应用，所述油相材料具有较高的质量稳定性，且生产工艺简单，成本较低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种油相材料，所述油相材料按照重量百分比包括如下组分：蜡膏27-38％，混晶蜡39-50％和乳化剂20-25％。

本发明所述油相材料包括特定配比下的蜡膏、混晶蜡和乳化剂，三者具有协同作用，通过改变所述油相材料的表面张力，提高所制备的炸药的防潮和防结块性能，最终所制备的炸药表现出优越的抗水性、贮存稳定性能和爆炸性能。

本发明中，所述蜡膏的添加量过低则产品容易变形，而且成本高。而蜡膏的添加量过高又会导致乳化效果不好，产品质量不稳定，有分层等现象；同样的，所述混晶蜡的添加量过低则不能防水防潮，混晶蜡的添加量过高，又会导致硬度不够，容易变形；乳化剂的添加量过低乳化效果差，产品质量不稳定，出现分层现象，而且含水高会影响产品质量，乳化剂的添加量过高油相材料变粘稠，并且增加成本。

所述蜡膏所占的重量百分比为27-38％，例如具体可以为28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％等。

所述混晶蜡所占的重量百分比为39-50％，例如具体可以为40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％等。

所述乳化剂所占的重量百分比为20-25％，例如具体可以为21％、22％、23％、24％等。

优选地，所述油相材料按照重量百分比由蜡膏27-38％、混晶蜡39-50％和乳化剂20-25％组成。

本发明所述油相材料优选由特定配比下的蜡膏、混晶蜡和乳化剂组成，仅采用由以上三种组分组成的油相材料就能达到现有技术中配方更为复杂的油相材料具有优越的抗水性能和贮存稳定性能，并且爆炸性能较高。

优选地，所述混晶蜡包括54号粗石蜡、微晶蜡、58号半精炼石蜡或56号粗石蜡中的任意一种或至少两种的组合，优选54号粗石蜡、微晶蜡的组合。

本发明混晶蜡优选54号粗石蜡和微晶蜡的组合，54号粗石蜡和微晶蜡的组合的优势是改善油相材料的透水透湿性,增加耐弯曲能力,提高塑性和挠性,从而使更适用于炸药的防水、防潮。

优选地，所述混晶蜡中54号粗石蜡和微晶蜡的质量比为1:1-1:5，例如1:2、1:3、1:4等，优选1:3。

本发明混晶蜡中54号粗石蜡和微晶蜡的质量比为1:1-1:5，54号粗石蜡和微晶蜡的质量比不在该范围会导致油相材料的防水和防潮性能下降。

优选地，所述乳化剂包括辛苯昔醇、山梨糖醇酐油酸酯或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯的组合，山梨糖醇酐油酸酯和硬脂酸的组合，辛苯昔醇、山梨糖醇酐油酸酯和硬脂酸的组合等，优选辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯的组合。

本发明乳化剂优选辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯的组合，辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯的组合乳化效果好，得到的产品均匀，质量稳定，能够降低生产成本。

第二方面，本发明提供一种第一方面所述的油相材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将蜡膏和混晶蜡加入调合釜，升温，第一次搅拌；

(2)将调合釜第一次降温后加入乳化剂，第二次搅拌；

(3)将调合釜第二次降温后放料，冷却成型，得到所述油相材料。

优选地，步骤(1)所述升温的温度为100-140℃，例如105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃等。

优选地，步骤(1)所述第一次搅拌的时间为1-3小时，例如1.5小时、2小时、2.5小时等，优选2小时。

本发明制备油相材料的过程中第一次搅拌的时间选择1-3小时，搅拌时间太短会导致蜡膏和混晶蜡乳化不充分，产品分层、有细小颗粒等现象，不利于油相材料的稳定性和爆炸性能。

优选地，步骤(2)所述第一次降温的温度为75-85℃，例如76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃等。

本发明制备油相材料的过程中第一次降温的温度为75-85℃，降温的温度过高，浪费能耗，增加成本，降温的温度过低则会导致蜡膏和混晶蜡乳化不充分，不利于油相材料的稳定性和和爆炸性能。

优选地，步骤(2)所述第二次搅拌的时间为0.5-2小时，例如0.8小时、1小时、1.2小时、1.5小时、1.8小时等。

优选地，步骤(3)所述第二次降温的温度为65-70℃，例如66℃、67℃、68℃、69℃等。

作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将蜡膏和混晶蜡按照重量百分比加入调合釜，升温至100-140℃，第一次搅拌1-3小时；

(2)将调合釜第一次降温至75-85℃，按照重量百分比加入乳化剂，第二次搅拌0.5-2小时；

(3)将调合釜第二次降温至65-70℃，放料，冷却成型，得到所述油相材料。

第三方面，本发明提供一种胶乳炸药，所述胶乳炸药包括第一方面所述的油相材料。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明所述油相材料包括特定配比下的蜡膏、混晶蜡和乳化剂，三者具有协同作用，使所述油相材料具有优越的抗水性能和贮存稳定性能并且爆炸性能高。本发明所述油相材料的含油量在24％-33％范围内，运动粘度在11mm²/s以上，锥入度在41mm以上。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种油相材料，所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏32％(购于中国石化有限公司茂名石化)、混晶蜡45％(质量比为1:3的54号粗石蜡和微晶蜡，购于东光县金蜂蜡业有限公司)和乳化剂23％(质量比为1:1的辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯，购于浏阳金科新材料有限公司，牌号分别为OP乳化剂和Span80乳化剂)；

上述油相材料的制备过程如下：

(1)将蜡膏和混晶蜡按照重量百分比加入调合釜，升温至120℃，第一次搅拌2小时；

(2)将调合釜第一次降温至80℃，按照重量百分比加入乳化剂，第二次搅拌1小时；

(3)将调合釜第二次降温至68℃，放料，冷却成型，得到所述油相材料。

实施例2

本实施例提供一种油相材料，所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏36％(购于中国石化有限公司茂名石化)、混晶蜡39％(质量比为1:5:1的54号粗石蜡、微晶蜡和58号半精炼石蜡，购于东光县金蜂蜡业有限公司)和乳化剂25％(硬脂酸，购于浏阳金科新材料有限公司)；

上述油相材料的制备过程如下：

(1)将蜡膏和混晶蜡按照重量百分比加入调合釜，升温至100℃，第一次搅拌1小时；

(2)将调合釜第一次降温至75℃，按照重量百分比加入乳化剂，第二次搅拌0.5小时；

(3)将调合釜第二次降温至65℃，放料，冷却成型，得到所述油相材料。

实施例3

本实施例提供一种油相材料，所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏38％(购于中国石化有限公司茂名石化)、混晶蜡42％(质量比为1:1的54号粗石蜡和微晶蜡，购于东光县金蜂蜡业有限公司)和乳化剂20％(辛苯昔醇，购于浏阳金科新材料有限公司)；

上述油相材料的制备过程如下：

(1)将蜡膏和混晶蜡按照重量百分比加入调合釜，升温至140℃，第一次搅拌3小时；

(2)将调合釜第一次降温至85℃，按照重量百分比加入乳化剂，第二次搅拌2小时；

(3)将调合釜第二次降温至70℃，放料，冷却成型，得到所述油相材料。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于乳化剂的种类不同，实施例4中的乳化剂为与实施例1中乳化剂等质量的Tween80(购于西安科得益生物科技有限公司)。

实施例5-6

实施例5-6与实施例1的区别在于混晶蜡中54号粗石蜡和微晶蜡质量比分别为1:0.5(实施例5)和1:6(实施例6)。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏25％、混晶蜡50％和乳化剂25％，其制备方法与实施例1相同。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏41％、混晶蜡39％和乳化剂20％，其制备方法与实施例1相同。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏38％、混晶蜡37％和乳化剂25％，其制备方法与实施例1相同。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏27％、混晶蜡52％和乳化剂21％，其制备方法与实施例1相同。

对比例5

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏34％、混晶蜡48％和乳化剂18％，其制备方法与实施例1相同。

对比例6

本对比例与实施例1的区别在于所述油相材料按照重量百分比由如下组分组成：蜡膏30％、混晶蜡42％和乳化剂28％，其制备方法与实施例1相同。

性能测试

将实施例1-6和对比例1-6进行如下测试：

(1)贮存稳定性和抗水性：通过含油量进行表征，按照GB/T3554 3554-2008石油蜡含油量测定法进行。

(2)爆炸性能：通过运动粘度和锥入度进行表征，测试方法如下：

运动粘度的测试方法：按照GB/T265石油运动粘度测定方法进行；

锥入度的测试方法：按照GB/T269润滑脂和石油脂锥入度测定法进行。

相关数据汇总于表1中。

表1

分析表1数据可知：本发明所述油相材料的含油量在24％-33％范围内，运动粘度在11mm²/s以上，锥入度在41mm以上，表现出优越的抗水性能、贮存稳定性能和爆炸性能。

分析对比例1-2与实施例1可以发现，对比例1-2所述油相材料的贮存稳定性、抗水性和爆炸性能不如实施例1，证明蜡膏的重量百分比在27-38％范围内所得的油相材料性能更好。

分析对比例3-4与实施例1可以发现，对比例3-4所述油相材料的贮存稳定性、抗水性和爆炸性能不如实施例1，证明混晶蜡的重量百分比在39-50％范围内所得油相材料性能更好。

分析对比例5-6与实施例1可以发现，对比例5-6所述油相材料的贮存稳定性、抗水性和爆炸性能不如实施例1，证明乳化剂的重量百分比在20-25％的范围内所得油相材料性能更好。

分析实施例4与实施例1可以发现，实施例4所述油相材料的贮存稳定性、抗水性和爆炸性能都不如实施例1，证明使用常规乳化剂，例如Tween80等所得油相材料性能较差。

分析实施例5-6与实施例1-3可以发现，实施例5-6所述油相材料的贮存稳定性、抗水性和爆炸性能不如实施例1-3，混晶蜡中54号粗石蜡和微晶蜡质量比在(1:1)-(1:5)范围内所得油相材料性能更好。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种油相材料，其特征在于，所述油相材料按照重量百分比包括如下组分：蜡膏27-38％、混晶蜡39-50％和乳化剂20-25％。

2.根据权利要求1所述的油相材料，其特征在于，所述混晶蜡包括54号粗石蜡、微晶蜡、58号半精炼石蜡或56号粗石蜡中的任意一种或至少两种的组合，优选54号粗石蜡和微晶蜡的组合。

3.根据权利要求2所述的油相材料，其特征在于，所述混晶蜡中54号粗石蜡和微晶蜡的质量比为1:1-1:5，优选1:3。

4.根据权利要求1-3任一项所述的油相材料，其特征在于，所述乳化剂包括辛苯昔醇、山梨糖醇酐油酸酯或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合，优选辛苯昔醇和山梨糖醇酐油酸酯的组合。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的油相材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：

(1)将蜡膏和混晶蜡加入调合釜，升温，第一次搅拌；

(2)将调合釜第一次降温后加入乳化剂，第二次搅拌；

(3)将调合釜第二次降温后放料，冷却成型，得到所述油相材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述升温的温度为100-140℃；

优选地，步骤(1)所述第一次搅拌的时间为1-3小时。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一次降温的温度为75-85℃；

优选地，步骤(2)所述第二次搅拌的时间为0.5-2小时。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第二次降温的温度为65-70℃。

9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将蜡膏和混晶蜡按照重量百分比加入调合釜，升温至100-140℃，第一次搅拌1-3小时；

(2)将调合釜第一次降温至75-85℃，按照重量百分比加入乳化剂，第二次搅拌0.5-2小时；

(3)将调合釜第二次降温至65-70℃，放料，冷却成型，得到所述油相材料。

10.一种胶乳炸药，其特征在于，所述胶乳炸药包括权利要求1-4任一项所述的油相材料。