CN113860976A - 一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法 - Google Patents

一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法，该爆炸焊接用乳化炸药由乳化基质和中空聚合物微球两部分组成，其中乳化基质的质量分数为60％‑80％；中空聚合物微球的质量分数为20％‑40％；所述乳化基质由硝酸铵、硝酸钠、水、乳化剂和复合油相组成；所述中空聚合物微球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷和聚酰胺微球中的一种或多种组合而成。此外，本发明提供了一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法，中空聚合物微球将稀释剂与敏化剂的功能合二为一，其原材料成本低廉、对环境无污染。同时，企业可以根据不同复合材料的要求调整中空聚合物微球的配比和含量，从而制备出不同爆速、猛度的爆炸焊接用乳化炸药。

Description

一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子敏化剂，更具体地说是中空聚合物微球敏化剂，尤其涉及到一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法。
背景技术
爆炸焊接是以炸药为能源，使两种或多种金属体之间产生高速碰撞，从而使金属体之间产生固相冶金结合的爆炸加工技术。
随着现代工业和科学技术的迅猛发展，在化工设备、汽车造船、动力机械、冶金、医学设备、建筑桥梁等制造行业中，因为对材料综合性能的要求，单一金属及其合金的性能以达不到工业要求，因此，复合材料就以其优越的性能得到了人们的青睐。现阶段，人们主要是采用爆炸焊接来制造复合材料，而作为爆炸焊接能量来源的乳化炸药便是影响复合材料性能的重要因素之一，因此，乳化炸药在爆炸加工行业中具有极其重要的地位。
乳化炸药作为工业炸药的重要组分之一，具有制备简单、应用方便、可靠等特点，广泛应用于煤矿冶金、石油地质、交通水电、控制爆破等领域。爆炸焊接一般要求炸药的爆速在1900-2400m·s-1，猛度一般在8.5mm左右，这样才能够取得较好的结合效果，而常用的民用炸药爆速一般在3500-5000m·s-1；同时，乳化基质自身不具备雷管感度，需将敏化剂作为密度调剂加入到乳化基质中引入“热点”才能够起爆。因此，降低爆炸焊接用炸药的爆速并同时添加敏化剂具有实际意义。
马宏昊等在其专利CN201710476936.5公布了一种低爆速乳化炸药及其应用，该方法提供了一种低爆速乳化炸药，其包括基础乳化炸药和粘土：基础乳化炸药有乳化基质经敏化剂敏化得到；粘土主要成分为二氧化硅和铝的氧化物。该方法虽然能够很好的达到降低爆速的效果，但将敏化剂和粘土同时加入到乳化基质中，很难保证敏化剂和粘土均匀的分布在乳化基质中。常见的低爆速乳化炸药通常是在乳化炸药中添加工业盐进行二次调配，但工业盐不参与爆炸反应，爆炸焊接后残余的工业盐会污染当地的土壤，严重破坏周围植被。刘蓉等在其专利CN201811025047.8公布了一种乳化炸药用多核中空含能微球及其制备方法，该方法提供了一种乳化炸药用中空微球包覆的含能添加剂，该微球具有一种中空结构，在冲击波压缩作用下形成“热点”，起到敏化剂的作用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，目的之一在于提供一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法。
本发明一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法，该爆炸焊接用乳化炸药由乳化基质和中空聚合物微球两部分组成；
所述乳化炸药由中空聚合物敏化乳化基质所得；
所述中空聚合物微球的质量分数为20％-40％；
所述乳化基质的质量分数为60％-80％；
所述中空聚合物微球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚酰胺等微球中的一种或多种组成。
优选地，所述乳化基质由硝酸铵、硝酸钠、水、乳化剂和复合油相组成；
优选地，所述乳化基质按照以下的质量分数构成：硝酸铵75％-85％、硝酸钠8％-12％、水8％-12％、乳化剂1％-3％、复合油相3％-5％。
优选地，所述乳化炸药爆速在1900-2500m·s-1，密度在0.5-0.8g·cm-3。
优选地，所述的一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药，制备步骤如下：
St1：水相制备：将原料水(8％-12％)和硝酸钠(8％-12％)加入水相溶化罐中，在蒸汽压力为0.4MPa下加热并搅拌，将破碎后的硝酸铵(75％-85％)通过提升螺旋输送料斗按设定的比例加入水相溶化罐中，待完全溶化后保温至105-110℃备用，或放入水相贮罐中保温备用。
St2：油相制备：复合油相(3％-5％)和乳化剂(1％-3％)加入油相熔化罐中，在蒸汽间接加热的条件下搅拌，待全部熔化并达到90-100℃备用，或放入油相贮罐中备用。
St3：乳化：水相和油相溶液经过滤后由输送泵和流量计计算，按工艺配比连续送入乳化器中乳化形成W/O型乳化炸药。
St4：敏化：待乳化胶体冷却至50-60℃后，将中空聚合物微球加入乳化基质中，在连续敏化机的充分搅拌和分散作用下，得到密度均一的乳化炸药。
本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：
1.在中空聚合物微球敏化的乳化炸药中，微球可以起到稀释剂和敏化剂的双重作用，既可以充当稀释剂使乳化炸药爆速降低至爆炸焊接的要求，又可以充当敏化剂，使乳化炸药具有起爆感度。
2.企业可以根据不同复合材料的要求调整中空聚合物微球的配比和含量，从而制备出不同爆速、猛度的爆炸焊接用乳化炸药，并且该方法可以有效促进复合材料爆炸焊接的技术发展和爆炸复合材料的应用。
3.中空聚合物微球制备工艺简单，原材料来源广泛、成本低廉，对乳胶基质没有特殊要求，适合在不同乳化炸药企业中推广，具有良好的市场前景。
本发明一种用于爆炸焊接的中空聚合物微球敏化乳化炸药，该中空聚合物微球同时起到稀释剂和敏化剂的作用，当爆炸冲击波压缩乳化炸药时，微球内部的中空结构形成“热点”，使乳化炸药具有起爆感度；同时，中空聚合物微球的加入可以降低乳化炸药的密度，从而达到爆炸焊接低爆速的要求。
附图说明
图1是制备好的中空聚合物敏化的乳化炸药，图1中1是装药药柱，2是乳化基质，3是中空聚合物微球。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步解释说明，但并不构成对本发明的任何限制。
实施例1
聚甲基丙烯酸甲酯微球敏化乳化炸药，乳化基质的质量百分数为80％，微球的质量百分数为20％，制得的乳化炸药爆速为2500m·s-1，密度为0.8g·cm-3。
St1：水相制备：将原料水(8％-12％)和硝酸钠(8％-12％)加入水相溶化罐中，在蒸汽压力为0.4MPa下加热并搅拌，将破碎后的硝酸铵(75％-85％)通过提升螺旋输送料斗按设定的比例加入水相溶化罐中，待完全溶化后保温至105-110℃备用，或放入水相贮罐中保温备用。
St2：油相制备：复合油相(3％-5％)和乳化剂(1％-3％)加入油相熔化罐中，在蒸汽间接加热的条件下搅拌，待全部熔化并达到90-100℃备用，或放入油相贮罐中备用。
St3：乳化：水相和油相溶液经过滤后由输送泵和流量计计算，按工艺配比连续送入乳化器中乳化形成W/O型乳化炸药。
St4：敏化：待乳化胶体冷却至50-60℃后，将聚甲基丙烯酸甲酯微球(20％)加入乳化基质(80％)中，在连续敏化机的充分搅拌和分散作用下，得到密度均一的乳化炸药。
实施例2
聚苯乙烯和聚硅氧烷微球混合敏化乳化炸药，乳化基质的质量百分数为70％，微球的质量百分数为30％，制得的乳化炸药爆速为2200m·s-1，密度为0.65g·cm-3。
St1：水相制备：将原料水(8％-12％)和硝酸钠(8％-12％)加入水相溶化罐中，在蒸汽压力为0.4MPa下加热并搅拌，将破碎后的硝酸铵(75％-85％)通过提升螺旋输送料斗按设定的比例加入水相溶化罐中，待完全溶化后保温至105-110℃备用，或放入水相贮罐中保温备用。
St2：油相制备：复合油相(3％-5％)和乳化剂(1％-3％)加入油相熔化罐中，在蒸汽间接加热的条件下搅拌，待全部熔化并达到90-100℃备用，或放入油相贮罐中备用。
St3：乳化：水相和油相溶液经过滤后由输送泵和流量计计算，按工艺配比连续送入乳化器中乳化形成W/O型乳化炸药。
St4：敏化：待乳化胶体冷却至50-60℃后，将聚苯乙烯(15％)和聚硅氧烷微球(15％)加入乳化基质(70％)中，在连续敏化机的充分搅拌和分散作用下，得到密度均一的乳化炸药。
实施例3
聚酰胺微球敏化乳化炸药，乳化基质的质量百分数为60％，微球的质量百分数为40％，制得的乳化炸药爆速为1900m·s-1，密度为0.5g·cm-3。
St1：水相制备：将原料水(8％-12％)和硝酸钠(8％-12％)加入水相溶化罐中，在蒸汽压力为0.4MPa下加热并搅拌，将破碎后的硝酸铵(75％-85％)通过提升螺旋输送料斗按设定的比例加入水相溶化罐中，待完全溶化后保温至105-110℃备用，或放入水相贮罐中保温备用。
St2：油相制备：复合油相(3％-5％)和乳化剂(1％-3％)加入油相熔化罐中，在蒸汽间接加热的条件下搅拌，待全部熔化并达到90-100℃备用，或放入油相贮罐中备用。
St3：乳化：水相和油相溶液经过滤后由输送泵和流量计计算，按工艺配比连续送入乳化器中乳化形成W/O型乳化炸药。
St4：敏化：待乳化胶体冷却至50-60℃后，将聚酰胺微球(40％)加入乳化基质(60％)中，在连续敏化机的充分搅拌和分散作用下，得到密度均一的乳化炸药。

Claims (5)

1.一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药制备方法，其特征在于，该爆炸焊接用乳化炸药由乳化基质和中空聚合物微球两部分组成；
所述乳化炸药由中空聚合物敏化乳化基质所得；
所述中空聚合物微球的质量分数为20％-40％；
所述乳化基质的质量分数为60％-80％；
所述中空聚合物微球为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚酰胺等微球中的一种或多种组成。
2.根据权利要求1所述的一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药，其特征在于，所述乳化基质由硝酸铵、硝酸钠、水、乳化剂和复合油相组成。
3.根据权利要求1所述的一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药，其特征在于，所述乳化基质按照以下的质量分数构成：硝酸铵75％-85％、硝酸钠8％-12％、水8％-12％、乳化剂1％-3％、复合油相3％-5％。
4.根据权利要求1所述的一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药，其特征在于，所述乳化炸药爆速在1900-2500m·s-1，密度在0.5-0.8g·cm-3。
5.根据权利要求1所述的一种中空聚合物微球敏化的爆炸焊接用乳化炸药，制备步骤如下：
St1：水相制备：将原料水(8％-12％)和硝酸钠(8％-12％)加入水相溶化罐中，在蒸汽压力为0.4MPa下加热并搅拌，将破碎后的硝酸铵(75％-85％)通过提升螺旋输送料斗按设定的比例加入水相溶化罐中，待完全溶化后保温至105-110℃备用，或放入水相贮罐中保温备用。
St2：油相制备：复合油相(3％-5％)和乳化剂(1％-3％)加入油相熔化罐中，在蒸汽间接加热的条件下搅拌，待全部熔化并达到90-100℃备用，或放入油相贮罐中备用。
St3：乳化：水相和油相溶液经过滤后由输送泵和流量计计算，按工艺配比连续送入乳化器中乳化形成W/O型乳化炸药。
St4：敏化：待乳化胶体冷却至50-60℃后，将中空聚合物微球加入乳化基质中，在连续敏化机的充分搅拌和分散作用下，得到密度均一的乳化炸药。
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