CN115819160A - 一种雷管装配用炸药及其制备方法 - Google Patents

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CN115819160A CN202211496603.6A CN202211496603A CN115819160A CN 115819160 A CN115819160 A CN 115819160A CN 202211496603 A CN202211496603 A CN 202211496603A CN 115819160 A CN115819160 A CN 115819160A
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本发明属于雷管装药技术领域,具体涉及一种雷管装配用炸药及其制备方法。本发明的雷管装配用炸药,包括以下质量百分含量的组分:环三甲撑三硝胺71.8~87.7wt%,粘结剂1~2wt%、消焰剂10.8~25.7wt%和石墨0.5wt%;所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸‑丙烯酸‑丙烯酸丁酯共聚物。本发明以1~2wt%的甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸‑丙烯酸‑丙烯酸丁酯共聚物作为黑索今的粘结剂,甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸‑丙烯酸‑丙烯酸丁酯共聚物能够充分与黑索今充分接触,将其粘结成分散态的颗粒,有效抗团聚。

Description

一种雷管装配用炸药及其制备方法
技术领域
本发明属于雷管装药技术领域,具体涉及一种雷管装配用炸药及其制备方法。
背景技术
目前国内雷管装配用炸药主要有钝化黑索今、SH-931(2)、紫胶造粒黑索今等。其中,钝化黑索今产品存在堆积密度较低,流动(散)性较差的缺点,故装药工艺性较差;采用钢模压制药柱时,易粘膜,退模较难。SH-931(2)产品同样在下药过程中存在着团聚或塌方现象不能满足基础雷管装配生产线联锁自动装置的要求。紫胶造粒黑索今产品的生产对黑索今原材料粒度要求比较苛刻,若黑索今原料粒度细,制造紫胶造粒黑索今时难度大,往往生产的产品粉尘大,流散性差,直接影响到雷管厂家装配雷管。
综上,目前雷管装配用炸药均存在流动(散)性差的缺点,对装药工艺性产生不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雷管装配用炸药及其制备方法,本发明提供的雷管装配用炸药具有流动(散)性好,抗团聚,堆积密度高,装药工艺性良好,适用于工业雷管装配使用。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种雷管装配用炸药,包括以下质量百分含量的组分:
环三甲撑三硝胺71.8~87.7wt%,粘结剂1~2wt%、消焰剂10.8~25.7wt%和石墨0.5wt%;
所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。
优选的,所述消焰剂包括冰晶石;所述石墨的粒径≤1.5μm。
优选的,所述雷管装配用炸药的粒径为0.18~0.6mm。
本发明提供了上述技术方案所述的雷管装配用炸药的制备方法,包括以下步骤:
将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合,得到乳液;
将所述乳液第一加热升温至第一温度与破乳剂混合进行破乳,得到破乳后溶液;
将所述破乳后溶液第二加热升温至第二温度与造粒溶剂混合进行造粒,得到湿粒料;所述第二温度>所述第一温度;
将所述湿粒料去除造粒溶剂后干燥,得到干粒料;
将所述干粒料经石墨钝化,得到所述雷管装配用炸药。
优选的,所述破乳剂为CaCl2;所述破乳剂的质量为环三甲撑三硝胺质量的8~17%。
优选的,所述第一温度为45~55℃,所述第一加热的时间为10~15min;所述第一加热在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速为15~20Hz。
优选的,所述破乳后溶液的温度为45~55℃;所述第二温度为60~75℃,所述第二加热的时间为10~15min;所述第二加热在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速为25~35Hz。
优选的,所述去除造粒溶剂的方式为真空蒸馏,所述真空蒸馏的真空度为0.01~0.02MPa,所述真空蒸馏温度为65~78℃。
优选的,所述干燥为真空干燥或滚筒干燥;所述真空干燥的温度为60~80℃,所述真空干燥的保温时间为10~12h,真空度≥0.06MPa;所述滚筒干燥在滚筒干燥器中进行,所述滚筒干燥器的滚筒内腔进口温度为95~100℃;所述滚筒干燥器的滚筒夹套进口温度为90~95℃。
优选的,所述水的质量为环三甲撑三硝胺质量的1.2~1.5倍;所述造粒溶剂为乙酸乙酯。
本发明提供了一种雷管装配用炸药,包括以下质量百分含量的组分:环三甲撑三硝胺71.8~87.7wt%,粘结剂1~2wt%、消焰剂10.8~25.7wt%和石墨0.5wt%;所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。本发明提供的雷管装配用炸药以环三甲撑三硝胺(黑索今,RDX)为主体,黑索今具有与特屈儿相当的爆轰感度,又有着比特屈儿高的爆速与威力,且机械感度适中;同时本发明以1~2wt%的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物作为黑索今的粘结剂,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物能够与黑索今充分接触,将其粘结成分散态的颗粒,有效抗团聚;再次基础上,本发明配合10.8~25.7wt%的消焰剂和0.5wt%的石墨作为钝化剂,使雷管装配用炸药具有有流动(散)性好,抗团聚,堆积密度高,装药工艺性良好的基础上,同时具有能量高,机械感度和静电感度低的特点。
本发明提供了上述技术方案所述的雷管装配用炸药的制备方法,包括以下步骤:将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合,得到乳液;将所述乳液第一加热,升温至第一温度与破乳剂混合进行破乳,得到破乳后溶液;将所述破乳后溶液第二加热,升温至第二温度与造粒溶剂混合进行造粒,得到湿粒料;所述第二温度>所述第一温度;将所述湿粒料去除造粒溶剂后干燥,得到干粒料;将所述干粒料经石墨钝化,得到所述雷管装配用炸药。本发明将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合,升温后采用破乳剂破乳时,甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物从乳滴中析出,包裹于乳滴表面,将RDX粘接后形成炸药“子核”颗粒结构,然后在造粒溶剂的作用下逐渐长大,形成湿粒料;最后经干燥和钝化,得到产品颗粒分散性和流动性好,抗团聚,且粒径分布均匀、堆积密度高,装药工艺性良好,适用于工业雷管装配使用。
进一步的,在本发明中,所述破乳剂为为CaCl2;所述破乳剂的质量为环三甲撑三硝胺质量的8~17%。本发明通过选择CaCl2作为破乳剂,通过调控破乳剂的质量与环三甲撑三硝胺质量比,能够有效促进破乳过程中,促使甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物对RDX的粘结,实现形成颗粒分明的“子核”结构,有利于得到分散态良好的雷管装配用炸药。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的雷管装配用炸药的实物图;
图2为本发明实施例2制备的雷管装配用炸药的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种雷管装配用炸药,包括以下质量百分含量的组分:
环三甲撑三硝胺71.8~87.7wt%,粘结剂1~2wt%、消焰剂10.8~25.7wt%和石墨0.5wt%;
所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。
在本发明中,若无特殊说明,所有制备原料/组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
以质量百分含量计,本发明提供的雷管装配用炸药包括71.8~87.7wt%的环三甲撑三硝胺,优选为72~87wt%,进一步优选为73~85wt%。
在本发明中,所述黑索今优选为符合GJB 296A-95《黑索今规范》中除三、四类黑索今外的其它类黑索今。
在本发明中,所述黑索今RDX作为雷管装配用炸药的主体,具有与特屈儿相当的爆轰感度,又有着比特屈儿高的爆速与威力,其毒性又比特屈儿低,机械感度比较适中。
以质量百分含量计,本发明提供的雷管装配用炸药包括1~2wt%的粘结剂,优选为1.2~1.8wt%,进一步优选为1.3~1.6wt%。
在本发明中,所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物,所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物能够将析出在环三甲撑三硝胺和消焰剂混合体系的表面,并将其粘结成颗粒。
在本发明中,所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物的制备方法优选包括以下步骤:
将第一水溶性引发剂溶解于水中,得到引发剂溶液;
将第二水溶性引发剂和第一活性剂溶解于水中,得到活性引发剂溶液;
将所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸和丙烯酸丁酯同时滴加至所述活性引发剂溶液中乳化,得到乳化溶液;
将第三水溶性引发剂和第二活性剂溶解于水中,加热保温,得到反应底液;
将所述引发剂溶液和乳化溶液同时滴加至所述反应底液中,进行聚合反应,得到所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。
本发明将第一水溶性引发剂溶解于水中,得到引发剂溶液。在本发明中,所述第一水溶性引发剂优选为过硫酸盐,具体优选为过硫酸钠。所述水优选为纯净水,所述第一水溶性引发剂和水的质量比优选为1:10。所述溶解优选在搅拌的条件进行,所述搅拌的专属为100~150r/min。
本发明将第二水溶性引发剂和第一活性剂溶解于水中,得到活性引发剂溶液。在本发明中,所述第二水溶性引发剂优选为过硫酸盐,具体优选为过硫酸钠。所述第一活性剂优选为海藻酸钠。在本发明中,所述水优选为纯净水。所述第二水溶性引发剂和所述第一活性剂的质量比优选为1:(13~20)。第二水溶性引发剂、所述第一活性剂及水的质量比优选优选为1:(13~20):(450~650)。所述溶解的温度优选为常温。
得到活性引发剂溶液后,本发明将所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸和丙烯酸丁酯同时滴加至所述活性引发剂溶液中乳化,得到乳化溶液。在本发明中,所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸和丙烯酸丁酯的质量比优选为80:5:5:10,所述第二水溶性引发剂与甲基丙烯酸甲酯质量配比优选为1:(510~610)。在本发明中,所述滴加的速率优选为8~15L/min,所述滴加完毕后乳化的时间优选为10~40min,所述乳化优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为150~200r/min,所述乳化的温度为常温。
本发明将第三水溶性引发剂和第二活性剂溶解于水中,加热保温,得到反应底液。在本发明中,所述第三水溶性引发剂优选为过硫酸盐,具体优选为过硫酸钠。所述第二活性剂优选为海藻酸钠。在本发明中,所述水优选为纯净水,所述第三水溶性引发剂、第二活性剂和水的质量比优选为1:1:320。在本发明中,所述溶解优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为100-150r/min;所述第四混合溶液的保温温度优选为88~90℃
得到引发剂溶液、乳化溶液和反应底液后,本发明将所述引发剂溶液和乳化溶液同时滴加至所述反应底液中,进行聚合反应,得到所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。在本发明中,所述引发剂溶液的滴加速度优选为1.5~1.8L/min;所述乳化溶液的滴加速度优选为1.5~1.8L/min;所述滴加的时间优选为6~8h,所述滴加过程完毕后得到的混合溶液的温度优选为88~90℃。本发明优选将所述滴加过程完毕后得到的混合溶液升温进行所述聚合反应,所述聚合反应的保温温度优选为90~92℃,所述聚合反应的保温时间优选为1.5~2h。
在本发明中,所述聚合反应得到聚合反应液,本发明优选对所述聚合反应液进行后处理,得到所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。在本发明中,所述后处理优选包括以下步骤:将降温至室温的所述聚合反应液依次进行筛分和放料,得到所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。在本发明中,所述筛分优选过120目筛进行筛分。
本发明优选采用的是乳液聚合方式制备所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。在本发明中,制备所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物的主要反应装置优选为三叶式桨叶的引发剂反应釜、三叶式桨叶的乳化反应釜、双斜叶式的主反应釜,反应釜选用的是搪瓷玻璃反应釜。在本发明中,所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物制备时以水作为分散剂,乳液的粘度与聚合物的分子量及聚合物含量无关,便于搅拌、传热与管道输送,便于连续生产。
在本发明中,所述甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物的固含量优选为45%。
以质量百分含量计,本发明提供的雷管装配用炸药包括10.8~25.7wt%的消焰剂,优选为11~23wt%,进一步优选为15~22wt%。
在本发明中,所述消焰剂优选包括冰晶石。
以质量百分含量计,本发明提供的雷管装配用炸药包括0.5wt%的石墨。
在本发明中,所述石墨的粒径≤1.5μm。
在本发明中,所述雷管装配用炸药的粒径优选为0.18~0.6mm。
本发明提供了上述技术方案所述的雷管装配用炸药的制备方法,包括以下步骤:
将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合,得到乳液;
将所述乳液第一加热,升温至第一温度与破乳剂混合进行破乳,得到破乳后溶液;
将所述破乳后溶液第二加热,升温至第二温度与造粒溶剂混合进行造粒,得到湿粒料;所述第二温度>所述第一温度;
将所述湿粒料去除造粒溶剂后干燥,得到干粒料;
将所述干粒料经石墨钝化,得到所述雷管装配用炸药。
本发明将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合(以下称为第一混合),得到乳液。
本发明对所述第一混合的方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的物料混合的技术方案即可。在本发明中,所述第一混合优选为将所述环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂加入水中,搅拌得到乳液;在本发明中,所述水的质量优选为黑索今质量的1.2~1.5倍,更优选为1.25~1.4倍。在本发明中,所述搅拌优选为不锈钢三叶式搅拌,压料角度30°,搅拌速率优选为15~20Hz;搅拌时间优选为20~25min;所述搅拌的作用是使黑索今RDX、粘结剂在水中充分混合均匀后,得到乳液。
得到乳液后,本发明将所述乳液第一加热升温至第一温度与破乳剂混合(以下称为第二混合)进行破乳,得到破乳后溶液。
在本发明中,所述破乳剂优选为CaCl2;所述破乳剂的质量优选为环三甲撑三硝胺质量的8~17%,更优选为9~15%。在本发明中,所述破乳剂优选以破乳剂水溶液的形式使用。在本发明中,所述破乳剂水溶液的质量百分量优选为50%。在本发明中,所述第二混合优选为:将所述破乳剂滴加至所述乳液中。在本发明中,所述第一温度优选为45~55℃,所述第一加热升温的速率优选为1~3℃/min,所述第一加热的时间优选为10~15min;所述第一加热在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速为15~20Hz。
在本发明中,所述破乳剂使得粘结剂甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物析能够破乳、析出在炸药的结晶表面,与RDX充分接触,并粘结成颗粒,从而使最终得到的产品粒度均匀,用于压药或装药过程时,无飞粉。
本发明优选在第一温度将所述采用破乳剂加到乳液中,使粘结剂甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物析出在炸药的结晶表面,与黑索今RDX充分接触,并粘结成颗粒,先形成一定的“子核”结构,有效解决原用粘结剂使用过程中不耐储存、易变质及成品易团聚的缺点,将乙酸乙酯去除干净后,物料降温、过滤、洗涤、干燥后经石墨钝化得到炸药。
在本发明中,所述,所述破乳后溶液的温度优选为45~55℃。
得到破乳后溶液后,本发明将所述破乳后溶液第二加热升温至第二温度与造粒溶剂混合(以下称为第三混合)进行造粒,得到湿粒料;所述第二温度>所述第一温度。
在本发明中,所述第二温度优选为60~75℃,所述第二加热升温的速率优选为2~4℃/min,优选为2.5~3.5℃/min,所述第二加热的时间优选为10~15min,更优选为11~14min;所述第二加热优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速优选为25~35Hz,更优选为28~30Hz。
在本发明中,所述造粒溶剂优选为乙酸乙酯。在本发明中,所述第三混合优选为:将所述造粒溶剂加入所述破乳后溶液中。在本发明中,所述造粒溶剂的加入速度优选为2~4mL/min,更优选为2.5~3.5mL/min。
在本发明中,所述湿粒料的粒径随着所述造粒溶剂的加入质量的增加而增大。在本发明中,所述造粒溶剂的加入量优选为以所述湿粒料的粒径为准。本发明优选在所述造粒溶剂加入的过程中,检测所述湿粒料的粒径,当所述湿粒料的粒径优选为0.180mm~0.600mm,本发明停止所述造粒溶剂的加入。
本发明优选调控所述造粒溶剂的加入速度为2~4mL/min,能够确保所述造粒溶剂在所述破乳后溶剂中扩散均匀,使破乳后液中各个位置所形成的白色颗粒产物都按一致的速率均匀聚合长大,最大限度的使白色颗粒的生长速率均匀。
在本发明中,所述造粒溶剂把甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物粘结剂的黑索今在溶液中长大,在水中形成小球,并逐渐把粘结剂溶解,完成包覆过程。
本发明优选通过取样观察白色颗粒粒度的大小控制乙酸乙酯的加入量。
在本发明中,所述湿粒料优选为白色颗粒。
在本发明中,所述湿粒料的粒度优选为0.180mm~0.600mm。
得到湿粒料后,本发明将所述湿粒料去除造粒溶剂后干燥,得到干粒料。
在本发明中,所述去除造粒剂的方式为真空蒸馏,所述真空蒸馏的真空度优选为0.01~0.02MPa,更优选为0.015~0.018MPa.在本发明中,所述蒸馏温度优选为65~78℃,更优选为70~75℃。
在本发明中,所述去除造粒溶剂后得到中间产物,进行所述干燥之前,本发明优选对所述中间产物进行依次进行降温、固液分离和水洗。在本发明中,所述固液分离的具体实施方式优选为过滤。
在本发明中,所述干燥优选为真空干燥或滚筒干燥。
在本发明中,所述真空干燥优选在真空干燥柜中进行。所述真空干燥的温度优选为50~80℃,更优选为60~70℃;所述真空干燥的保温时间优选为8~12h更优选为10~12h,真空度优选为≥0.06MPa。在本发明中,所述滚筒干燥在滚筒干燥器中进行,所述滚筒干燥器的滚筒内腔进口温度为95~100℃;所述滚筒干燥器的滚筒夹套进口温度为90~95℃。
得到干粒料后,本发明将所述干粒料经石墨钝化,得到所述雷管装配用炸药。
本发明对所述钝化的具体实施过程没有特殊要求。
在本发明中,所述钝化得到钝化颗粒,本发明优选对所述钝化颗粒进行筛分,得到所述雷管装配用炸药。在本发明中,所述筛分优选采用筛网直径为0.18mm和0.6mm的筛网进行,本发明优选取筛网直径为0.18mm的筛网的筛下物和筛网直径为0.6mm的筛网的筛上物。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将过硫酸钠与纯净水按照质量比1:10放置于50L配置引发剂反应釜中,搅拌至完全溶解、并混合均匀,得到过硫酸钠溶液。
将配置乳液反应釜一次性加入水、过硫酸钠和海藻酸钠,其中过硫酸钠、海藻酸钠和水的质量比为1:13:450;搅拌至完全溶解、并混合均匀,得到过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液;
向盛放有过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液的配置乳液反应釜加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯,其中,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸,丙烯酸和丙烯酸丁酯的质量比为80:5:5:10,过硫酸钠与甲基丙烯酸甲酯配比为1:510;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸丁酯的滴加速度均为8L/min,滴加完毕后,乳化10min,乳化转速为150r/min,常温乳化,得到乳化混合液。
向配置底液反应釜加入过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水,其中过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水的质量比为1:1:320,转速为100r/min,混合均匀,得到反应底液,于88℃保温备用;
向盛放有反应底液的配置底液反应釜中同时滴加过硫酸钠溶液和乳化混合液,过硫酸钠溶液和乳化混合液的滴加速度均为1.5L/min,滴加时间为6h,滴加过程的温度为88℃,滴加完成后,聚合反应的保温温度为90℃,聚合反应的保温时间为1.5h;
将聚合反应得到的乳液降温至常温后,过120目筛,放料,得到甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物,固含量为45%。
将82kg的RDX放入123kg水中,搅拌得到悬浮液;向悬浮液中加入15.5kg的冰晶石及4.0kg,固含量为45.00%的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物作为粘结剂,搅拌均匀得到混合溶液;
将得到的混合溶液以速率2℃/min升温至45℃,再加入14kg CaCl2(50%)水溶液作为破乳剂,待水溶液澄清,得到破乳后的溶液;
将得到的破乳后的溶液以速率3℃/min,升温至60℃,以6mL/min的速率加入乙酸乙酯进行造粒,通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量,乙酸乙酯加入的量越多,白色颗粒的粒度越大;
当白色颗粒粒度大小达到0.180mm~0.600mm(30目~80目)之间的粒度时,停止加入乙酸乙酯,打开真空系统(真空度为0.02MPa),同时将混合溶液升温至78℃,对乙酸乙酯进行蒸馏;
当颗粒较硬时,说明乙酸乙酯已蒸馏完毕,将混合溶液降温至30℃,然后对去乙酸乙酯后的产品进行过滤;得到固体产物;
对过滤得到的固体产物进行洗涤,将洗涤后的物料充分干燥,采用滚筒干燥器进行干燥。滚筒内腔进口温度设定:95~100℃;滚筒夹套进口温度设定:90~95℃;
干燥后的物料采用0.180mm和0.600mm的标准筛网进行筛选,加入筛选后物料质量的0.5%的石墨进行钝化,得到雷管装配用炸药;
根据《工业电雷管》GB 8031-2005对本实施例得到的雷管装配用炸药进行检测,能够达到国家标准8号工业电雷管炸穿厚度为5mm的铅板要求,穿孔直径为12.4mm,满足技术要求。
实施例2
按照实施例1的制备方法制备得到甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物,固含量为45%。
将83kg的RDX放入99.6kg水中,搅拌得到悬浮液;
向悬浮液中加入15.5kg的冰晶石及2.23kg,固含量为45.00%,的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物粘结剂,搅拌均匀得到混合溶液;
将得到的混合溶液以速率3℃/min,升温至45℃,再加入28.20kg CaCl2(50%)水溶液的破乳剂,待水溶液澄清,得到破乳后的溶液;
将得到的混合溶液以速率4℃/min,升温至60℃,以6mL/min的速率加入乙酸乙酯进行造粒,通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量,乙酸乙酯加入的量越多,白色颗粒的粒度越大;
当白色颗粒粒度大小达到0.180mm~0.600mm(30目~80目)之间的粒度时,停止加入乙酸乙酯,打开真空系统(真空度为0.02MPa),同时将混合溶液升温至78℃,对乙酸乙酯进行蒸馏;
当颗粒较硬时,说明乙酸乙酯已蒸馏完毕,将混合溶液降温至40℃,然后对去乙酸乙酯后的产品进行过滤;得到固体产物;
对过滤得到的炸药进行洗涤,将洗涤后的物料充分干燥,采用滚筒干燥器进行干燥。滚筒内腔进口温度设定:95~100℃;滚筒夹套进口温度设定:90~95℃;
干燥后的物料采用0.180mm和0.600mm的标准筛网进行筛选,加入筛选后物料质量的0.05%的石墨进行钝化,得到雷管装配用炸药;
根据《工业电雷管》GB 8031-2005对本实施例得到的炸药进行检测,能够达到国家标准8号工业电雷管炸穿厚度为5mm的铅板要求,穿孔直径为12.3mm,满足技术要求。
实施例3
按照实施例1的制备方法制备得到甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物,固含量为45%。
将80kg的RDX放入96kg水中,搅拌得到悬浮液;
向悬浮液中加入17.5kg的冰晶石及4.44kg,固含量为45.00%的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物粘结剂,搅拌均匀得到混合溶液;
将得到的混合溶液以速率1℃/min,升温至45℃,再加入12kg CaCl2(50%)溶液的破乳剂,待水溶液澄清,得到破乳后的溶液;
将得到的混合溶液以速率3℃/min,升温至60℃,以6mL/min的速率加入乙酸乙酯进行造粒,通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量,乙酸乙酯加入的量越多,白色颗粒的粒度越大;
当白色颗粒粒度大小达到0.180mm~0.600mm(30目~80目)之间的粒度时,停止加入乙酸乙酯,打开真空系统(真空度为0.02MPa),同时将混合溶液升温至78℃,对乙酸乙酯进行蒸馏;
当颗粒较硬时,说明乙酸乙酯已蒸馏完毕,将混合溶液降温至30℃,然后对去乙酸乙酯后的产品进行过滤;得到固体产物;
对过滤得到的炸药进行洗涤,将洗涤后的物料充分干燥,采用滚筒干燥器进行干燥。滚筒内腔进口温度设定:95~100℃;滚筒夹套进口温度设定:90~95℃;
干燥后的物料采用0.180mm和0.600mm的标准筛网进行筛选,加入筛选后物料质量的0.5%的石墨进行钝化,得到雷管装配用炸药;
根据《工业电雷管》GB 8031-2005对本实施例得到的炸药进行检测,能够达到国家标准8号工业电雷管炸穿厚度为5mm的铅板要求,穿孔直径为12.4mm,满足技术要求。
对比例1
将过硫酸钠与纯净水按照质量比1:10放置于50L配置引发剂反应釜中,搅拌至完全溶解、并混合均匀,得到过硫酸钠溶液。
将配置乳液反应釜一次性加入水、过硫酸钠和海藻酸钠,其中过硫酸钠、海藻酸钠的质量比为1:20;搅拌至完全溶解、并混合均匀,得到过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液;
向盛放有过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液的配置乳液反应釜加入甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸,苯乙烯,其中,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸,苯乙烯的质量比为50:45:5,过硫酸钠与甲基丙烯酸甲酯配比为1:320。甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸,苯乙烯的滴加速度均为12L/min,滴加完毕后,乳化30min,乳化转速为180r/min,常温乳化,得到乳化混合液。
向配置底液反应釜加入过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水,其中过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水的质量比为1:1:320,转速为100r/min,混合均匀,得到反应底液,于90℃保温备用;
向盛放有反应底液的配置底液反应釜中同时滴加过硫酸钠溶液和乳化混合液,过硫酸钠溶液和乳化混合液的滴加速度均为1.5L/min,滴加时间为6h,滴加过程的温度为90℃,滴加完成后,聚合反应的保温温度为90℃,聚合反应的保温时间为1.5h;
将聚合反应得到的乳液降温至常温后,过120目筛,放料,得到甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物,固含量为48%。
将82.5kg的RDX放入110kg水中,搅拌得到悬浮液;向悬浮液中加入15.5kg的冰晶石及3.2kg,固含量为48.00%的甲基丙烯酸甲酯--甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物作为粘结剂,搅拌均匀得到混合溶液;
将得到的混合溶液以速率3℃/min升温至55℃,再加入16kg CaCl2(50%)水溶液作为破乳剂,待水溶液澄清,得到破乳后的溶液;
将得到的破乳后的溶液以速率3℃/min,升温至65℃,以3mL/min的速率加入乙酸乙酯进行造粒,通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量,乙酸乙酯加入的量越多,白色颗粒的粒度越大;
当白色颗粒粒度大小达到0.180mm~0.600mm(30目~80目)之间的粒度时,停止加入乙酸乙酯,打开真空系统(真空度为0.02MPa),同时将混合溶液升温至78℃,对乙酸乙酯进行蒸馏;
当颗粒较硬时,说明乙酸乙酯已蒸馏完毕,将混合溶液降温至30℃,然后对去乙酸乙酯后的产品进行过滤;得到固体产物;
对过滤得到的固体产物进行洗涤,将洗涤后的物料充分干燥,采用滚筒干燥器进行干燥。滚筒内腔进口温度设定:95~100℃;滚筒夹套进口温度设定:90~95℃;
干燥后的物料采用0.180mm和0.600mm的标准筛网进行筛选,加入筛选后物料质量的0.5%的石墨进行钝化,得到雷管装配用炸药;
根据《工业电雷管》GB 8031-2005对本实施例得到的雷管装配用炸药进行检测,能够达到国家标准8号工业电雷管炸穿厚度为5mm的铅板要求,穿孔直径为12.2mm,满足技术要求。
对比例2
将配置乳液反应釜一次性加入水、过硫酸钠和海藻酸钠,其中过硫酸钠、海藻酸钠的质量比为1:15;搅拌至完全溶解、并混合均匀,得到过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液;
向盛放有过硫酸钠和海藻酸钠混合溶液的配置乳液反应釜加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸,其中,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸的质量比为60:40,过硫酸钠与甲基丙烯酸甲酯配比为1:400,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸的滴加速度均为10L/min,滴加完毕后,乳化30min,乳化转速为150r/min,常温乳化,得到乳化混合液。
向配置底液反应釜加入过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水,其中过硫酸钠、海藻酸钠及纯净水的质量比为1:1:320,转速为130r/min,混合均匀,得到反应底液,于90℃保温备用;
向盛放有反应底液的配置底液反应釜中同时滴加过硫酸钠溶液和乳化混合液,过硫酸钠溶液和乳化混合液的滴加速度均为1.6L/min,滴加时间为7h,滴加过程的温度为89℃,滴加完成后,聚合反应的保温温度为89℃,聚合反应的保温时间为1.5h;
将聚合反应得到的乳液降温至常温后,过120目筛,放料,得到甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物,固含量为47.00%。
将82kg的RDX放入123kg水中,搅拌得到悬浮液;向悬浮液中加入15.5kg的冰晶石及4.2kg,固含量为47.00%的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物作为粘结剂,搅拌均匀得到混合溶液;
将得到的混合溶液以速率2℃/min升温至50℃,再加入25kg CaCl2(50%)水溶液作为破乳剂,待水溶液澄清,得到破乳后的溶液;
将得到的破乳后的溶液以速率3℃/min,升温至65℃,以6mL/min的速率加入乙酸乙酯进行造粒,通过取样观察白色颗粒粒度大小控制乙酸乙酯加入的量,乙酸乙酯加入的量越多,白色颗粒的粒度越大;
当白色颗粒粒度大小达到0.180mm~0.600mm(30目~80目)之间的粒度时,停止加入乙酸乙酯,打开真空系统(真空度为0.02MPa),同时将混合溶液升温至78℃,对乙酸乙酯进行蒸馏;
当颗粒较硬时,说明乙酸乙酯已蒸馏完毕,将混合溶液降温至30℃,然后对去乙酸乙酯后的产品进行过滤;得到固体产物;
对过滤得到的固体产物进行洗涤,将洗涤后的物料充分干燥,采用滚筒干燥器进行干燥。滚筒内腔进口温度设定:95~100℃;滚筒夹套进口温度设定:90~95℃;
干燥后的物料采用0.180mm和0.600mm的标准筛网进行筛选,加入筛选后物料质量的0.5%的石墨进行钝化,得到雷管装配用炸药;
根据《工业电雷管》GB 8031-2005对本实施例得到的雷管装配用炸药进行检测,能够达到国家标准8号工业电雷管炸穿厚度为5mm的铅板要求,穿孔直径为12.3mm,满足技术要求。
测试例
对本发明实施例1使用的黑索今原材料以及制备的雷管装配用炸药产品、对比例1和对比例2制备的炸药产品进行机械感度试验,试验结果如表1所示:
表1本发明实施例1得到的炸药与其它炸药机械感度的性能检测结果
Figure BDA0003962735370000151
由表1可以看出,本发明实施例1提供的新型雷管装配用炸药比常用雷管感度大大降低,安全性能得到大幅度提升。
由以上实施例可知,使用本发明提供的新型雷管炸药或按照本发明提供的制备方法制备的新型雷管具有作用可靠,使用安全,静电小,流散性好、粒度均匀等特点,利于雷管的机械装药,通过装配8号工业电雷管,进行5mm铅板穿孔试验,共进行300发雷管,全部爆炸,铅板穿孔直径
Figure BDA0003962735370000152
全部合格,生产的雷管达到国标要求。并且优于对比例1铅板穿孔直径
Figure BDA0003962735370000161
Figure BDA0003962735370000162
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种雷管装配用炸药,其特征在于,包括以下质量百分含量的组分:
环三甲撑三硝胺71.8~87.7wt%,粘结剂1~2wt%、消焰剂10.8~25.7wt%和石墨0.5wt%;
所述粘结剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酸丁酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的雷管装配用炸药,其特征在于,所述消焰剂包括冰晶石;所述石墨的粒径≤1.5μm。
3.根据权利要求1所述的雷管装配用炸药,其特征在于,所述雷管装配用炸药的粒径为0.18~0.6mm。
4.权利要求1~3任一项所述的雷管装配用炸药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将环三甲撑基三硝铵、粘结剂、消焰剂和水混合,得到乳液;
将所述乳液第一加热升温至第一温度与破乳剂混合进行破乳,得到破乳后溶液;
将所述破乳后溶液第二加热升温至第二温度与造粒溶剂混合进行造粒,得到湿粒料;所述第二温度>所述第一温度;
将所述湿粒料去除造粒溶剂后干燥,得到干粒料;
将所述干粒料经石墨钝化,得到所述雷管装配用炸药。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述破乳剂为CaCl2;所述破乳剂的质量为环三甲撑三硝胺质量的8~17%。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述第一温度为45~55℃,所述第一加热的时间为10~15min;所述第一加热在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速为15~20Hz。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述破乳后溶液的温度为45~55℃;所述第二温度为60~75℃,所述第二加热的时间为10~15min;所述第二加热在搅拌的条件下进行,所述搅拌的转速为25~35Hz。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述去除造粒溶剂的方式为真空蒸馏,所述真空蒸馏的真空度为0.01~0.02MPa,所述真空蒸馏温度为65~78℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述干燥为真空干燥或滚筒干燥;所述真空干燥的温度为60~80℃,所述真空干燥的保温时间为10~12h,真空度≥0.06MPa;所述滚筒干燥在滚筒干燥器中进行,所述滚筒干燥器的滚筒内腔进口温度为95~100℃;所述滚筒干燥器的滚筒夹套进口温度为90~95℃。
10.根据权利要求4或8所述的制备方法,其特征在于,所述水的质量为环三甲撑三硝胺质量的1.2~1.5倍;所述造粒溶剂为乙酸乙酯。
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