CN1362389A - 一种乳化炸药 - Google Patents

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Abstract

一种乳化炸药,以石油炼制过程的中间产物为碳氢燃料组分,并采用酯类高分子化合物乳化剂,制备的乳化炸药性能稳定、安全,降低了原料成本,特别是使乳化炸药的含水在5%以下,使其乳化炸药的爆力提高。

Description

一种乳化炸药
本发明涉及一种乳化炸药，具体地说涉及一种价格低廉、水含量低、高爆炸性能乳化炸药。
众所周知，H.F.BLUM于USP3.447.978首次全面阐述了乳化炸药技术，其公开的乳化炸药为非雷管敏感的。乳化炸药是在乳化剂作用下将90w％以上的无机氧化剂盐水溶液分散于低于10w％的油相中，其乳化颗粒呈紧密排列的多面体结构，热力学性质极不稳定，被分散在油相中的超饱合溶液以微小过冷液滴形式存在，极易聚集及析晶，从而使乳化炸药失去爆轰敏感度。近年来随着高分子乳化剂的开发和在乳化炸药上的应用，特别是GB2,216,168A提出一种以聚异丁烯基马来酸酐与胺类化合物反应制备的丁二酰亚胺类高分子乳化剂，由于其形成的乳化膜强度较大。所制备的乳化炸药的稳定性得到大幅度提高。但丁二酰亚胺类高分子乳化剂在高温下易分解生成氮气和二氧化碳，降低了乳化效率，并使乳化基质中含有一定的气体，降低了乳化基质的密度，从而使乳化基质具有一定的爆轰敏感度，影响乳化炸药的安全生产。另外这些专利均采用石油精制产品为油相基本原料，使石油加工过程中油/蜡分离并制成相应的石蜡、地蜡、润滑油等市售石油产品后再重新调合，造成不必要的人力、物力和能源的浪费。
过去水在乳化炸药中一直被认为是乳化炸药稳定性的重要因素之一，USP5000802专利采用低分子乳化剂，为提高储存稳定性，水含量在10％以上。CN1174181A公开了一种乳化炸药，使用酯类高分子化合物乳化剂，水含量5～15％，优选为9～13％。以上技术使用高水含量的乳化炸药配方，结果使乳化炸药的爆力下降。
本发明的目的是在保证乳化炸药稳定性的前提下，提供一种水含量低、高爆力的乳化炸药。
本发明乳化炸药的组成为(以乳化炸药计，w％)：
无机氧化剂盐                80～95％
水                          0～5％
碳 氢 燃 料                 3～15％
乳  化  剂                  0.2～3％
助  乳  剂                  0.01～1％
密度调节剂                  0.1～5％
本发明乳化炸药的最好组成为：
无机氧化剂盐                88～95％
水                          1～3％
碳 氢 燃 料                 3～6％
乳  化  剂                  0.4～1.5％
助  乳  剂                  0.1～1％
密度调节剂                  0.5～2％
本发明的无机氧化剂盐，其为硝酸铵或与硝酸钠、硝酸钙、尿素、高氯酸盐组成的混合物，其重量百分组成为：
硝酸铵                      80～90％
硝酸钠                      10～20％
硝酸钙                      0～10％
尿素                        0～5％
高氯酸盐                    0～5％
碳氢燃料，其中含有常三线油、减一线油、减二线油、减三线油、减四线油等未精制的馏分及其相应的脱油蜡膏和脱蜡油以及渣油蜡膏、轻脱油、重脱油的一种或多种组成的混合物。其组成为(以碳氢燃料计，w％)：
常三线油                    0～5％
减压馏分油                  5～40％
减压蜡膏                    40～90％
渣油蜡膏                  0～40％
轻脱沥青油                0～15％
重脱沥青油                0～15％
其中所说的减压馏分油是减一线油、减二线油、减三线油、减四线油及其混合物。所说的减压蜡膏是减二线蜡膏、减三线蜡膏、减四线蜡膏及其混合物。
本发明的高分子乳化剂是CN96100379.0所提供的酯类高分子乳化剂，即聚烃基羧酸或酸酐与多羟基类化合物的酯化产物，其中聚烃基的分子量为700-2500。优选聚异丁烯基马来酸酐与多羟基类化合物，在-0.04～0.08MPa、140～180℃反应2～5小时制得。
本发明的助乳剂，其包括烷基磺酸盐、硬脂酸盐、卵磷脂、磷酸脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、聚乙二醇、妥尔油酰胺、十二烷基醇酰磷脂、SP-40、SP-60、SP-65、SP-80、SP-85、M-201、脂肪酸单甘酯及二甘酯、乙二醇单硬脂酸酯、一缩二乙二醇单硬脂酸酯、丙烯乙二醇单十二烷基酯。
本发明优点在于由于采用的乳化剂不含丁二酰亚胺基团、热稳定性好，制备的乳化基质感度较低，生产安全性好。本发明采用高分子乳化剂及其复配技术，使乳化炸药具有较高的储存稳定性，特别是由于含水量的减少，提高了做功能力。本发明以常三线油、减一线油、减二线油、减三线油、减四线油、重油、渣油等未精制的石油馏分及其相应的脱油蜡膏和脱蜡油以及渣油蜡膏、轻脱油、重脱油为油相基础原料，摒弃了传统的油/蜡分离再调合的工艺，降低了成本，并充分利用石油资源。
使乳化炸药的作功能力从高含水乳化炸药的280/mL提高到320～340/mL。CN1174181A中所使用的酯类高分子化合物乳化剂具有低水含量乳化炸药贮存稳定性高的特点，因此降低乳化炸药中的水含量后，仍具有良好的稳定性。
下面通过实施例具体说明本发明。
本发明乳化炸药的制备方法与通用的间歇乳化工艺基本相同，这里不作详细说明。实施例乳化釜转速为1700转/分，搅拌时间为7分钟。
本发明实施例原料均采自兰州炼化总厂，其性能见表1。
表1  油相原料性能
凝点(℃) 含油量(w％) 粘度(100℃mm2/s) 锥入度(1/10mm25℃)
常三线油     5     90     2.01     /
减一线油     30     80     4.98     /
减二线油     35     75     5.02     /
减三线油     37     68     5.55     /
减四线油     42     56     8.58     46
减二线蜡膏     50     7.5     4.82     20*
减三线蜡膏     53     8.5     5.02     19*
减四一蜡膏     56.5     22     6.08     25
渣油蜡膏     69     32.5     19.3     40
轻脱沥青油     38     72     8.82     /
重脱沥青油     40     69     12.1     65
注：*为25℃下的针入度。
本发明涉及的乳化剂T-152、T-153为丁二酰亚胺类高分子乳化剂，兰州炼化总厂添加剂分厂生产。P-190为聚异丁烯基马来酸酐与二甘醇和三乙醇胺的反应产物(96100379中实施例4)。P-191为聚异丁烯基马来酸酐与二甘醇的反应产物(96100379中实施例1)。P-192为聚异丁烯基马来酸酐与三甘醇的反应产物(96100379中实施例2)。P-193为α-烯烃基富马酸与甘油的反应产物(96100379中实施例3)。
本发明实施例配方(以乳化炸药计，w％)及其性能见表2。
其中：高低温循环为评价乳化炸药的重要指标，循环数高则表示乳化炸药稳定性好。其测试方法为取50克乳化炸药样品在50℃的烘箱内放置8小时，取出后再放入-25℃的冰柜内放置16小时作为一个循环，取出再放入50℃的烘箱中循环进行，直至乳化炸药样品导电为止。作功能力试验方法：参照WJ1989-90标准提及的方法。乳化基质感度的测试方法由在25℃的条件下，由8#电雷管所引爆的乳化基质药卷的临界直径表示。药卷直径越大则表示乳化基质的感度低，反之亦然。
表2  实施例及比较例组成及性能
    实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例
    常三线油     0.7     0     0     0
    减一线油     0     0.5     0     0
    减二线油     0     0     0.5     0
    减三线油     0     0     0.5     0
    减四线油     1     0     0     0     1
    减二线蜡膏     0.5     0     0     1
    减三线蜡膏     0     1.5     0     1.4     0.5
    减四线蜡膏     2.0     2     1.0     1     2.0
    渣油蜡膏     1.8     0     2.0     0     1.8
    轻脱沥青油     0     0.5     0     0
    重脱沥青油     0     0     0     0
    松香树脂     0     0     0.3     0
    EVA(28/250)     0     0     0     0.1
    硝酸铵   余量   余量   余量     余量   余量
    硝酸钠     9     14     14     14     8
    尿  素     0     5     6     1.7     1
    水     0     1     2     3     11
    P-190     2     0     0     0
    P-191     0     1     0     0     1.0
    P-192     0     0     2     0
    P-193     0     0     0     2.5
    石油磺酸钙     1     0     0     0
    OP-4     0     0.8     0     0
    M-201     0     0     0.2     0     0.5
    妥尔油酰胺     0     0     0     0.1
    膨胀珍珠岩     4     0     0     0     4
    树脂微球     0     3.7     0     0
    偶氮二异丁晴     0     0     0.1     0
    NaNO2     0     0     0     0.2
    炸药密度(g/cm3)     1.05     1.23     1.11     1.10     1.1
    殉爆(cm)     8     8     8     9     8
    作功能力/mL     320     340     340     320     280
    高低温循环(次)     46     48     47     48     45

Claims (7)

1.一种乳化炸药，含有无机氧化剂盐水溶液分散相，碳氢燃料连续相，密度调解剂，乳化剂和助乳剂，其特征在于，其中乳化剂是由酯类高分子化合物组成的乳化剂，碳氢燃料组份为石油炼制的中间产物常三线油、减压馏分油、减压蜡膏、渣油蜡膏、轻脱沥青油、重脱沥青油中的一种或多种混合物，乳化炸药含水在5％以下，以乳化炸药计重量百分组成如下：
无机氧化剂盐                80～95％
水                          0～5％
碳氢燃料                    3～15％
乳  化  剂                  0.2～3％
助  乳  剂                  0.01～1％
密度调节剂                  0.1～5％。
2.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于的以碳氢燃料计碳氢燃料组份重量百分组成如下：
常三线油                    0～5％
减压馏分油                  5～40％
减压蜡膏                    40～90％
渣油蜡膏                    0～40％
轻脱沥青油                  0～15％
重脱沥青油                  0～15％。
3.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于酯类高分子化合物组成的乳化剂是由聚异丁烯基马来酸酐与多羟基化合物，在-0.04～-0.08MPa、140～180℃反应2～5小时得到的混合物。
4.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于使用密度调节剂是膨胀珍珠岩或树脂中空微球、玻璃微球及化学发泡剂。
5.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于无机氧化剂盐为硝酸铵或与硝酸钠、硝酸钙、尿素、高氯酸盐的混合物，其重量百分组成组成为：
硝酸铵                80～90％
硝酸纳                10～20％
硝酸钙                0～10％
尿素                  0～5％
高氯酸盐              0～5％。
6.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于助乳剂为烷基磺酸盐、硬脂酸盐、卵磷脂、磷酸脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、聚乙二醇、妥尔油酰胺、十二烷基醇酰磷脂、SP-40、SP-60、SP-65、SP-80、SP-85、M-201、脂肪酸单甘酯及二甘酯、乙二醇单硬脂酸酯、一缩二乙二醇单硬脂酸酯、丙烯乙二醇单十二烷基酯及其混合物。
7.按权利要求1所述的乳化炸药，其特征在于以乳化炸药计乳化炸药的重量百分组成如下：
无机氧化剂盐                88～95％
水                          0～5％
碳氢燃料                    3～6％
乳  化  剂                  0.4～1.5％
助  乳  剂                  0.1～1％
密度调节剂                  0.1～5％。
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