JPS60161386A - 界面活性剤組合せ組成物を使用する乳化速度の増強 - Google Patents

界面活性剤組合せ組成物を使用する乳化速度の増強

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JPS60161386A
JPS60161386A JP60008292A JP829285A JPS60161386A JP S60161386 A JPS60161386 A JP S60161386A JP 60008292 A JP60008292 A JP 60008292A JP 829285 A JP829285 A JP 829285A JP S60161386 A JPS60161386 A JP S60161386A
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    • C06B47/145Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase
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    • Y10S516/07Organic amine, amide, or n-base containing

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は逆転エマルジョン爆破剤並びにこの種の爆破剤
の製造法に関するものである。
米国特許明細書4.14−1,767に開示されるとお
り、「逆転相」スラリー爆破組成物を使用することはよ
く知られている。それらは連続相としての水とまじらな
い液体有機燃料(通常は炭化水素)、不連続相としての
硝酸アンモニウム(AN)のような無機質酸化性塩の乳
化溶液、および乳化剤を含有する。
このような「アンフオ」(硝酸アンモニウム−燃料油)
組成物はいくつかの欠点をもっている。
考えている掘さく穴が深くあるいは湿潤である場合には
、このような調合はたやすく感度が落ち特別あ水封性包
装か高価なAN被覆物によるかあるいは特別な安定化用
の増粘剤またはゲル化剤を使用することによって保護せ
ねばならない。その上、「アンフオ」はその嵩密度が低
いために爆破エネルギーが多少制限されてきた。
エグリーの米国特許3,161,551は耐水性の爆破
剤を開示しており、その中では、硝酸アンモニウムのよ
うな固体無機塩は疎水性連続相として燃料油と長鎖脂肪
酸またはその誘導体を含む水性逆転エマルジョンの形の
50−70 % AN溶液で以て処理されている。
エダリーの組成物は、油中水型エマルジョンが固体AN
塩成分中の自然の空隙の大部分を満たし、水がエマルジ
ョン連続性外部疎水相を通って容易には浸透し得ないと
いう事実のために、実質的な耐水性を示す。しかし深穴
を爆破するときには感度問題が残る。
ブルームの米国特許3.447.978は、21℃と大
気圧において予めきめたガス保持性粘稠度をもちかつ標
準の油中水型乳化剤を含む炭素質燃料から成る連続相の
中で不連続AN水性相から成る、油中水型エマルジョン
爆破剤を記述している。
ブルームの組成物は、深く湿った穴の場合の上述の問題
のいくつかを回避できるけれども、穴の現場において調
製するには不便である。
ソルビタンオレエートのようなソルビタン脂肪エステル
は上述の米国特許明細書3,161,551および3,
447,978により、かつまた米国特許明細書3,7
65,964および4..110,134並びに英国特
許Psi、306,546において、安定な逆性エマル
ジョンを得るのに好ましい。これはそれらがきわめてゆ
っくりと作用するという事実とは関係がない。逆性油中
水型エマルジョン爆破剤において使用されてきたその他
の乳化剤は、米国特許4,141,767および4,2
16,040に開示されるとおりの脂肪酸アミンおよび
それらのアンモニウム塩のような窒素含有界面活性剤、
米国特許4,216,040にまた開示されるとおりの
小胞%OIIWUjビス(ヒドロキシエチル)オキサゾ
リン、米国特許4,315,784において開示される
とおりの1−ヒ、ドロキシエチルー2−イミダシリン誘
導体、並びにナトリウムN−メチル−■−アルキル(牛
脂)−タウレート(例えば、米国特許4.315,78
7)、を含む。しかし、在来の知識では逆性エマルジョ
ンをつくるための乳化剤として使用するのにこれらの界
面活性剤が含有するソルビタン脂肪エステルにまさる利
点は何も認識されていない。特に、エマルジョン安定性
の低下が予想されるからである。事実、米国特許4,3
15゜784はソルビタンエステル以外の乳化剤を使用
する「はとんどすべて」の逆性エマルジョン爆破剤は安
定性が低く不満足な爆破特性および発火特性をもつこと
を指摘している。
脂肪酸エステルのおそさと耐圧および耐水性質の必要性
とは、長時間かつ激烈な攪拌が安定な逆性エマルジョン
を形成するのにしばしば必要であることを意味する。こ
のことは攪拌中にガラス泡あるいは焼結微球のような密
度調節用粒子を含める能力に対して限界を与えることと
なる。それは実質的な剪断力へ曝すときのこの種の調合
物の物理的および化学的不安定さのためである。
脂肪酸エステルの場合よりも実質的に大きい乳化速度を
もちしかもそれらが提供するすぐれた安定性を組合せて
もち、かつ簡単な設備な使用」シて現場においてつくる
ことができる安定な逆性エマルジョン爆破剤を提供する
ことが望ましく;そしてまた、使用時の上述の問題を特
に深くて湿った穴の中にお℃・て回避し、しかも密度調
節剤としてガラス泡または類似の空隙維持用添加物質の
混入を可能にすることが望ましい。
本発明によると、(a)炭化水素中でソルビタン脂肪酸
エステル乳化剤を含む油相と(bl 少(とも一つの水
溶性無機質酸化性塩を含む水性相とを組合わせることに
よって逆性エマルジョン爆破剤をツ<ル方法は、ソルビ
タンエステル乳化剤をあらかじめ、炭化水素基が約10
−20個の炭素原子をもつ直鎖である脂肪酸アミド、脂
肪アミン、あるいは脂肪酸アミドまたは脂肪アミンの塩
、の一つまたは一つより多くのような窒素含有界面活性
剤と組合わせることを特徴とする。
また、本発明によると、(a) 炭化水素溶剤中で乳化
剤を含む油相とibl 少くとも一つの水溶性の無機質
酸化性塩とから成る逆性エマルジョン爆破剤は、乳化剤
がソルビクンエステルと、炭化水素基が約to−20個
の炭素原子をもつ直鎖である脂肪酸アミド、脂肪アミン
、あるいは脂肪酸アミドまたは脂肪アミンの塩の一つま
たは一つより多くのような窒素含有界面活性剤と、の組
合せであることを特徴とする。
好ましくは、窒素含有界面活性剤は水素化牛脂アミン、
ドデシルアミン、オレイルアミン、ココアミン、ココモ
ノエタノールアミドゝ、ココジェタノールアミド、リル
イツクジエタノールアミド、オレイックジェタノールア
ミド、あるいはステアリツクジェタノールアミド、ある
いはそれらのうちの一つの塩である。それは合計エマル
ジョンの約0.1重量係より少なくない濃度で存在する
ことが好ましい。
また好ましくは、乳化剤合計含量はエマルジョン合計の
約0.6−7.0重量係である。
ソルビタン脂肪酸エステルおよび望素含有界面活性成分
(どちらもすぐれた安定性と組合せた大きい乳化速度を
個々には示さない)は高度の貯蔵安定性と実質的に増大
した乳化速度とを提供する。
例えば、慣用のローター・ステーター・ホモジナイザー
での調製時間は普通である5o−tso秒またはそれ以
上の時間から40−60秒へ短縮することができる。
油相炭化水素溶剤は通常はエマルジョン合計の約3−2
0重量%、好ましくは5−10重量%な構成する。本発
明によるエマルジョンに適する油相炭化水素はノルマル
または分枝状の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素
であり、乳化剤成分の両者を溶解することができかつ調
製中に液状を保ち得るかぎり、飽和であってもよ(ある
いは不飽和であることもできる。このような物質はベン
ゼン、ニトロベンゼン、トルエン、キシレン、石油品分
およびガンリン、ケロシンおよびディーゼル燃p(r、
%2燃料油」を含む)のような副生成物、を含みまたタ
ル油、ワックス、およびパラフィン油またはそれらの混
合物を含む。
本発明の水性相は通常は、少くとも一つの酸化性塩を5
0−95重量%を含む、エマルジョン合計を基準にした
約5−30好ましくば10−20重量楚の水から成り;
この酸化性塩は、硝酸アンモラム、塩素酸ナトリウム、
過塩素酸ナトリウム、硝酸カルシウム、塩素酸カルシウ
ム、過塩素酸カルシウム、硝酸カリウム、塩素酸カリウ
ム、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素
酸アンモニウム、硝酸リチウム、塩素酸リチウム、過塩
素酸リチウム、硝酸マグネシウム、塩素酸マグネシウム
、塩素酸アルミニウム”、硝酸バリウム、塩素酸バリウ
ム、過塩素酸バリウム、硝酸亜鉛、塩素酸亜鉛および過
塩素酸亜鉛、の一つまたは一つより多くのものであって
よい。
油相および水性相は調製中は液体であることが必要であ
るので、乳化は約50℃−90℃の温度範囲で実施する
ことが好ましい。本発明の方法は現場において簡単な設
備を使って逆性エマルジョン爆破剤の製造を実質艷に容
易にするけれども、便利であるときには最も効率的な条
件の下でそれを調合するのが望ましい。
プロ啄う攪拌器、ローター・ステーター・ホモジナイザ
ー、コロイドミル、あるいは類似攪拌装置のような慣用
的設備を使用できる。調製時間は脂肪酸エステル単独を
その他は同じ条件の下で使用するときに普通に期待され
る時間の女から省の時間へ短縮できる。この時間短縮は
、マイクロパール(商標)GT−25”あるいはその他
のガラス、パーライトあるいはプラスチック微球のよう
な空隙形成性充填物質が密度調節添加剤として含まれる
ときには、激烈攪拌に対する脂肪酸エステルの感度のた
めに、特に望ましい。
以下の実施例はさらに本発明の具体化を例証するもので
ある。パーセントはすべて重量による。
実施例1 S−1から5−10および対照標準C−1からC−4と
してあとで定義される試験エマルジョンは、/I62燃
料油を実質上同じ攪拌条件および温度(77℃)条件下
で指示の窒素含有界面活性剤の各種の量と組合わせた乳
化剤としてのソルビタンセスキオレエートと予備混合す
ることによってつくられる。この溶液へ熱硝酸アンモニ
ウム溶液(83%)を同じ実質的攪拌 条件および温度
制御条件の下で添加し、エマルジョン形成に必要な時間
を使用する乳化剤/乳化剤の有効性の直接的尺度として
次の表1に観察および記録した。
実施例2 S−11から5−13および対照標準C−5として定義
される試験エマルジョンを、有機層′剤としての扁2燃
料油を乳化剤としてのソルビタンセスキオレエートの実
質的の量およびさらに界面活性剤としての商業的に入手
できるオレイルアミンとアミドの指示量と一緒に、おそ
い速度のプロペラ・ミキサー88*を使用してつくる。
※ ブレフコ社の商標 ※※ チクマー・コーポレーション製のチクマー・スー
パー・ディスパック・ホモジナイザ’(’5D−45)
、設定速度、65゜ ※※※ ジツフイ・ミキサー社製のジツフイ・ミキサー
・モデルES この場合、水性相は硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム
、および水、の攪拌加熱(82℃)溶液から成る。予備
混合油相へこの水性溶液の容積の約香を400 rpm
で1分間、次に2.0Orpmにおいて3分間、および
600 rpmにおいて1分間増粘が認められるまで攪
拌して添加する。エマルジョン形成後、残りの水性溶液
を600 rpmにおいて添加し、その後10分間75
0 rpmにおいて攪拌して適切な粒径を保証する。
エマルジョンの初期形成に必要とする時間は次の表■に
報告する。
※ 4420gのNH4NO3,1331gのNaNO
2,1402gのHOH 表■ C−5333161なし −13 実施例3 実施例2に従って得られる試料■3を153yのマイク
ロパール(商標)GT−25’・−ライトと混合し、ポ
リエチレン袋の中に包装し、85日間40下(44℃)
において貯蔵し、そしてその後、500.?のはントラ
イト・プライマーで以て40’Fで爆発させて5400
 m7秒の爆発速度と89、 X l [1”フィート
・ボンド/フィート(588カロIJ−/jj)の比エ
ネルギー官有測定値を得た。
この組成物に対する最低プライマーは40下においてP
ETN 25 y、O下において深ントライ) 150
yである。
実施例4 S−14、C−6およびC−7として定義される三つの
試験エマルジョンを実施例1の場合と同様につくり、C
−6とC−7の試料は、5−14の乳化剤として組合わ
せたココアミンおよびソルビタンセスキオレエート乳化
剤成分を個々に使用した対照標準試料である。エマルジ
ョン形成時間は各々の場合に記録され、生成エマルジョ
ンの相対的安定度は円誰形針人度計38を使用すること
によって測定し、組合せた結果を次の表■に記録する。
※ ブレフコ社の商標 ※※ プレシジョン・サイエンティフィック社表■ 5−14 ココアミン 2.0 12 0.1ンルビタ
ンセスキオレエー14..3 cm6 ココアミン 4.8 40” 02C−7ンル
ビクンセスキオレエート 4.8 10 2.6※ 2
5またはそれ以上の読みは不満足な安定性を示す。
%許出IY、fj 人 ノ・−キュルス・インコーホレ
ーテッド(外5名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 逆転エマルジョン爆破剤の製造方法であって;(a
    ) 炭化水素溶剤中でソルビタン脂肪酸エステル乳化剤
    を含む油相とfb)少(とも一つの水溶性無機酸性塩を
    含む水性相とを一緒に乳化することによる方法であり;
    ノルビタンエステル乳化剤をあらかじめ脂肪酸アミド、
    脂肪酸アミン、脂肪酸アミドの塩または脂肪酸アミンの
    塩、から成る窒素含有界面活性剤と組合せ、その界面活
    性剤において炭化水素基が約10−20個の炭素原子を
    もつ直鎖炭化水素釦である、ことを特徴とする、方法。 2 ソルビタン脂肪酸エステル乳化剤がソルビタンセス
    キオレエート、ソルビタンラウレート、ソルビタンオレ
    エート、ソルビタンパルミテート、あるいはソルビタン
    ステアレートであることをさらに特徴とする、特許請求
    の範囲第1項に記載の方法。 3、乳化剤が約0.5から5重量%の濃度で存在するこ
    とをさらに特徴とする、特許請求の範囲第1項または第
    2項に記載の方法。 4、乳化剤合計含量が約0.6から7.0重量%であり
    、窒素含有界面活性剤成分が合−十エマルジョンの約0
    .1重量裂より少ない量から成ることをさらに特徴とす
    る、特許請求の範囲第1.2、または3項に記載の方法
    。 5 窒素含有界面活性剤が水素化牛脂アミン、ドデシル
    アミン、オレイルアミン、ココアミ/1、ココモノエタ
    ノールアミド、ココジエタノールアミビ、リルイックジ
    エタノールアミト9、オレイックジェタノールアミド、
    あるいはステアリツクジェタノールアミド、あるいはそ
    れらのうちの一つの塩であることをさらに特徴とする、
    前記特許請求の範囲各項のいずれかに記載の方法。 6(a)炭化水素溶剤中でソルビタン脂肪酸エステル乳
    化剤を含む油相と[bJ 少くとも−っの水溶性無機酸
    化性塩とから成る逆転エマルジョン・爆破剤であって、
    乳化剤がソルビタンエステルと重量で省から10倍の、
    脂肪酸アミド、脂肪アミン、は脂肪酸アミドの塩または
    脂肪アミンの塩、との混合物であり、その炭化水素基が
    約10−20個の炭素原子をもつ直鎖である、ことを特
    徴とする逆転エマルジョン爆破剤。 7、 ソルビタン脂肪酸エステル乳化剤がソルビタンセ
    スキオレエート、ソルビタンラウレート、ソルビタンオ
    レエート、ソルビタンパルミテート、アルいはソルビタ
    ンステアレートであることをさらに特徴とする、特許請
    求の範囲第6項に記載の逆転エマルジョン爆破剤。 8、乳化剤が約05から5重量%の濃度で存在すること
    をさらに特徴とする、特許請求の範囲第6項または第7
    項に記載の逆転エマルジョン爆破剤。 9、乳化剤合計含量が約0;6−7.0重量%であり、
    窒素含有界面活性剤成分は合計エマルジョンの約01重
    量%より少ない量から成ることをさらに特徴とする、特
    許請求の範囲第6.7または8項に記載の方法。 10 窒素含有界面活性剤が水素化牛脂アミン、ドテシ
    ルアミン、オレイルアミン、ココアミン、ココモノエタ
    ノールアミドゝ、ココジェタノールアミドゝ、リルイツ
    クジエタノールアミド、オレイックジェタノールアミド
    ゝ、あるいはステアリツクジェタノールアミド、あるい
    はそれらのうちの一つの塩であることをさらに特徴とす
    る、前記特許請求の範囲各項のいずれかに記載の逆転エ
    マルジョン爆破剤。
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