CN101475424B - 一种高威力乳化炸药 - Google Patents
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Abstract
一种高威力乳化炸药，涉及RJ型高威力1号岩石乳化炸药，其配方组份重量百分比为：硝酸铵75％～82％、硝酸钠3％～7％、水7％～10％、MF复合蜡3％～5％、降低析晶点添加物0.1％～0.8％、复合乳化剂1.5％～2.5％、DRQ乳化助剂0.3～0.5％、外加快速发泡剂0.5％～2.0％；其制备方法是：将组方原料配制的水相物与油相物分别加温至85～110℃，在高速搅拌下形成油包水型乳胶体，冷却到45～55℃后，再加入快速发泡剂掺合后出药即为成品。该炸药威力高，储存期长，具有很高的推广价值。
Description
技术领域本发明涉及高威力乳化炸药及其制备方法。
背景技术在乳化炸药的应用方面，其储存期和作功能力(又叫威力)一直是许多厂家的致命问题。乳化炸药的储存期一般为六个月，达不到出口标准的要求，出口产品要求储存期为一年以上。乳化炸药的作功能力一般在260～310mL，在某些硬岩或特殊使用场合爆破效果较差，用户不满意。
中国专利CN1837163A公开了一种高威力乳化炸药及其制备方法，该专利制造的乳化炸药的威力较大，但是其不足之处主要有两点：一、该乳化炸药选用的乳化剂为聚异丁烯丁二酰亚胺类化合物，制造的乳化炸药储存期要达到一年比较困难，而且在储存条件比较恶劣的情况下(夏天温度较高40℃左右和冬天温度较低0℃以下)，储存期会更短。二、该乳化炸药选用的敏化剂为亚硝酸钠和酸溶液，该敏化剂与硝酸铵反应生成的气泡，在雷管的起爆作用下被绝热压缩成为“热点”，从而激发炸药爆炸，但是该方法产生的气泡尺寸大小是随机的，不能很好地控制，一般来说，气泡直径小于100μm才能够成为“热点”，能够产生“热点”的气泡是有效气泡，该方法产生的有效气泡数目无法保证，而且生成时间不能很好地控制，装入药卷后膨胀、破肚现象比较多，从而影响质量。
发明内容本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，而研制的一种高威力、储存期长、成本低、工艺简单、容易扩大生产的高威力乳化炸药。
为实现本发明之目的，本发明高威力乳化炸药通过以下技术方案来实现：
本发明各组分含量重量百分比如下：硝酸铵75％～82％、硝酸钠3％～7％、水7％～10％、MF复合蜡3％～5％、降低析晶点添加物0.1％～0.8％、复合乳化剂1.5％～2.5％、DRQ乳化助剂0.3～0.5％、外加快速发泡剂0.5％～2.0％；
所述的MF复合蜡为石蜡、地蜡、硬脂酸、石油树脂、凡士林、植物油和动物油组成的混合物；其中石蜡占10～20％、地蜡占40～50％、硬脂酸占10～20％、石油树脂占10～15％、凡士林占5～10％、植物油占5～10％、动物油占5～10％；
所述的降低析晶点添加物为山梨醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成的混合物；其中山梨醇占20～60％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠占40～80％；
所述的复合乳化剂为span-80、PCE(聚乙烯丁二酰亚胺)和聚α烯烃的酯类化合物组成的混合物；span-80占30～50％、PCE(聚乙烯丁二酰亚胺)占20～30％、聚α烯烃的酯类化合物占30～40％；
所述的DRQ乳化助剂为卵磷脂、石油酸盐等组成的混合物；其中卵磷脂占20～60％、石油酸盐占40～80％；
所述的快速发泡剂由A、B两剂组成(A剂占20～60％，B剂占40～80％)，其中A剂为硝酸铵、尿素、醋酸、硫脲、水和山梨醇组成的混合物，A剂中硝酸铵占15～30％、尿素占10～20％、醋酸占5～15％、硫脲占5～15％、水占25～40％、山梨醇占10～20％。B剂为在NaNO2(亚硝酸钠)水溶液中加入少量黏附剂，其中黏附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇胺、月桂酰肌胺酸钠等组成的混合物，B剂中亚硝酸钠占20～40％、水占30～50％、黏附剂占30～40％。黏附剂中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠占60～80％、椰油酸二乙醇胺10～20％、月桂酰肌胺酸钠10～20％。
本发明主要通过以下方法来实现高威力的目的：
1、本发明高威力乳化炸药采用零氧平衡的原则来设计配方，提高了炸药的威力。
2、本发明高威力乳化炸药通过增加硝酸铵的含量降低硝酸钠和水的含量，不用珍珠岩和玻璃微珠等惰性物质做敏化剂来提高炸药的威力。通常情况下降低硝酸钠和水的含量，会使水相的析晶点升高，从而降低炸药的储存期，本发明通过降低析晶点添加物很好的解决了这个问题。本发明通过使用快速发泡剂代替珍珠岩和玻璃微珠做敏化剂，而本发明的快速发泡剂大多数含有C、H元素，不是惰性物质，可以提供较多的能量，因此可以提高炸药的威力。
3、本发明高威力乳化炸药可以比较好的控制产生气泡的尺寸，可以把炸药密度控制在1.20g/cm3以上，体积威力较大，而且质量较稳定。
4、本发明高威力乳化炸药使用的复合乳化剂为：span-80、PCE和聚α烯烃的酯类化合物组成的混合物，乳化能力很强，使氧化剂水相以1～3um的粒度被油相紧密包覆，可燃剂、氧化剂接触非常充分，在雷管的作用下能够反应完全，释放出最大能量，因此可以提高威力。
5、使用乳化助剂。在一定的工艺条件和水相、油相组分条件下，加入乳化助剂后，炸药的作功能力有明显提高。由于乳化助剂的存在，界面张力降低，界面膜的柔性得到改善，界面膜更容易弯曲，分散相离子更容易被外相包覆，所以体系的分散度更高，粒子直径更小，氧化剂和可燃剂接触更加紧密。当体系进行爆炸时，反应更完全，使得能量得到充分释放。
本发明主要通过以下方法来实现储存期长的目的：
1、降低水相中水的含量，本发明中水含量为7％～10％，低于一般乳化炸药中的12％的含量，可以提高乳化炸药的储存期。
2、选用乳化能力好的乳化剂。本发明的复合乳化剂为span-80、PCE和聚α烯烃的酯类化合物组成的混合物，具有乳化效率高、成乳速度快、乳化稳定性高等特点，因此，可以提高乳化炸药的储存期。
3、使用乳化助剂。在一定的工艺条件和水相、油相组分条件下，加入乳化助剂后，界面张力降低，界面膜的柔性得到改善，界面膜更容易弯曲，分散相离子更容易被外相包覆，所以体系的分散度更高，粒子直径更小，氧化剂和可燃剂接触更加紧密，体系更加稳定，因此，可以提高乳化炸药的储存期。
4、采用降低析晶点添加物降低硝酸铵的析晶点，本发明的降低析晶点添加物为山梨醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成的混合物，因此，可以提高乳化炸药的储存期。
5.改进敏化剂，本发明的敏化剂为改良快速发泡剂，由A、B两剂组成，其中A剂为硝酸铵、尿素、醋酸、硫脲、水和山梨醇组成的混合物，B剂为亚硝酸钠水溶液和少量黏附剂，其中黏附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇胺、月桂酰肌胺酸钠等组成的混合物。使用方法为：把乳胶基质冷却至45～55℃，加入B剂(先溶解，备用)，搅拌4～5分钟之后，加入A剂，再搅拌1～2分钟出药。B剂中的亚硝酸钠与A剂中的硝酸铵、尿素、醋酸、硫脲反应放出气体，再加上搅拌以及黏附剂的作用，可以较好的控制产生气泡的尺寸(大多数小于100μm)、有效气泡的数目、发泡的时间、气泡的维持时间等各种技术指标。而且本发明使用的山梨醇起着粘滞作用，会夹带和包覆一定量的微小气泡，利于产生“热点”。其中，本发明使用的黏附剂起到很关键的作用。该黏附剂通过阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂复配，具有很好的起泡、稳泡作用，使微小气泡不易逸出和散发，而且通过改变各种表面活性剂的比例和用量，不但可以改变产生气泡的尺寸、有效气泡的数目、气泡的维持时间，而且可以保证乳化炸药在储存1年后，气泡的尺寸、有效气泡的数目没有太大变化，气泡在雷管的起爆作用下被绝热压缩成为“热点”，从而激发炸药爆炸。因此，本发明的改良快速发泡剂可以提高乳化炸药的储存期。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1.威力高，普通乳化炸药威力为260～310mL，通过各种改进方法，本发明高威力乳化炸药威力为330～350mL；
2.储存期长，本发明高威力乳化炸药储存期为一年以上，而且在储存条件比较恶劣的情况下(夏天温度较高40℃左右和冬天温度较低0℃以下)储存期没有多大变化。
3.成本较低，本发明高威力乳化炸药的成本与普通乳化炸药成本差不多，而爆速、猛度、作功能力、殉爆等技术指标都达到或超过了GB18095-2000标准中1号岩石乳化炸药性能指标要求。
4.本发明高威力乳化炸药生产工艺简单易行，可实现连续化生产，生产的产品质量稳定，容易推广使用。
5.本发明高威力乳化炸药使用范围广，硬岩及有水爆破都可以使用，在夏天高温度地区和冬天低温度地区都可以使用。
具体实施方式为进一步描述本发明，下面结合实例对本发明RJ型高威力1号岩石乳化炸药及制造方法作进一步描述。
实施例1取炸药组分为硝酸铵82kg(82％)，硝酸钠3kg(3％)，水8kg(8％)，MF复合蜡4.2kg(4.2％)，降低析晶点添加物0.5kg(0.5％)，复合乳化剂2kg(2％)，DRQ乳化助剂0.3kg(0.3％)，A剂0.8kg(0.8％，外加)，B剂1kg(1％，外加)。将硝酸铵、硝酸钠、水、降低析晶点添加物分别加入水相罐，加温至105～110℃，记为水相；将MF复合蜡、复合乳化剂、DRQ乳化助剂分别加入油相罐，加温至85～95℃，记为油相；把油相和水相分别放入乳化罐中，在高速搅拌下形成油包水型乳胶体，冷却到45～55℃后，再加入B剂(先溶解，备用)掺合4～5分钟，然后加入A剂掺合0.5～1分钟后出药即为成品。
实施例2取炸药组分为硝酸铵80.7kg(80.7％)，硝酸钠6kg(6％)，水6kg(6％)，MF复合蜡4.2kg(4.2％)，降低析晶点添加物0.8kg(0.8％)，复合乳化剂2kg(2％)，DRQ乳化助剂0.3kg(0.3％)，A剂0.8kg(0.8％，外加)，B剂1kg(1％，外加)。将硝酸铵、硝酸钠、水、降低析晶点添加物分别加入水相罐，加温至105～110℃，记为水相；将MF复合蜡、复合乳化剂、DRQ乳化助剂分别加入油相罐，加温至85～95℃，记为油相；把油相和水相分别放入乳化罐中，在高速搅拌下形成油包水型乳胶体，冷却到45～55℃后，再加入B剂(先溶解，备用)掺合4～5分钟，然后加入A剂掺合0.5～1分钟后出药即为成品。
实施例3取炸药组分为硝酸铵77kg(77％)，硝酸钠7kg(7％)，水8kg(8％)，MF复合蜡4.5kg(4.5％)，降低析晶点添加物1kg(1％)，复合乳化剂2.2kg(2.2％)，DRQ乳化助剂0.3kg(0.3％)，A剂0.8kg(0.8％，外加)，B剂1kg(1％，外加)。将硝酸铵、硝酸钠、水、降低析晶点添加物分别加入水相罐，加温至105～110℃，记为水相；将MF复合蜡、复合乳化剂、DRQ乳化助剂分别加入油相罐，加温至85～95℃，记为油相；把油相和水相分别放入乳化罐中，在高速搅拌下形成油包水型乳胶体，冷却到45～55℃后，再加入B剂(先溶解，备用)掺合4～5分钟，然后加入A剂，掺合0.5～1分钟后出药即为成品。
比较实施例取炸药组分为硝酸铵78kg(78％)，硝酸钠7kg(7％)，水8kg(8％)，复合蜡4.5kg(4.5％)，降低析晶点添加物0.5kg(0.5％)，聚异丁烯多丁二酰亚胺乳化剂2.0kg(2.0％)，A剂(亚硝酸钠、水)0.2kg(0.2％，外加)，B剂(醋酸、水)0.2kg(0.2％，外加)。将硝酸铵、硝酸钠、水、降低析晶点添加物分别加入水相罐，加温至105～110℃，记为水相；将复合蜡、聚异丁烯多丁二酰亚胺乳化剂分别加入油相罐，加温至85～95℃，记为油相；把油相和水相分别放入乳化罐中，在高速搅拌下形成油包水型乳胶体，冷却到35～55℃后，再加入B剂掺合4～5分钟，然后加入A剂，掺合0.5～1分钟后出药即为成品。
各实施例的技术指标表
| 序号 | 爆速(×103m/s) | 殉爆(cm) | 猛度(mm) | 威力(mL) | 炸药密度(g/cm3) | 储存期(月) |
| 实施例1 | ≥5.5 | ≥10 | ≥19.0 | ≥350 | ≥1.20 | ≥15 |
| 实施例2 | ≥5.5 | ≥9 | ≥18.7 | ≥346 | ≥1.20 | ≥15 |
| 实施例3 | ≥5.3 | ≥7 | ≥17.0 | ≥333 | ≥1.20 | ≥15 |
| 比较实施例 | ≥5.0 | ≥6 | ≥16.0 | ≥322 | ≥1.18 | ≤6 |
比较实施例样品爆速、殉爆、猛度、威力各项技术指标明显偏低，储存半年就失去了雷管感度，夏天温度较高40℃左右时，储存三个月就失去了雷管感度。而且装药密度波动太大，体积威力偏小，质量不稳定。而实施例3储存1年以上爆速、殉爆、猛度、威力各项技术指标无太大变化，储存2年以上仍然具有雷管感度，由此可见本发明高威力乳化炸药是很好的一项技术，值得推广使用。
Claims (1)
1.一种高威力乳化炸药，其特征在于；包含下述物质组分重量百分比的组合物；硝酸铵75％～82％、硝酸钠3％～7％、水7％～10％、MF复合蜡3％～5％、降低析晶点添加物0.1％～0.8％、复合乳化剂1.5％～2.5％、DRQ乳化助剂0.3～0.5％、外加快速发泡剂0.5％～2.0％。所述的快速发泡剂由A、B两剂组成的混合物，其中A剂占20～60％、B剂占40～80％，A剂组份重量百分比为硝酸铵15～30％、尿素10～20％、醋酸5～15％、硫脲5～15％、水25～40％、山梨醇10～20％，B剂组份重量百分比为亚硝酸钠20～40％、水30～50％、黏附剂30～40％，黏附剂中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠60～80％、椰油酸二乙醇胺10～20％、月桂酰肌胺酸钠10～20％。
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