CN102718616A - 一种三原料岩石型乳化炸药基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三原料岩石型乳化炸药基质，属于有机化工合成技术领域，该乳化炸药基质由以下重量份配比的原料制得：硝酸铵80～90份；水10～15份；半酯化高分子乳化剂4～10份。制备步骤如下：将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；将硝酸铵和水按所述比例配置成水相，并加热到90～100℃待用；然后将水相和油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。本发明的三原料岩石型乳化炸药基质和现有技术相比，具有生产成本低，爆炸性能好，抗水效果好，安全可靠等特点，还具有良好的抗低温、高温性能，因而，具有很好的推广使用价值。

Description

一种三原料岩石型乳化炸药基质

技术领域

本发明涉及有机化工合成技术领域，具体地说是一种三原料岩石型乳化炸药基质。

背景技术

传统的乳化炸药配方由三大部分组成，即水相、油相和乳化剂。大部分乳化炸药，不连续相中通常用二种以上氧化释放盐如硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙等，连续相中通常用数种矿物油（酯）和蜡类，如机械油、柴油、冷冻油、凡士林、石蜡、地蜡、A蜡、蜂蜡、复合蜡等。乳化剂通常采用SP-80或SP-80和其它油酸酯类乳化剂的复合。为了保证到达有效的储存期和希望得到高的爆炸性能，一些乳化炸药品种中还添有水溶或油溶性添加剂，如尿素、K-12、6503、硼砂、卵磷脂等，有的品种还加入高氯酸盐、硝酸甲胺、硫磺粉、镁粉等。

虽然乳化剂在乳化炸药中仅占总量的0.5%-2%（质量），但它对提高乳化炸药的乳化效果、储存稳定性和炸药爆炸性能起着至关重要的作用，可谓是牵一发而动全身。目前，在乳化炸药中广泛应用的多是非离子型的酯类和非酯类，比较常见的乳化剂是Span-80酯类乳化剂（包括LM201乳化剂及其复合乳化剂）。Span-80乳化剂具有良好的乳化、分散、渗透和增溶等特性，以原料来源广、乳化能力强，在纺织、医药、食品、石油和金属工等行业获得广泛的应用，它已成为我国民爆行业领域应用最早、最广、用量最多的乳化剂。采用该类乳化剂制备的乳化炸药都存在稳定性低、储存期短的不足。究其原因在于Span-80是失水山梨醇酐单酯为主体的双酯、三酯和多酯的混合物，由于产品组成分布情况不同，导致产品在乳化炸药中的乳化力差异，因而影响了乳化效果和炸药贮存稳定性。另外，Span-80乳化剂对油、水相要求很严格，对环境温度适应性差，尽管在配方中添加了稳定剂、缓冲剂、晶形改变剂等多种成分，组分十分复杂达到6-12种，但都没能从根本上有效解决乳化炸药储存稳定性的难题。

虽然乳化炸药性能优越和经济环保，但由于组成成分和加工工艺复杂，导致原材料成本增加，管理负荷加重，而且对炸药的安全生产也极为不利，在一定程度上影响乳化炸药的推广应用。

发明内容　　

　　本发明的技术任务是提供一种三原料岩石型乳化炸药基质。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，该乳化炸药基质由以下重量份配比的原料制得：硝酸铵80～90份；水10～15份；半酯化高分子乳化剂4～10份；

制备步骤如下：

将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；将硝酸铵和水按所述比例配置成水相，并加热到90～100℃待用；然后将水相和油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

所述的半酯化高分子乳化剂由以下重量组份配比关系的组分制得：

　　亲油组分：500～1500份，架桥组分：98～232份，亲水组分一31～200份，亲水组分二61～375份；

所述的亲油组分为聚丙烯、聚异丁烯、聚正丁烯或聚戊烯；

所述的架桥组分为顺丁烯二酸、反丁烯二酸或顺丁烯二酸酐；

所述的亲水组分一为乙二醇、丙三醇、二乙二醇或季戊四醇；

所述的亲水组分二为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物；

加工步骤如下：

将亲油组分投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入架桥组分，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，游离酸酐占反应生成物重量的1%以内时，结束反应，过滤粗产物；然后加入亲水组分一，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入中性油组分稀释；然后加入亲水组分二，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂。

所述的中性油组分为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二乙酯。

本发明的三原料岩石型乳化炸药基质和现有技术相比，具有以下特点：

1）制备工艺简单：传统的制备技术即可制得。在各种低速、中速、高速的间断式生产线都能制备。在连续乳化器、卧式、立式胶体磨上也可制备。

2）良好的经济性：乳化剂的市售价格是传统油相及Span-80乳化剂的80%，加之水相使用单一硝酸铵而不需要任何添加剂，使得本发明提供的乳化炸药，比使用Span-80等油酸酯类乳化剂制备的乳化炸药吨成本可下降80－150元。

3）良好的爆炸性能：贮存半年后测试指标均达到和超过国家2号乳化炸药标准。初始指标: 猛度≥16㎜；殉爆10㎝；爆速:≥4300m/s。

4）良好的抗水性：将直径2㎝的小球放入水中，浸泡24天，水浸入1㎝。

5）良好贮存稳定性：制备半年的乳化炸药基质柔软如初，药层表面无湿解。

6）良好的抗低温、高温性能：ø40×50g乳化炸药放入冰箱（-24℃）42天，取出后测猛度为16㎜。

具体实施方式

实施例1：

取500kg聚丙烯投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入98kg顺丁烯二酸，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，游离酸酐占反应生成物重量的0.8%，结束反应，过滤粗产物；然后加入31kg乙二醇，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入邻苯二甲酸二丁酯稀释；然后加入61kg一乙醇胺，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，真空度为-0.1±0.01mpa，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂，然后将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；

将80kg硝酸铵和10kg水配置成水相，并加热到90～100℃与4kg半酯化高分子乳化剂溶制成的油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

乳化炸药基质经冷却设备从90～100℃冷却到50～55℃，加入敏化剂进行敏化，即得乳化炸药。

实施例2：

取1500kg聚异丁烯投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入232kg反丁烯二酸，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，游离酸酐占反应生成物重量的0.3%，结束反应，过滤粗产物；然后加入200kg丙三醇，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入邻苯二甲酸二乙酯稀释；然后加入375kg二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，真空度为-0.1±0.01mpa，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂，然后将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；

将90kg硝酸铵和15kg水配置成水相，并加热到90～100℃与10kg半酯化高分子乳化剂溶制成的油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

乳化炸药基质经冷却设备从90～100℃冷却到50～55℃，加入敏化剂进行敏化，即得乳化炸药。

实施例3：

取1000kg聚正丁烯投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入150kg顺丁烯二酸酐，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，无游离酸酐时，结束反应，过滤粗产物；然后加入100kg二乙二醇，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入邻苯二甲酸二丁酯稀释；然后加入150kg三乙醇胺，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，真空度为-0.1±0.01mpa，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂，然后将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；

将85kg硝酸铵和12kg水配置成水相，并加热到90～100℃与7kg半酯化高分子乳化剂溶制成的油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

乳化炸药基质经冷却设备从90～100℃冷却到50～55℃，加入敏化剂进行敏化，即得乳化炸药。

实施例4：

取1200kg聚戊烯投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入200kg顺丁烯二酸酐，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，游离酸酐占反应生成物重量的0.1%，结束反应，过滤粗产物；然后加入150kg季戊四醇，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入邻苯二甲酸二丁酯稀释；然后加入200kg一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，真空度为-0.1±0.01mpa，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂，然后将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；

将82kg硝酸铵和11kg水配置成水相，并加热到90～100℃与8kg半酯化高分子乳化剂溶制成的油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

乳化炸药基质经冷却设备从90～100℃冷却到50～55℃，加入敏化剂进行敏化，即得乳化炸药。

Claims (3)

1.一种三原料岩石型乳化炸药基质，其特征在于该乳化炸药基质由以下重量份配比的原料制得：硝酸铵80～90份；水10～15份；半酯化高分子乳化剂4～10份；

制备步骤如下：

将半酯化高分子乳化剂溶制成油相，并加热到80～105℃待用；将硝酸铵和水按所述比例配置成水相，并加热到90～100℃待用；然后将水相和油相进行混合、乳化，即得到乳化炸药基质。

2.根据权利要求1所述的三原料岩石型乳化炸药基质，其特征在于半酯化高分子乳化剂由以下重量组份配比关系的组分制得：

　　亲油组分：500～1500份，架桥组分：98～232份，亲水组分一31～200份，亲水组分二61～375份；

所述的亲油组分为聚丙烯、聚异丁烯、聚正丁烯或聚戊烯；

所述的架桥组分为顺丁烯二酸、反丁烯二酸或顺丁烯二酸酐；

所述的亲水组分一为乙二醇、丙三醇、二乙二醇或季戊四醇；

所述的亲水组分二为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物；

加工步骤如下：

将亲油组分投入到带有加热及搅拌装置的反应釜中，加热升温至100～190℃，再向反应釜中投入架桥组分，维持温度，并搅拌0.5～1小时，升温至200～240℃，反应2～5小时，当反应物酸值为75～240mgKOH/g，游离酸酐占反应生成物重量的1%以内时，结束反应，过滤粗产物；然后加入亲水组分一，边搅拌边升温至160～180℃，反应时间2～4小时，酯化反应完成后，降温加入中性油组分稀释；然后加入亲水组分二，边搅拌边升温至120～140℃，反应时间2～4小时，胺化反应完成后，控温130～140℃进行真空脱水，待没有水分脱出时反应结束，进行过滤即得半酯化高分子乳化剂。

3.根据权利要求2所述的三原料岩石型乳化炸药基质，其特征在于所述的中性油组分为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二乙酯。