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CN1036554A - 炸药组合物 - Google Patents

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CN1036554A
CN1036554A CN89101178A CN89101178A CN1036554A CN 1036554 A CN1036554 A CN 1036554A CN 89101178 A CN89101178 A CN 89101178A CN 89101178 A CN89101178 A CN 89101178A CN 1036554 A CN1036554 A CN 1036554A
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CN
China
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alkyl
emulsion explosive
explosive composition
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CN89101178A
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麦格莱脱·斯纳尔
凯瑟·梦黛
尼古拉斯·克利斯多福禄
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Orica Australia Pty Ltd
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ICI Australia Operations Pty Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

一种乳剂炸药组合物，包括氧释放盐的非连续 相、连续的与水不相混的有机相以及包括聚(烷基或 烯基)琥珀酸和/或酐与如下结构式I的胺的缩合产 物的乳化剂组份： 以及其式中R1为选自包括氢，烷基和羟烷基的组以 及R2为羟烷基；或R1和R2一起形成饱和的或非饱 和的含有氮的5或6构成环数的杂环，所述的杂环可 随意地由烷基所取代。

Description

本发明涉及一种乳剂炸药组合物。
商业上可买到的乳剂炸药通常是油包水乳剂类型的炸药，其中供氧源的水溶液的不连续小滴被乳化在连续有机燃料相中的连续相之中。这类油包水的乳剂炸药组合物，例如在美国专利3，447，978、3，674，578、3，770，522、4，104，092、4，111，727、4，149，916、和4，149，917中已有揭示。
在一些申请中，在氧化剂相中的水含量可以降至非常低的水平，例如：小于4%或完全去除。这类油包熔融物的乳剂炸药组合物，在例如：美国专利4，248，644中已有揭示，在本申请中术语“乳剂炸药组合物”包括油包水或油包熔融物两种类型。
在这些乳剂炸药组合物中，用于表面能力改进的乳化剂用于促进连续相的再细分。该乳化剂同时也具有对乳化的稳定作用，防止由于小滴的聚结和附集而破坏。
另外，氧化剂相的小滴是有固有的亚稳定性和显示一种结晶的倾向。晶体的生长，减弱乳剂炸药组合物的爆炸的敏感性，以及在恶劣的情况下，结晶的联结可能产生一种很难装填的固体组合物。这类乳剂炸药组合物在使用之前，在贮存和运输期间，炸药性能易于逐渐变坏。另外，通常用作乳剂炸药类的各种添加剂诸如：固体硝酸铵和微球，有助于起成核剂的作用，并可能导致或增加晶体的生长。
在已有技术中揭示了各种乳化剂和掺合剂。澳大利亚专利申请号40006/85（Cooper和Baker）揭示了乳化剂为传导性改性剂的乳剂炸药组合物，这些乳化剂中包括的是聚（烷基或烯基）琥珀酸酐和胺类诸如：亚乙基二酰胺、二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺和乙醇胺的缩合产物。
本申请人业已证实包括这类改性剂的乳剂组合物的优异贮存稳定性并已发现所选定的一组新的缩合产物在乳剂炸药的制备和性能方面可提供特别的优越性。
用于油包水乳剂炸药的乳化剂的性能不能通过任何单一的参数来测定。在测定乳剂炸药的性能时，必须考虑一系列的参数，包括：形成乳化的难易、不连续相的小滴尺寸大小、该乳剂对相分离的稳定性、该乳剂对在氧化剂盐的非连续相中结晶的稳定性以及乳化物的传导性。进一步说，当固体物料加至乳剂炸药中时，氧化剂盐的非连续相中的结晶作用增加，于是组合物的灵敏性降低。
从已有技术得到的可提供有关一个或更多参数某些优异结果，我们提供的组合物达到了所有这些参数的一般不可能达到的优异水平。
因此，我们提供一种乳剂炸药组合物包括氧释放盐的非连续相，连续的与水不相混的有机相以及包括聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐与如下结构式Ⅰ的胺的缩合产物的乳化剂组份：
式中R1为选自包括氢、烷基和羟烷基的组以及R2为羟烷基;或R1和R2一起形成了饱和的或非饱和的氮包括的5或6员杂环，所述的杂环可选择性地由烷基所取代。
在聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐中，较佳是该聚（烷基或烯基）部份连续到可以是碳原子的10至500个范围的联接原子的骨架，或者起主要作用的碳原子可由杂环原子诸如：氧或氮隔断。
一种特别好的聚（烷基或烯基）为是单烯烃聚合物的饱和的或非饱和的碳氢链，所述的链含有从40至500个碳原子。这类聚烯烃的例子包括来自诸如：乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯以及特别是异丁烯从C2至C6烯烃的聚烯烃。
整数n较好为2或3以及最佳为2。
R较佳选自包括烷基和羟烷基的组。当R1为烷基时，它较佳为C1至C18的烷基，更佳为C1至C10的烷基以及最佳为C1至C6的烷基，当R1为羟烷基时，它较佳为C1至C12的羟烷基以及最佳为C1至C6的羟烷基。
R2为较佳选自包括C1至C20羟烷基，更佳为C1至C12羟烷基以及最佳为C1至C6羟烷基的组。
当R1和R2一起形成一杂环时，
Figure 891011781_IMG16
基团为选自包括1-吡咯烷基、1-哌嗪基、4-甲基-1-哌嗪基、1-哌啶基和4-吗啉基的组的取代的或非取代的杂环为较佳。
结构式Ⅰ的化合物具有结构式Ⅱ所示的结构式特别好。
式中R3为选自包括氢、C1至C4烷基或C1至C4羟烷基的组;以及n为2或3，最佳为2。
聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐和结构式Ⅰ的胺的缩合产物为结构式Ⅲ的酰亚胺和/或结构式Ⅳa或Ⅳb的酰胺，式中A为聚（烷基或烯基）。
Figure 891011781_IMG18
特别较佳的是缩合物包括琥珀酰亚胺，即结构式Ⅲ的化合物以及较佳的是，至少70%（重量）的所述的缩合产物为所述的琥珀酰亚胺衍生物。
较佳的缩合物的专门例子包括：
N-[2-（1-哌嗪基）乙基]-聚异丁烯琥珀酰亚胺以及
N-[2-（哌啶基）乙基]-聚异丁烯琥珀酰亚胺
用于本发明的组合物的非连续相的合适的氧释放盐包括碱和碱土金属硝酸盐、氯酸盐、过氯酸盐、硝酸铵、氯酸铵、过氯酸铵以及其混合物。较佳的氧释放盐包括硝酸铵、硝酸钠和硝酸钙。更佳的氧释放盐包括硝酸铵或硝酸铵和硝酸钠或硝酸钙的混合物。
典型地说，本发明的组合物的氧释放盐是在总组合物的45-95%（重量比），而较佳地从60至90%（重量）比范围内。
在组合物中，其中氧释放盐包括硝酸铵和硝酸钠的混合物，对这种混合物较佳组成范围为对100份的硝酸铵要有5至80份硝酸钠。实际上，本发明的较佳组合物包括60-90%（重量）（对总的组成物）的硝酸铵或从0-40%（重量）（对总的组成物）硝酸钠或硝酸钙和从50-90%（重量）（对总的组成物）的硝酸钠的混合物。
典型地说，在本发明的组合物中所采用的水量为总的组成物的0至30%（重量）。较佳采用的水量为从4至25%，以及更佳地为总的组成物的从6至20%（重量）。
本发明的组合物的水不相混有机相组份包括乳剂炸药的连续的“油”相，并且是燃料。用于水不相混有机相的合适的有机燃料包括，脂肪族、环脂族和芳族化合物及其混合物，它们在配方温度下为液体状态。合适的有机燃料可以选自燃料油、柴油、馏出油、重油、煤油、石脑油、蜡类（例如：微晶蜡、石蜡、和疏松石蜡），石蜡油、苯、甲苯、二甲苯、沥青物质，聚合油类诸如，低分子量烯烃聚合物，动物油、鱼油以及其它矿物油，碳氢化合物或脂肪油类及其混合物。较佳的有燃料为液体碳氢化化物，通常为石油蒸馏物，诸如：汽油、柴油燃料油以及石蜡油类。
典型地说，本发明的乳剂炸药组合物的有机燃料或连续相包括总组合物重量的2至15%以及较佳为从3至10%。
本发明的组合物的乳化剂组份可以进一步包括选自已知技术中已知在乳剂炸药制备中所用的广泛范围的乳化试剂。这类乳化试剂的例子包括醇烷氧酯类、（alcohol    alkoxylate）、酚烷氧酯类、（phenol    alkoxylate）聚（氧乙烯）乙二醇类、聚（氧化烯）脂肪酸酯类、聚（氧乙烯）脱水山梨醇酯类、脂肪胺烷氧酯类、聚（氧乙烯）乙二醇类、脂肪酸酰胺类、脂肪酸酰胺烷氧酯类、脂肪胺类、季胺类、烷基噁唑啉类、链烯基噁唑啉类、酰亚胺噁唑啉类、烷基磺酸盐类、烷基芳基磺酸盐类、烷基硫代琥珀酸盐（酯）、烷基磷酸盐（酯）、链烯基磷酸盐（酯）、磷酸酯类、卵磷酯、聚（氧乙烯）乙二醇和聚（12-羟基硬脂酸）的共聚物类、以及其混合物。这些较佳的乳化剂为2-烷基和2-链烯基-4，4′-双（羟甲基）噁唑啉，山梨醇的脂肪酸酯、卵磷酸、聚（氧乙烯）乙二醇和聚（12-羟基硬脂酸）的共聚物，以及它们的混合物，而特别是脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇倍半油酸酯、2-油酰基-4，4′-双（羟甲基）噁唑啉、脱水山梨醇倍半油酸酯、卵磷酯和聚（氧乙烯）乙二醇和聚（12-羟基硬脂酸）共聚物的混合物，以及它们的混合物。在使用时，特别较佳的附加的乳化剂包括诸如脱水山梨醇单油酸酯的脱水山梨醇酯。
典型地，本发明的组合物的乳化试剂组份达到总的组合物重量的50%。可以采用较高比例的乳化剂并可以起着组合物的增补燃料的作用，但通常为了达到所需的效果不必加入超过5%（重量）的乳化剂。本发明组合物的优点之一在于使用相对低水平的乳化剂可以形成稳定的乳剂，从经济上的理由考虑，只需用最小数量的乳化剂达到所需的效果。所用乳化剂的较佳水平为总的组合物的0.1至2.0%（重量）。
如果其他需要的话，任意的此后可为第二种燃料的燃料材料，可以混合到除水不相混有机燃料相之外的本发明的组合物。这类第二类燃料的例子包括细分的固体以及水不相混的有机液体，这些水不混的有机液体可以用于部分地代替氧释放盐类溶剂的水或增加氧释放盐的水溶液。固体第二类燃料的例子包括细分的物料，诸如：硫磺、铝以及含碳物质诸如：天然沥青、细碎的焦炭或木炭、碳黑，树脂酸诸如：松香酸，糖类诸如：葡萄糖或右旋糖以及其它植物性产物诸如：淀粉、坚果粉、谷粉和木浆。水不相混的有机液体的例子包括醇类诸如：甲醇，二元醇类诸如：1，2-亚乙基二醇，酰胺类诸如：甲酰胺以及胺类诸如：甲胺。
典型地说，本发明的组合物的任意的第二类燃类组份占总组合物的0至30%（重量）。
在本发明中前面所述的氧释放盐或其本身适于作为炸药材料的其他物质或它们的混合物也可以结合在乳剂炸药组合物之中。作为这类改性的乳剂炸药组合物的典型例子所涉及组合物中加入或混合前述的过到90%（重量）的氧化剂盐诸如：硝酸铵和燃料油以及熟悉本技术的人员通常称为“ANFO”。“ANFO”的组合物是人们所熟知的，并在有关炸药文献中已作长篇的描述。包括一个或多个已知炸药材料例如：三硝基甲苯、硝化甘油或季戊四醇四硝酸酯作为组合物的进一步爆炸组份也属于本发明范畴。
于是这里提供一种包括前述的乳剂炸药组合物作为第一组份和一种氧化盐或其本身正好是炸药物质的一定数量物质作为第二组份炸药组成物。
如果需要的话，本发明的组合物的水溶液可以包括任意的增稠剂，该增稠剂可以任意地交联。用于本发明的增稠剂为合适的聚合材料，特别是胶类物料，典型说半乳甘露聚糖胶诸如：刺槐豆胶或瓜耳胶或其衍生物诸如：羟丙基瓜耳胶。其他有用的，但不是较佳的胶为称作生物聚合物胶诸如：通过糖类物质的微生物转化制备的杂多糖类，例如：葡萄糖用植物病原体Xanthomonas属的典型代表Xanthomonas    Campestris处理。其它有用的增稠剂包括合成的聚合材料和特别是至少部分从单体丙烯酰胺衍生的合成的聚合材料。
典型地说，本发明的任意的增稠剂组份占总组成物0至2%（重量）。
如上面所说明，用于本发明的组成物的增稠剂可以任意地被交联。为此目的，可以方便地采用的常用的交联剂诸如：铬酸锌或重铬酸盐既作为分开本体（separote    entity），又作为通常的氧化还原系统诸如：重铬酸钾和酒石酸锑钾的混合物的一种组份。
典型地说，本发明的组合物的任意的交联剂占总组成物的0至0.5%以及较佳地为从0至0.1%（重量）。
本发明的乳剂炸药组合物的pH不是苛求太高。然而，一般pH在0至8之间以及较佳地pH至1至6之间，并可以通过合适地添加通常的添加剂，例如：无机酸或有机酸和盐类来控制。
本发明的乳剂炸药组合物可以通过一系列的方法制备，当该组合物是一种油包水类型乳剂炸药时，一种较佳制备的方法包括：在高于盐溶液的凝结勿奇点温度将所述的氧释放盐溶解在水中，较佳的温度是在25至110℃范围以得到一种水盐溶液;合并所述的含水盐溶液、所述的水不相混的有机相，所述的油包水乳化剂，在快速混合下形成油包水乳剂;直到混合到乳化均匀;
我们相信用于本发明乳剂炸药组合物的乳化剂是新型的。因此我们提供一种结构式Ⅰ的胺和聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐的缩合反应产物：
式中n为选自1至3的整数以及式中R1为选自包括氢、烷基和羟烷基的组以及R2为羟烷基;或者R1和R2一起形成含有饱和的或非饱和氮的5至6员构成环数的杂环，所述杂环可随意地由烷基所取代。
如上述所讨论，所述的缩合反应物可以是结构式Ⅳa或Ⅳb的酰胺，结构式Ⅲ的酰亚胺或其混合物。
所述的缩合反应产物典型的实例示于表Ⅰ中。虽然只有琥珀酰亚胺衍生物被例出，但可解为琥珀酰亚胺对琥珀酰胺的比例将取决于反应条件。A为平均分子量在800至1500范围的聚异丁烯。
表Ⅰ
Figure 891011781_IMG23
该聚（烷基或烯基）琥珀酸酐或酸是相当典型粘性的，因此难以操作。为了促使其易于操作，所述的聚（烷基或烯基）琥珀酸酐或酸放在一种稀释剂中提供盐用户是方便的。油类可作为特另有用的稀释剂因为它们可以留在缩合产物之中并允许让其形成乳剂炸药的水不相混有机相的一部分。
于是，根据本发明的进一步具体实施例，我们提供了如上面所确定的在稀释剂中的缩合反应的一种产物。特别较佳的稀释剂为石蜡油，虽然其他油类诸如：燃料油、馏出油或其混合物可以采用。
以下实施例仅为了说明本发明而不是限制本发明，除了有另外的说明外，所有的份数和百分数均以重量为基准。
实施例A
在表Ⅰ所示的结构式Ⅰ的乳化剂是通过在表Ⅱ所示的胺和聚（异丁烯基）琥珀酸酐根据以下的流程制备。
表Ⅱ
Figure 891011781_IMG24
A为平均分子量在800至1500的聚异丁烯。
方法Ⅰ
“MOBILAD    C207”[在石蜡稀释剂中的具有平均分子量在800至1200的聚（异丁烯基）琥珀酸酐]和几乎等摩尔数量的胺起始物料加热至140至150℃。
“MOBILAD”为商标名称。
方法Ⅱ
在石蜡稀释剂中的平均分子量1190的聚（异丁基）琥珀酸酐和含有0.763毫摩尔酸酐/克与等摩尔数量的胺在甲苯或二甲苯中回流加热。在亚胺基化反应（imidization    Reaction）中形成的水通过Dean和Stark水分离器收集。
该方法在以下化合物2·聚（异丁烯基）琥珀酸酐（250克）9.08毫摩尔酸酐）加以特别的说明。
N-（2-氨基乙基）哌嗪（24.65克，190.8毫摩尔）和甲苯（50毫升）在175℃油浴中回流加热4.5小时收集水（3.6克）（理论水量为3.4克）。大量的水在第一个2小时中收集。蒸去甲苯得到最后产物（271.0克）。红外光谱：1775，1705cm-1（酰亚胺C＝0）。由产物的低酸值0.031毫摩尔/克证实96%转变为酰亚胺。
根据以下的实施例在乳剂炸药制备中，可以理解术语“乳化剂”意指上述规定的胺的聚（烷基或烯基）琥珀酸或酐的缩合产物。商业上可买到放在油稀释剂中的聚（烷基或烯基）琥珀酸酐。在所述的稀释剂中完成缩合反应是方便的。
于是，该缩合产物仍保留在油稀释剂中。在以下的实施例中，术语“乳化剂”可以看作缩合产物，而任何油稀释剂被认作乳剂炸药的水不相混有机相的部份。例如，如果聚（烷基或烯基）琥珀酸酐具有石蜡油稀释剂，根据前面乳化剂制备法制备后归入于乳化剂的被包括在组合物的总的石蜡油组份之中。
实施例1（E1）
该类型的乳剂可适合用作采用下述组份制备小批量的炸药。所用的乳化剂是乳化剂1号。
组份    重量%
化学纯硝酸铵    64.04
硝酸钠    12.81
水    10.88
蜡    2.35
石蜡油    1.62
乳化剂＊    1.20
铝粉    3.90
C15/250小球＊＊    3.20
所用的乳化剂是根据乳化剂制备方法1所制备的乳化剂1号
＊＊C15/250小球为商业上可从3M    Austalia    Ptyltd买到的玻璃微球
乳剂是采用Hobart    N50行星式混合器制造。
该乳化剂在90℃温度下加至油相，该油相包括蜡和石蜡油组份。
粗乳剂的制备是通过将硝酸盐组份放在水中所组成水相，在约90℃加入油相。可观察到该乳剂形成是相对容易的。该混合器用一个搅拌装置在2档速度搅拌2分钟，接着在3档速度进一步搅拌10分钟得到初始乳剂。
乳剂的小滴大小一般在1至3μm的范围。乳剂的传导性在70℃为3800S Pm-1。
铝粉和小球逐渐地混合到初始乳剂中，然后用叶浆在1档速度掺合2.5分钟。冷却了的乳剂的晶体含量是低的。
实施例2（E2）
除了所采用的乳化剂是根据乳化剂制备法2所制备的乳化剂2号之外，乳剂炸药是根据实施例1制备的。
乳剂的小滴尺寸一般在3至5μm范围。乳剂的传导性在75℃为8100P Sm-1。
冷却了的乳剂在晶体含量是低的，在室温储藏15个月后变化微不足道。
实施例3（E3）
除了所采用乳化剂为乳化剂3号外，乳剂炸药是根据实施例1制备。
乳剂的小滴尺寸一般在3至5μm范围。乳剂的传导性在75℃为6000P Sm-1。
冷却了的乳剂的晶体含量是低的，在15个月贮存后很少变化。实施例4（E4）
除了所采用乳化剂为乳化剂4号外，根据实施例1制备乳剂炸药。
乳剂的小滴尺寸一般为1至5μm。乳剂的传导体在75℃为8600P Sm-1。
冷却了的乳剂晶体含量是低的，在16个月环境温度贮存后很少变化。
对比实施例A（CEA）
除了实例的乳化剂用聚（烷基或烯）琥珀酸酐和二乙醇胺1∶1加合物代替外，根据实施例1制备乳剂炸药。该加合物是通过这些试剂在石蜡油稀释剂中在85至90℃加热1小时制备。
可观察到该乳剂的形成要比根据本发明制备的乳剂的形成困难。
乳剂小滴的尺寸一般在1至8μm。乳剂的传导性在75℃为980P Sm-1。
冷却了的乳剂的晶体含量是低的。
对比实施例B（CEB）
除了实例的乳化剂用1∶1聚异丁基琥珀酸酐和二亚乙基三胺的1∶1的加合物外，根据实施1制备的乳剂炸药。
该乳剂形成相当容易。乳剂的小滴尺寸一般在3至10μm范围。乳剂的传导性在75℃为6600P Sm-1。
在加入小球后冷却了的乳剂的晶体含量是比较高的，但在环境温度贮存20个月后没有显著的变化。
对比实施例（CEC）
适合用作批量炸药的该类型的乳剂是用如下组份制备的：
组份    重量%
化学纯硝酸铵    64.04
硝酸钠    12.81
水    10.88
蜡    3.14
石蜡油    0.63
脱水山梨醇单油酸酯    1.4
铝粉    3.9
C15/250小球    3.2
乳剂采用Hobart    N50行星式混合器制备。
该脱水山梨醇单油酸酯在90℃温度下加至油相，该油相是由蜡和石蜡油组份构成。约在90℃通过向油相中加入由将硝酸盐组份放在水中的溶液水相制备粗乳剂。观察到该乳剂的形成是容易的。该混合器用一个搅拌装置在2档速度搅拌2分钟接着在3档速度进一步搅拌10分钟得到初始乳剂。
乳剂的小滴尺寸一般在1至3μm范围。乳剂的传导性在75℃为590，000psm-1
铝粉和小球逐渐地混合入初始乳剂中，然后用叶浆在1档速度搅拌2.5分钟。
冷却了的乳剂的晶体含量是低的，然而在贮存期间结晶含量显著地增加。
批量配方结果汇总：
表Ⅲ
实施例    乳剂形成    冷却后的    贮存后的    小滴尺寸    在75℃乳剂
容易程度    结晶作用    结晶作用    （um）    的传导性
（Psm-1）
E1    容易    低    -    1-3    3800
E2    容易    低    在15个月    3-5    8100
时是低的
E3    容易    低    在15个月    3-5    6000
时是低的
E4    容易    低    在16个月    1-5    8600
时是低的
CEA    较困难    低    在15个月    1-8    980
时是低的
CEB    容易    高    -    3-10    6660
CEC    容易    低    显著增加    1-3    590000
实施例5：
适合用作批量炸药的该类型的乳剂是采用下述组份制备所用的乳化剂为乳化剂2号
组份    重量%
化学纯硝酸铵    73.9
水    18.5
馏出油    6.1
石蜡油＊    0.4
乳化剂    1.1
＊石蜡油为来自乳化剂制备中的稀释剂
水溶液是通过硝酸铵和水在70℃混合制备的以及该溶液在80℃在快速搅拌下加至乳化剂和馏出油的混合物之中。
加完后继续搅拌一个固定周期，并观察到小滴尺寸是在4至10μm范围。然后该乳剂进一步精制至粘度为24pas.该乳剂的传导性为5600psm-1。该乳剂分成二份进行测试。
第一份于环境温度下贮存4个月，并观察到结晶作用的水平是非常低的。
第二份乳剂炸药在65至70℃下通过与混合固体粒状硝酸铵结合，由3份粒状硝酸铵与7份乳状炸药结合。
由此形成的固体粒状硝酸铵/乳剂炸药组合物在环境温度贮存一周后的晶体含量是低的。
实施例6（E6）
用乳化剂3号重复实施例5的过程。其结果示于表Ⅲ中。
实施例7（E7）
用乳化剂4号重复实施例5的过程。其结果示于表Ⅲ中。
对比实施例D（CED）
二甲基氨基丙胺和聚（异丁烯）琥珀酸酐在石蜡稀释剂（MOBILAD）中以1∶1摩尔比与聚异丁烯琥珀酸酐混合，该混合物在Dean和Stark装置中用甲苯于115℃回流3小时以完全除去水。然后甲苯在旋转式汽化器中除去。
用上述制备的乳化剂重复实施例5的过程。其结果示于表Ⅲ中对比实施例E（CEE）
适用作为散装炸药（bulkllplosive）该类型的乳剂炸药是采用下述组份制备的。
组份    重量%
化学纯硝酸铵    73.9
水    18.5
馏出油    5.8
脱水三梨醇单油酸酯    1.8
通过在70℃下混合硝酸铵和水制备水溶液以及该溶液在80℃下以快速搅拌加至在80℃下的脱水山梨醇单油酸酯和馏出油的混合物中。
加完后继续搅拌一周期，可观察到小滴尺寸在3至10μm范围。乳剂的传导性为13900psm-1。将乳剂分成二份用于进行测试。
将第一份贮存于环境温度4个月，可观察到结晶作用的水平是很高的。
在65到70℃下将第二份乳剂炸药通过混合与固体粒状硝酸铵结合，3份粒状硝酸铵和7份乳剂炸药在65至70℃结合。
如此形成的固体硝酸铵/乳剂炸药组合物晶体含量在环境温度贮存一周后可观察到十分高的。
散装配方的结果汇总
表Ⅳ
实施例    小滴尺寸    在75℃的乳    在环境温度下贮    在环境温度下贮
剂传导性    存4个月后在乳    存一期后在包含
剂中的结晶作用    粒状固体硝酸铵
的乳剂中的结晶
作用
E5    4-10    5600    很低    低
E6    3-8    6400    很低    中等
E7    6-18    6000    很低    中等
CED    2-8    4200    相当高（但不是    相当高（但不是
全部结晶）    全部结晶）
CEE    3-10    13900    很高    很高
实施例8
（a）适用作为散装炸药该类型的乳剂炸药是采用下述组份根据以下的过程制备的：
组份    重量%
Nitroprill＊    74.4
水    18.6
乙二酸二水化合物    0.7
馏出油    5.3
石蜡油＊＊    0.2
乳化剂＊＊＊    0.8
＊“Nitroprill”为澳大利亚卜内门军品独占有限公司用于固体粒状硝酸铵的商品牌号。
＊＊石蜡油为来自乳剂制备的稀释剂
＊＊＊乳化剂为根据乳化剂制备法所制备的乳化剂2号
制备在水中粒状硝酸铵和乙二酸的溶液，并在80℃下保持约4小时，然后将pH调节至4.3。该溶液然后在快速搅拌下加至燃料和乳化剂的混合物中。在加完后继续搅拌一个短时间。
通过混合2份粒状硝酸铵和根据过程（a）部分制备的8份油包水的乳剂炸药制备固体粒状硝酸铵和乳剂炸药的混和物。
将该乳剂精制为粘度为20pas。该乳剂的传导性在20℃为500psm-1并是满意的。将乳剂分成二份用于进行测试。
第一份在环境温度下贮存4个月，并可观察到具有中等低的晶体含量。
通过混合2份“NITROPRIL”与8份乳剂炸药在65至70℃与附加的第二份“NITROPRIL”结合，开始在“NITROPRIL”混和后该晶体含量是低的。在环境温度下贮存一周后，晶体水平为中等，而甚至在环境温度下贮存4个月后，该混和物保持软的，并不全部结晶。
实施例9（E9）
适用于作散装炸药的该类型乳剂炸药是按照以下过程以连续方法采用以下组份制备的：
组份    重量%
NITROPRIL    73.1
水    18.3
二乙酸二水合物    1.0
馏出油    0.4
石蜡油＊    6.1
乳化剂＊＊    1.1
＊石蜡油包括来自乳化剂制备中的稀释剂
＊＊乳化剂为根据乳化剂制备法所制备的乳化剂2号。
制备粒状硝酸铵和二乙酸的水溶液，并于80℃保持约4小时，然后调节pH至4.1。然后该溶液连续地与燃料和乳化剂的混合物用掺加机在1100rpm下合并，该乳剂以21公斤/分的速率形成。
然后该乳剂与附加的“NITROPRIL”（3份NITROPRIL对7份乳剂）混和。该“NITROPRIL”连续地以9公斤/分的速率加到乳剂中。如此形成的爆炸组合物泵送通过1英寸直径的管，可观察到乳剂的状况是非常良好，在水氧化剂相中的结晶作用水平是低的。
实施例10（E10）
适用作为散装炸药（bulkexplosive）是按照以下过程以连续方法采用以下组份制备的：
组份    重量%
NITROPRIL    73.1
水    18.3
二乙酸二水合物    1.0
馏出油    0.4
石蜡油＊    6.1
乳化剂＊＊    1.1
＊石蜡油包括来自乳化剂制备的稀释剂。
＊＊乳化剂为根据乳化剂制备法所制备的乳化剂2号
制备粒状硝酸铵和二乙酸的水溶液，并在80℃下保持约4小时，然后调节pH至1.5。
然后该溶液连续地与燃料和乳化剂的混合物采用掺合机在1100rpm合并。该乳剂以21公斤/分的速率形成。
实施例11（E11）
适用于作散装炸药的该类型的乳剂是按照实施例10制备的。
所形成的乳剂在环境温度下贮存二个月。然后该乳剂泵送通过1英寸直径的管道，然后以7份乳剂对3份“NITROPRIL”的比例混合，并重复泵送通过。
在这种严格试验下，乳剂的稳定性没有观察到破坏。
实施例12（E12）
适用于作散装炸药的该类型的乳剂是按实施例10制备的。
所形成的乳剂加热至60℃，并贮存在62℃3天。该乳剂泵送通过1英寸直径的管道，然后以7份乳剂对3份“NITROPRIL”的比例与“NITROPRIL”混和，并重复泵送通过。
在严格试验下，乳剂的稳定性没有观察到破坏。
实施例13（E13）
适用作散装炸药的该类型的乳剂炸药是按实施例10制备。
该乳剂加热至64℃，并于该温度贮存一个月。没有乳剂破坏的迹象。
实施例14（E14）
根据以下描述的方法用以下配方配成的乳剂炸药组合物：
组份    重量%
化学纯硝酸铵    42.0
硝酸钙＊    37.6
水    12.6
馏出油    6.8
石蜡油＊＊    0.3
乳化剂＊＊＊    0.7
＊硝酸钙从Norsk    Hydrox    A/S公司买到。
＊＊石蜡油为来自乳化剂制备的稀释剂。
＊＊＊乳化剂为按乳化制备法制备的乳化剂2号。
将硝酸铵和硝酸钙在80℃温度下溶解在水中，并把溶液pH调节至4.5。
将该溶液加至经搅拌的燃料和乳化剂的混合物中。继续搅拌并在60℃下形成粘度为3000CP的乳剂。可观察到良好的乳剂稳定性。

Claims (55)

1、一种乳剂炸药组合物，包括氧释放盐的非连续相，连续的与水不相混的有机相以及包括聚(烷基或烯基)琥珀酸和/或酐与如下结构式Ⅰ的胺的缩合产物的乳化剂组份：
以及其特征在于式中R1为选自包括氢、烷基和羟烷基的组以及R2为羟烷基；或R1和R2一起形成含有饱和的或不饱和的氮的5或6构成环数的杂环，所述的杂环可随意地由烷基所取代。
2、如权利要求1所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C20的羟烷基的组。
3、如权利要求1或2所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C12羟烷基的组。
4、如权利要求1至3的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C6羟烷基的组。
5、如权利要求1至4的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R1为选自包括烷基和羟烷基的组。
6、如权利要求5所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R1为烷基以及R为选自包括C1至C18的烷基的组。
7、以权利要求6所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R1为选自包括C1至C10烷基的组。
8、如权利要求7所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R1为选自包括C1至C6的烷基的组。
9、如权利要求5所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R1为羟烷基以及R为选自包括C1至C12的羟烷基的组。
10、如权利要求9所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C6羟烷基的组。
11、如权利要求1至10的任一项的所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中n为选自包括2或3的组。
12、如权利要求11所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中，n为2。
13、如权利要求1至12的任一项的所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中的R1和R2一起形成杂环，以及
Figure 891011781_IMG3
基团为选自包括：-1-吡咯烷基，3-吡咯啉-1-基，1-哌嗪基，4-甲基-1-哌嗪基和4-吗啉基的组的取代的或非取代的杂环。
14、如权利要求1至13的任一项的所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的结构式Ⅰ的胺为具有如下的结构式Ⅱ：
式中R3为选自包括氢、C1至C4烷基或C1至C4羟烷基的组;以及n为2或3。
15、如权利要求14所述的乳剂炸药组合物，其特征在于式中n为2。
16、如权利要求1至15的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的聚（烷基或烯基）琥珀酸或酐的聚（烷基或烯基）部份为单烯烃聚合物的饱和的或非饱和的碳氢链，所述的链包含从40至500个碳原子。
17、如权利要求16所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的聚合物是得自包括从C2至C6烯烃的组。
18、如权利要求17所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的聚合物为得自包括从乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯和异丁烯的组。
19、如权利要求1至18的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐为聚（烷基或烯基）琥珀酐。
20、如权利要求1至19的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于缩合产物至少包括70%（重量）的结构式Ⅲ的琥珀酰亚胺衍生物：
Figure 891011781_IMG5
式中A为聚（烷基或烯基）;以及R1、R2和n如上述的确定。
21、如权利要求1至20的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的氧释放盐为选自包括碱和碱土金属硝酸盐、氯酸盐、过氯酸盐、硝酸铵、氯酸铵、过氯酸铵以及其混合物的组。
22、如权利要求21所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的氧释放盐为选自包括硝酸铵和硝酸铵和硝酸钠或硝酸钙的混合物的组。
23、如权利要求1至22的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的连续的与水不相混的有机相为选自包括在所述的温度下为液体状态的脂肪族化合物、脂环族化合物和芳族化合物以及其混合物的组。
24、如权利要求23所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的连续的与水不相混的有机相为选自包括燃料油、柴油、馏出液、煤油、石脑油，蜡类诸如：微晶蜡、石蜡和疏松石蜡、石蜡油、苯、甲苯、二甲苯，聚合油诸如：低分子量烯烃类聚合物，动物油、鱼油以及其它矿物油、碳氢化合物或脂防油及其混合物的组。
25、如权利要求24所述的乳剂炸药组合物，其特征在于所述的连续的与水不相混的有机相为选自包括汽油、柴油和石蜡油的组。
26、如权利要求1至25的任一项的乳剂炸药组合物的制备方法，其特征该方法包括如下步骤：所述的氧释放盐在高于盐溶液的勿奇点（fudge  point）的温度下溶解于水，得到盐水溶液;把所述的盐水溶液、水不相混的有机相和乳化剂组份在快速混合下形成油包水乳状液;并混合到乳剂是均匀的。
27、一种结构式Ⅰ的胺与聚（烷基或烯基）琥珀酐和/或酸的缩合反应的产物：
其特征在于式中n为选自1至3的整数以及R1为选自包括氢、烷基和羟烷基的组以及R2为选自羟烷基或者R1和R2一起形成饱和的或非饱和的氮含有的5或6构成环数的杂环，所述的杂环可随意地由烷基取代。
28、如权利要求27所述的缩合反应产物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C20的羟烷基的组。
29、如权利要求27或28所述的缩合反应产物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C20的羟烷基的组。
30、如权利要求27至29的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C6的羟烷基的组。
31、如权利要求27至30的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1选自包括烷基和羟烷基的组。
32、如权利要求31所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1为烷基以及R1为选自包括C1至C18的烷基的组。
33、如权利要求32所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1为选自包括C1至C10的烷基的组。
34、如权利要求33所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1为选自包括C1至C6的烷基的组。
35、如权利要求31所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1为羟烷基以及R1为选自包括C1至C12羟烷基的组。
36、如权利要求32所述的缩合反应产物，其特征在于式中R2为选自包括C1至C6的羟烷基的组。
37、如权利要求27至36的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于式中n为选自包括2或3的组。
38、如权利要求37所述的缩合反应产物，其特征在于式中n为2。
39、如权利要求27至38的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于式中R1和R2一起形成杂环，以及
Figure 891011781_IMG7
基团为被选自包括：
1-吡咯烷基、1-哌嗪基、4-甲基-1-哌嗪基、1-哌啶基和4-吗啉基的组取代的饱和的或非饱和的杂环。
40、如权利要求27至39的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于所述的结构式Ⅰ的胺为具有如下的结构式Ⅱ：
Figure 891011781_IMG8
式中R3为选自包括氢、C1至C4烷基或C1至C4羟烷基的组;以及n为2或3。
41、如权利要求40所述的缩合反应产物，其特征在于式中n为2。
42、如权利要求27至41的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于所述的聚（烷基或烯基）琥珀酸或酐的聚（烷基或烯基）部份为单烯烃聚合物的饱和的或非饱和的碳氢链，所述的链包含从40至500个碳原子。
43、如权利要求42所述的缩合反应产物，其特征在于所述的聚合物为包括由C2至C6的烯烃的组衍生的聚合物。
44、如权利要求43所述的缩合反应产物，其特征在于所述聚合物为取自从包括乙烯、丙烯、1-丁烯、异戊二烯和异丁烯的组。
45、如权利要求27至44的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于所述的聚（烷基或烯基）琥珀酸和/或酐为聚（烷基或烯基）琥珀酐。
46、如权利要求27至45的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于所述的缩合产物至少包括70%（重量）的结构式Ⅲ的琥珀酰亚胺衍生物：
式中A为聚（烷基或烯基）;以及R1、R2和n如上述所规定。
47、如权利要求27至45的任一项所述的缩合反应产物，其特征在于所述的产物为结构式Ⅳa或Ⅳb的酰胺：
以及式中R1、R2、A和n为如上述所规定。
48、如权利要求27至45的任一项所述的缩合产物，其特征在于所述的产物为结构式Ⅲ的酰亚胺
Figure 891011781_IMG11
以及式中R1、R2、A和n为如上述所规定。
49、如权利要求48所述的酰亚胺，其特征在于选自包括以下的组：
Figure 891011781_IMG13
Figure 891011781_IMG14
50、如权利要求1至25的任一项所述的乳剂炸药组合物，其特征在于基本上为与实施例1至10所限定的相同。
51、如权利要求26所述的乳剂炸药组合物的制备方法，其特征在于该方法基本上与实施例1至10限定的方法相同。
52、如权利要求27至48的任一项所述的产物，其特征在于基本上为与乳化剂制备法1至5所限定的相同。
53、如权利要求47所述的酰胺，其特征在于基本上为与乳化剂制备法1至5所限定的相同。
54、如权利要求48所述的酰亚胺，其特征在于基本上为与乳化剂制备法1至5所限定的相同。
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