专利名称:低粘度可泵送乳化炸药基质及其制备方法
技术领域:
本发明涉及乳化炸药,尤其涉及一种低粘度可泵送乳化炸药基质及其制备方法。
背景技术:
传统的乳化炸药基质,为了保证炸药具有理想的爆炸性能指标,含水量仅在13%左右,同时设计了多种原材料,来保证炸药具备良好的爆炸性能,爆炸性能满足要求了,乳化基质粘度增大,输入压力大,尤其是散装乳化炸药基质方面。
传统的乳化炸药基质在78_90°C时,粘度为25-40BU,在(TC时粘度达到50BU以上,甚至更大,非常不利于泵送,如果采用泵送,即使在常温下也要提供0.7Mpa的输入压力,需要的输入压力较大,输出药管的直径也很大,无法实现远距离输送。
由于输入压力大,必然导致系统本身的安全性和可靠性降低,进而带来泵送爆炸物品产生的风险。
发明内容本发明旨在克服以上现有技术存在的不足,提供一种低粘度可泵送乳化炸药基质。
本发明的另一目的是提供一种低粘度可泵送乳化炸药基质的制备方法。
本发明的技术方案如下:
为实现上述发明目的,本发明的低粘度可泵送乳化炸药基质,由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成,所述氧化剂盐水溶液包括以下重量份的各组分:硝酸铵 79 85份
硫脲 0.1 0.2份
水15 20 份;
所述油相的组成为:油份和乳化剂,其重量比为(2.5 3.6): 1,其中所述油份为石蜡油或石蜡油与机油的混合物或石蜡油与植物油的混合物或石蜡油、机油与植物油的混合物;
所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的混合物。
进一步地,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的重量比为1: (0.01 I)。
进一步地,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的重量比优选为1: 0.5。
进一步地,所述油份中石蜡油的含量按重量计优选不低于50%。
进一步地,所述乳化炸药基质优选由92 95重量份的氧化剂盐水溶液和5 8重量份的油相经乳化作用而成。
进一步地,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂优选为Lubrizol生产的型号为LZ2820、LZ2745、LZ2731、LZ2735、LZ2721和LZ270011聚异丁烯丁二酸肝乳化剂中的一种或多种的混合或性能相同的聚异丁烯丁二酸肝的其它品牌的乳化剂。
另外,由本发明的低粘度可泵送乳化炸药基质经敏化液敏化后可制得低粘度的乳化炸药,乳化炸药基质和敏化液的用量比按重量计为(98 102): (2.8 3.2),所述敏化液的组成为:亚硝酸钠、硫氰酸钠/碳酸氢钠、水,其重量比为(0.9 1.1): (0.9
1.1): (23 29)。
本发明还提供了一种低粘度可泵送乳化炸药基质的制备方法,包括如下步骤:
(I)氧化剂盐水溶液制备:将硝酸铵、硫脲溶于水并加热至80°C 90°C,用pH值调节剂将PH值调节至3.5 4.0,溶液制备结束后加入硅藻土吸附剂,经循环抽滤成为纯净的氧化剂盐水溶液备用;
(2)油相制备:将油份和乳化剂在温度70V 80°C条件下熔化混合均匀后过滤,备用;
(3)基质制备:将氧化剂盐水溶液92 95重量份,油相5 8重量份,经流量控制器加入乳化器,在78°C 90°C条件下乳化形成油包水型的乳化基质。
进一步地,所述pH值调节剂包括碱性调节剂和酸性调节剂,所述碱性调节剂选自氢氧化钠或碳酸钠,所述酸性调节剂为乙酸。
由本发明的低粘度可泵送乳化炸药基质和敏化液按(98 102): (2.8 3.2)的重量比经乳化炸药现场混装设备装入炮孔,在温度O 90°C条件下经15 20分钟即敏化成密度为1.00 1.3Og/Cm3的炸药。
本发明的有益效果如下:
(I)本发明的低粘度可泵送乳化炸药基质,粘度低,在78_90°C时,仅为14-20BU,粘度比现有的乳化炸药基质大大降低,此乳化炸药基质在保证了炸药性能的同时,用柱塞泵或螺杆泵输送时,输入压力仅为0.4Mpa时就可以正常输送,解决了乳化炸药的泵送问题,方便了炸药的输送。
(2)由于粘度较低粘,乳化基质输送管可以采用小管径,输送管管内径在仅有19mm时就可以正常输送。
(3)由于粘度低,输送距离增大,输送距离可达50米,最远有效安全距离60米。
(4)另外本发明的可泵送的乳化炸药基质还具有原料简单,如油相材料仅为三种或四种,含水适中(约为17%),粘度在常温下变化范围小的优点。
(5)在油相的油份中使用植物油,使得制得的乳化炸药基质即使在温度较低时也不易凝固,粘度较低,方便泵送。
具体实施方式下面结合
具体实施例对本发明进行详细描述,但本发明不局限于所列举的实施例。
实施例1
将硝酸铵79.9kg、硫脲0.122kg、水14.1kg,在80°C混合均匀后,用氢氧化钠和乙酸将PH值调节至3.5,测得其析晶点为70°C,溶液浊度为0.8NTU,往溶液中加入硅藻土吸附剂,经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净 的氧化剂盐水溶液备用;将0.89kg的LZ2820聚异丁烯丁二酸酐乳化剂,0.89kg的司盘80,6.22kg的石蜡油在70°C熔化混合均匀,制得油相,备用;将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于80°C条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质,经测定,粘度为15BU ;将亚硝酸钠0.09kg、碳酸氢钠0.09kg、水2.62kg配置成敏化液;将上述乳化炸药基质和敏化液经乳化炸药现场混装设备装入炮孔,在温度40°C条件下经15分钟敏化,得到乳化炸药,经测定(国标GB/18095-2000,以下实施例采用与本实施例相同的测定方法),密度为1.lg/cm3。
经测定,本实施例中的乳化炸药基质,输入压力为0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送,在输送管直径为19mm时可输送距离长达50m。
根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法,试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4800m/s。
实施例2
将硝酸铵65kg、硫脲0.08kg、水14.6kg,在84°C混合均匀后,用氢氧化钠和乙酸将PH值调节至3.7,测得其析晶点为71 °C,溶液浊度为0.9NTU,往溶液中加入硅藻土吸附剂,经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用;将1.683kg的LZ2745聚异丁烯丁二酸酐乳化剂,0.017kg的司盘80,4.3kg的石蜡油与机油的混合物(其中,石蜡油2.3kg,机油2kg)在80°C熔化混合均匀,制得油相,备用;将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于78°C条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质,经测定,粘度为18BU ;将亚硝酸钠0.12kg、硫氰酸钠0.14kg、水2.94kg配置成敏化液;将上述乳化炸药基质和敏化液经乳化炸药现场混装设备装入炮孔,在温度90°C条件下经20分钟敏化,得到乳化炸药,经测定,密度为1.2g/cm3。
经测定,本实施例中制得的乳化炸药基质,在输入压力为0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送,在输送管直径为19mm时可输送距离长达50m。
根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法,试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4901m/s。
实施例3
将硝酸铵76.5kg、硫脲0.184kg、水18.4kg,在90°C混合均勻后,用碳酸钠和乙酸将PH值调节至4.0,测得其析晶点为71°C,溶液浊度为0.8NTU,往溶液中加入硅藻土吸附剂,经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用;将0.84kg的LZ2731聚异丁烯丁二酸酐乳化剂,0.42kg的司盘80,3.75kg的石蜡油与植物油的混合物(其中,石蜡油2kg,植物油1.75kg)在75°C熔化混合均匀,制得油相,备用;将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于90°C条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质,经测定,粘度为20BU ;将亚硝酸钠0.12kg、硫氰酸钠0.1kg、水2.78kg配置成敏化液;将上述乳化炸药基质和敏化液经乳化炸药现场混装设备装入炮孔,在温度0°C条件下经15分钟敏化,得到乳化炸药,经测定,密度为1.3g/cm3。
经测定,本实施例中的乳化炸药基质,输入压力为0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送,在输送管直径为19mm时可输送距离长达50m。
根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法,试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4930m/s。
实施例4
将硝酸铵79.9kg、硫脲0.122kg、水14.1kg,在80°C混合均勻后,用碳酸钠和乙酸将PH值调节至3.7,测得其析晶点为69°C,溶液浊度为0.9NTU,往溶液中加入硅藻土吸附剂,经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用;将1.62kg的LZ2735和LZ2721型号的聚异丁烯丁二酸酐乳化剂的混合物,0.16kg的司盘80,6.22kg的植物油与石蜡油、机油的混合物(其中石蜡油4kg,机油2.22kg)在79°C熔化混合均匀,制得油相,备用;将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于80°C条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质,经测定,粘度为19BU ;将亚硝酸钠0.09kg、硫氰酸钠0.09kg、水2.62kg配置成敏化液;将上述基质和敏化液经乳化炸药现场混装设备装入炮孔,在温度60°C条件下经15分钟敏化,得到乳化炸药,经测定,密度为1.lg/cm3。
经测定,本实施例中的乳化炸药基质,输入压力为0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送,在输送管直径为19mm时可输送距离长达50m。
根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法,试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4803m/s。
实施例5
将硝酸铵79.9kg、硫脲0.122kg、水14.1kg,在80°C混合均匀后,用氢氧化钠和乙酸将PH值调节至3.6,测得其析晶点为71°C,溶液浊度为0.9NTU,往溶液中加入硅藻土吸附剂,经粗滤器、精滤器总共抽滤30分钟成为纯净的氧化剂盐水溶液备用;将0.89kg的LZ270011聚异丁烯丁二酸酐乳化剂,0.89kg的司盘80,6kg石蜡油、机油和植物油的混合物(其中石蜡油3.5kg、机油1kg、植物油1.5kg),在70°C熔化混合均匀,制得油相,备用;将上述获得的氧化剂盐水溶液和油相在乳化器中于80°C条件下经乳化形成油包水型的乳化炸药基质,经测定,粘度为14BU ;将亚硝酸钠0.09kg、硫氰酸钠0.09kg、水2.62kg配置成敏化液;将上述基质和敏化液经乳化炸药现 场混装设备装入炮孔,在温度40°C条件下经15分钟敏化,得到乳化炸药炸药,经测定,密度为1.2g/cm3。
经测定,本实施例中的乳化炸药基质,输入压力为0.4Mpa时采用柱塞泵可正常输送,在输送管直径为19mm时可输送距离长达50m。
根据GB/T13228-1991工业炸药爆速测定方法,试验测得的本实施例中的炸药爆速为 4904m/s。
以上各实施例中的不同型号的聚异丁烯丁二酸酐乳化剂均为Lubrizol公司生产,司盘80的生产厂家均为保利民爆济南科技有限公司。乳化炸药基质的粘度均为在80°C时,用RV型7号转子在50rpm的转速下测得的粘度,此型号的转子所测得的粘度单位为BU,粘度值乘以800即可转换成单位为厘泊的粘度值。
本发明的低粘度可泵送乳化炸药基质,现场装药时最好在输药软管出口处采用低阻力混合器,使得基质与敏化液充分混合的同时,阻力较小。
权利要求1.一种低粘度可泵送乳化炸药基质,所述基质是由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成,其特征在于, 所述氧化剂盐水溶液包括以下重量份的各组分: 硝酸铵 79 85份 硫脲 0.1 0.2份 水15 20份; 所述油相的组成为:油份和乳化剂,其重量比为(2.5 3.6): 1,其中所述油份为石蜡油或石蜡油与机油的混合物或石蜡油与植物油的混合物或石蜡油、机油与植物油的混合物; 所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的混合物。
2.根据
权利要求1所述的低粘度可泵送乳化炸药基质,其特征在于,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的重量比为1: (0.01 I)。
3.根据
权利要求2所述的低粘度可泵送乳化炸药基质,其特征在于,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的重量比为1: 0.5。
4.根据
权利要求1所述的低粘度可泵送乳化炸药基质,其特征在于,所述油份中石蜡油的含量按重量计不低于50 %。
5.根据
权利要求2所述的低粘度可泵送乳化炸药基质,其特征在于,所述乳化基质由92 95重量份的氧化剂盐水溶液和5 8重量份的油相经乳化作用而成。
6.根据
权利要求2所述的低粘度可泵送乳化炸药基质,其特征在于,所述聚异丁烯丁二酸酐乳化剂为 Lubrizol 生产的型号为 LZ2820、LZ2745、LZ2731、LZ2735、LZ2721 和LZ270011聚异丁烯丁二酸肝乳化剂中的一种或多种的混合。
7.一种低粘度乳化炸药,其特征在于,由
权利要求1-6任一项所述的基质经敏化液敏化制得,基质和敏化液的用量比按重量计为(98 102): (2.8 3.2)。
8.—种
权利要求1-6任一项所述的低粘度可泵送乳化炸药基质的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)氧化剂盐水溶液制备:将硝酸铵、硫脲溶于水并加热至80°C 90°C,用pH值调节剂将PH值调节至3.5 4.0,溶液制备结束后加入硅藻土吸附剂,经循环抽滤成为纯净的氧化剂盐水溶液备用; (2)油相制备:将油份和乳化剂在温度70°C 80°C条件下熔化混合均匀后过滤,备用; (3)基质制备:将氧化剂盐水溶液92 95重量份,油相5 8重量份,经流量控制器加入乳化器,在78°C 90°C条件下乳化形成油包水型的乳化炸药基质。
9.根据
权利要求8所述的低粘度可泵送乳化炸药基质的制备方法,其特征在于,所述PH值调节剂包括碱性调节剂和酸性调节剂,所述碱性调节剂选自氢氧化钠或碳酸钠,所述酸性调节剂为乙酸。
专利摘要本发明涉及乳化炸药,尤其涉及一种低粘度可泵送乳化炸药基质及其制备方法,所述乳化炸药基质是由氧化剂盐水溶液和油相经乳化作用而成,所述氧化剂水溶液包括硝酸铵、硫脲、碳酸钠和水;所述油相组成为油份和乳化剂,所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐乳化剂与司盘80的混合物。本发明的一种低粘度可泵送乳化炸药基质粘度较低,在输入压力仅为0.4MPa时可以用柱塞泵或螺杆泵输送,而且输送距离可达到50米,具有输送方便的优点。
文档编号C06B31/28GKCN103159576SQ201110410658
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日
发明者薛世忠 申请人:薛世忠导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan