《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》是安徽江南化工股份有限公司寧國分公司於2012年4月6日申請的發明專利，該專利申請號為2012100984995，公布號為CN102633580A，專利公布日為2012年8月15日，發明人是歐飛能、方誌梅、楊小四、鮑傳齊、胡燦。
《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》涉及一種高溫速硬型乳化炸藥，包括水相材料、油相材料、乳化劑和敏化劑，所述油相材料含有蠟和/或脂肪酸；所述敏化劑同時含有物理敏化劑和化學敏化劑；所述乳化炸藥還含有速硬劑，所述速硬劑選自矽酸鹽和/或鹼性物質。該發明所述乳化炸藥在氣溫35℃以上，仍然具有一定硬度且不沾手，故適用於高溫夏季露天裝藥操作，並且具有良好的爆炸性能。
2020年7月17日，《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法
- 公布號：CN102633580A
- 公布日：2012年8月15日
- 申請號：2012100984995
- 申請日：2012年4月6日
- 申請人：安徽江南化工股份有限公司寧國分公司
- 地址：安徽省宣城市寧國市港口鎮分界山安徽江南化工股份有限公司寧國分公司
- 發明人：歐飛能、方誌梅、楊小四、鮑傳齊、胡燦
- 代理機構：北京品源專利代理有限公司
- 代理人：陳慧珍
- Int.Cl.：C06B31/28(2006.01)I；C06B23/00(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
乳化炸藥（Emulsionexplosive）是通過乳化技術製備的油包水型含水炸藥，具體地說，通過乳化劑的作用，使水相和油相溶（熔）液乳化，形成油包水（W/O）型乳化體系。乳化炸藥具有良好的爆炸性能和抗水性能，同時具有較低的機械感度和適度的起爆感度，能夠保證生產、貯存、運輸和使用過程中的安全，被廣泛得到套用。
中國20世紀70年代末開始研究乳化炸藥相關的課題，一直以來，乳化炸藥藥態普遍較軟，使用不方便，甚至出現滲油現象，特別在南方的夏季里尤為突出。2012年之前，人們為了提高乳化炸藥藥態硬度，採取高熔點油相材料和高分子乳化劑的結合使用，從而改善了常溫下乳化炸藥的藥態較軟的情況。然而，油相材料的熔點和乳化劑粘稠度的增大，使得常溫下乳化過程的攪拌和裝藥環節的操作非常不方便，為了解決這個問題，乳化炸藥在生產過程中的乳化、運輸裝藥等各點的工藝溫度就得上升。但是工藝溫度的上升，尤其是成品裝箱溫度的上升，增加了產品使用溫度下降的難度，尤其是在夏季，產品使用溫度的下降更加困難。這種情況會使產品使用溫度與裝藥溫度相當，因此乳化炸藥的藥態會很稀，在爆破作業中，裝填炮孔時，藥卷容易變型、破損、粘壁後造成堵孔，給裝藥帶來困難，使用不便。 截至2012年4月，乳化炸藥的生產和使用存在以下幾項問題：（1）乳化成品藥態稀，給爆破作業裝藥環節帶來諸多不便。（2）乳化炸藥常溫藥態較硬，但在生產、使用流動較快時，尤其在高溫夏季里，藥溫較高，使用的產品藥態仍然很稀。
針對以上缺陷，研製一種高溫速硬型乳化炸藥是急需解決的問題。
發明內容
專利目的
《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》的目的之一在於提供一種高溫速硬型乳化炸藥，以方便在高溫夏季的生產和使用。
技術方案
所述高溫速硬型乳化炸藥，包括水相材料、油相材料、乳化劑和敏化劑，所述油相材料含有蠟和/或脂肪酸；所述敏化劑同時含有物理敏化劑和化學敏化劑；所述乳化炸藥還含有速硬劑，所述速硬劑選自矽酸鹽和/或鹼性物質。
油相材料是乳化炸藥的關鍵組分，其不僅要作為乳化炸藥的可燃劑，保證其有最大的能量，而且要在乳膠粒子界面形成具有一定強度的油麵，增強其抗水性與穩定性。油相材料需要選擇在常溫下呈固態且具有一定的韌性，而加熱升溫時又容易形成粘度小、流動性好的液體，並且冷卻固化時又具有一定的流動性。
該發明就是套用含有蠟和/或脂肪酸的油相材料，在速硬劑作用下，發生類皂化反應和/或皂化反應，增強油相塑性，從而使乳化炸藥形成之後，在高溫條件下仍然能夠具有強硬的外觀強度，促進高溫速硬型乳化體系的實現。
當所述速硬劑為強鹼，即鹼金屬的氫氧化物時，如氫氧化鈉、氫氧化鉀等，所述的蠟為長鏈脂肪酸時，則速硬過程發生皂化反應。當所述速硬劑為強鹼弱酸鹽等鹼性較弱的鹼性物質時，例如矽酸鈉等，速硬過程發生類皂化反應。與皂化反應不同，類皂化反應中，鹼性物質的用量較大，加入量易控，從而控制乳化體系的硬度。該發明優選通過發生類皂化反應來提高乳化體系的硬度。
優選地，該發明所述油相材料中的蠟優選自石蠟、地蠟、蜂蠟、松香複合蠟和微晶蠟中的1種或至少2種的組合，所述組合例如石蠟/微晶蠟、松香/地蠟、微晶蠟/複合蠟/凡士林等。
該發明優選自石蠟和/或微晶蠟。石蠟是從石油、頁岩油或其他瀝青礦物油的某些餾出物中提取出來的一種怪類蠟，為白色或淡黃色半透明物，具有相當明顯的晶體結構。半精鍊石蠟是以減壓餾分油為原料，經糠醛精製、酮苯脫蠟脫油、白土補充精製等深加工而製得，外觀為白色固體，擁有塊狀和粒狀產品，其化學組成主要是正構烷烴，相對密度隨熔點的上升而增加，在一定溫度下具有良好的可塑性。58號半精鍊石蠟的熔點為58-60℃。該發明所述的半精鍊石蠟可通過商購獲得，典型但非限制性的商品品牌有殼牌半精鍊石蠟（52號、54號、56號、58號）、崑崙牌半精鍊石蠟（52號、54號、56號、58號）等。
微晶蠟是一種近似微晶性質的精製合成蠟，主要由C30-50的環烷烴和少量的正、異構烷烴組成，具有光澤好，熔點高，色澤淺的特點，其結構緊密，堅而滑潤，具有高熔點和無定形的特點，能與各種天然蠟互熔，並能提高其低度蠟的熔點，改進粗性蠟的性能。微晶蠟的熔點一般為54.4℃-90.6℃，相對石蠟，微晶蠟是韌的，不易破碎，大多數品級的微晶蠟有可塑性。80號微晶蠟的熔點大約是79.7℃。該發明所述的微晶蠟可通過商購獲得，典型但非限制性的商品品牌有殼牌微晶蠟（65號、70號、80號、85號）、崑崙牌半精鍊石蠟（65號、70號、80號、85號）、古塔牌微晶蠟（65號、70號、80號、85號）等。
該發明是速硬劑作用下，發生類皂化反應和/或皂化反應，增強油相塑性，而脂肪酸與鹼性的速硬劑反應，形成脂肪酸鈉，脂肪酸鈉的硬度直接影響了乳化炸藥的硬度。飽和脂肪酸鈉的硬度比不飽和脂肪酸鈉高，而且隨著碳鏈的增長，脂肪酸鈉的硬度也隨之增高。該發明要求乳化炸藥硬度適中，既要在高溫時保持一定的硬度，又要有一定的可塑性，以便於裝藥。因此，該發明所述脂肪酸優選自硬脂酸、月桂酸、棕櫚酸、十九烷酸、二十烷酸、蠟酸和木質素酸中的1種或至少2種的組合，進一步優選自含飽和烷酸和不飽和酸的工業硬脂酸。該發明所述的工業硬脂酸能夠通過商購獲得。
作為優選技術方案，該發明所述的油相材料中含有58號半精鍊石蠟油/80號微晶蠟/天然硬脂酸的組合。所述天然硬脂酸是棕櫚油通過分餾加工提取的，凝固點在54-57℃，飽和十八烷酸的含量≥35wt％，含少量植物油脂，粒蠟狀物，具有適度的韌性和塑性；所述的58號半精鍊石蠟油是以GB/T254-98（半精鍊石蠟油）為標準定義的；所述80號
微晶蠟是以SH/T0013-2008（微晶蠟）為標準定義的。該發明採用高熔點蠟與塑性強的半精鍊石蠟結合使用，能夠顯著提高乳化炸藥的外相硬度。
優選地，所述矽酸鹽選自矽酸鈉、矽酸鉀、矽酸鐵、矽酸鈣、矽酸鎂和矽酸鋁中的1種或至少2種的組合，所述組合例如矽酸鈉/矽酸鉀、矽酸鎂/矽酸鈣、矽酸鈉/矽酸鋁/矽酸鉀等，優選自矽酸鈉和/或矽酸鉀，進一步優選矽酸鈉，最優選無水矽酸鈉。
能夠與長鏈脂肪酸發生類皂化反應和/或皂化反應的鹼性物質均可用於該發明。優選地，該發明所述鹼性物質選自鹼金屬的氫氧化物和/或強鹼弱酸鹽中的1種或至少2種的組合物，例如氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鋰、醋酸鉀等，進一步優選氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、醋酸鈉和氫氧化鋰中的1種或至少2種的組合，所述組合例如氫氧化鈉/氫氧化鉀、氫氧化鎂/氫氧化鈉、氫氧化鎂/碳酸鈉/碳酸鋰等，最優選氫氧化鈉，所述氫氧化鈉優選純度≥99wt％的氫氧化鈉。
該發明所述的油相物質和速硬劑的選擇不限於上述化學產品，其餘能夠達到所述效果（即能夠發生類皂化反應和/或皂化反應，從而增強油相塑性）的蠟和/或脂肪酸以及速硬劑均可實現該發明。
所述的油相材料中還可以含有其他的組分，例如高分子有機化合物和/或高級脂肪醇等，例如聚乙烯、聚丁二烯、碳十二醇等，所述的其他物質為該領域技術人員所熟知的能夠用於乳化炸藥的普通的油相材料，所述的油相材料的其他組分可以選自聚乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、碳十二醇、碳十五醇和碳十八醇中的1種或至少2種的組合，所述組合例如聚乙烯/聚丁二烯、聚苯乙烯/碳十五醇、碳十二醇/碳十八醇/聚乙烯等，進一步優選聚丁二烯和/或碳十二醇。
水相材料是製備乳化炸藥的基礎，其作用是給炸藥提供足夠的有效氧、使乳化炸藥具有高密度的特徵和形成分散相改善爆炸性能。乳化炸藥的水相材料由氧化劑鹽的水溶液組成，該發明所述水相材料包括無機氧化鹽和水，所述無機氧化鹽為硝酸銨。該領域技術人員還可以根據自己掌握的專業知識選擇合適的無機氧化鹽助劑，典型但非限制性的實例有硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸鋇、高氯酸銨、高氯酸鈉、高氯酸鈣、氯酸鈉、氯酸銨和氯酸鉀中的任意1種或至少2種的組合，所述組合例如硝酸鈉/硝酸鉀、硝酸鈉/硝酸鋇/硝酸銨、硝酸鈉/硝酸鈣/高氯酸鈉/氯酸銨等，進一步優選自硝酸銨/硝酸鈉的組合，最優選滿足GB2945-89（工業硝酸銨）標準要求的工業普通（結晶狀和顆粒狀）硝酸銨和滿足GB/T4553-2002（工業硝酸鈉）標準要求的工業硝酸鈉的組合。該發明所述的各種無機氧化鹽均可通過市售獲得。
該發明所述乳化炸藥中水相材料與油相材料的比例直接影響油包水（W/O）型乳化體系的穩定性，與合適的乳化劑一起配合，解決滲油問題，該發明所述乳化炸藥中水相材料與油相材料的比例選自90-95:10-5，例如90:10、91:10、93:9、95:7、95:5、95:10等，優選2-95:8-5，最優選93.5:6.5。
在乳化炸藥的配方中乳化劑是獲得良好乳膠體的重要條件，其作用是在水油相間形成較強的界面膜，防止油水分離。聚異丁烯丁二醯亞胺乳化劑為高分子乳化劑，其分子鏈長，粘度高，使用此乳化劑對乳化炸藥外相硬度的提高有非常好的作用。該發明所述乳化劑含有丁二醯亞胺類乳化劑，優選自聚異丁烯雙丁二醯亞胺乳化劑、聚異丁烯丁二醯亞胺乳化劑、聚異丁烯多定二醯亞胺乳化劑中的1種或至少2種的組合，所述組合例如聚異丁烯丁二醯亞胺/聚異丁烯雙丁二醯亞胺、聚異丁烯丁二醯亞胺/聚異丁烯雙丁二醯亞胺等，進一步優選自聚異丁烯丁二醯亞胺類乳化劑，特別優選運動粘度在260-450平方毫米/秒，含氮量在1.15-1.55％的聚異丁烯丁二醯亞胺。
敏化劑是分散於連續相中的敏化氣泡，乳化炸藥中的敏化劑可以是氣泡（包括充氣法和化學發泡兩種形式），也可以是多孔性固體微粒或他們的混合形式，主要作用是提高乳化炸藥的爆轟感度、調節乳化炸藥的密度和能量。該發明所述的敏化劑包括化學敏化劑和物理敏化劑，敏化方式為二級連續敏化方式。所述二級連續敏化方式通過二級敏化機實現，經過首級化學敏化後，連續進行次級物理敏化。
該發明所述的化學敏化劑選自無機發泡劑和/或有機發泡劑，優選自亞硝酸鹽/硝酸、亞硝酸鹽/磷酸、碳酸鹽/硝酸、碳酸鹽/磷酸、偶氮化合物、肼類化合物、亞硝基化合物和脲基化合物中的1種或至少2種的組合。所述的亞硝酸鹽、碳酸鹽的抗衡陽離子可以是鹼金屬離子、鹼土金屬離子、過渡金屬離子和銨根離子中的任意一種，典型但非限制性的抗衡陽離子有Na、K、NH、Al3、Fe3等。所述的偶氮化合物的例子有偶氮二異丁腈、對羥基偶氮苯、對-（N，N-二甲氨基）偶氮苯等。所述亞硝基化合物的例子有二乙基亞硝胺、二甲基亞硝胺、N-亞硝基二乙醇胺等。所述肼類化合物的例子有乙基肼、甲基肼、乙烯肼、丁酸肼等。所述脲基化合物的例子有脲基氨基甲酸酯。
優選地，該發明所述化學敏化劑選自亞硝酸鈉/硝酸、亞硝酸鈉/磷酸、碳酸鈉/硝酸、碳酸鈉/磷酸、偶氮二異丁腈、丁酸肼、甲基肼、甲基苄肼、二乙基亞硝胺、二甲基亞硝胺和N-亞硝基二乙醇胺中的1種或至少2種的組合，所述組合例如亞硝酸鈉/磷酸與亞硝酸鈉/硝酸的組合、碳酸鈉/磷酸與偶氮二異丁腈的組合等，特別優選亞硝酸鈉/磷酸的組合，所述亞硝酸鈉為密度為1.27-1.32克/立方厘米的亞硝酸鈉水溶液，所述磷酸為濃度為1.30-1.32克/立方厘米的磷酸水溶液。
該領域技術人員應該明了，亞硝酸鈉/硝酸、亞硝酸鈉/磷酸為化學敏化組劑，敏化原理為兩者發生化學反應生成氣體，從而敏化乳化基質，在乳化炸藥中，敏化組劑應該組合使用，例如亞硝酸鹽/硝酸、亞硝酸鹽/磷酸、碳酸鹽/硝酸、碳酸鈉/磷酸均為敏化組劑。該發明優選亞硝酸鈉/磷酸作為敏化組劑。
該發明所述的物理敏化劑選自夾帶氣體的固體微粒，優選自樹脂微球、珍珠岩和玻璃微珠中的1種或至少2種的組合，所述組合例如珍珠岩/玻璃、樹脂微球/珍珠岩/玻璃等，進一步優選自珍珠岩，最優選目數在80-150目的珍珠岩。
該發明採用二級連續敏化方式，相繼連續進行高溫化學、物理敏化，實現了快速發泡，確保了藥體內足夠的起爆熱點。作為優選技術方案，該發明採用首級敏化為亞硝酸鈉溶液輔以磷酸溶液組成的化學敏化方式，該方式中，用磷酸溶液取代了慣用強酸硝酸溶液，降低了化學敏化對藥體強度的破壞，實現了快速發泡，確保了藥體內足夠的起爆熱點。該發明所述的敏化劑的添加量應不超過所生產基質總量的0.15wt％，例如可以是0.15wt％，0.12wt％、0.09wt％等，尤其是，當所述敏化劑為化學敏化劑（例如亞硝酸水溶液和磷酸水溶液）時，此加入量的限制將更能體現出良好的使用效果。
作為優選技術方案，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
無機氧化鹽 | 70-95 |
水 | 5-15 |
油相材料 | 1-10 |
速硬劑 | 0.04-2 |
乳化劑 | 0.5-3 |
物理敏化劑 | 0.03-0.5 |
化學敏化劑 | 0.03-0.5 |
優選地，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
無機氧化鹽 | 80-93 |
水 | 7-10 |
油相材料 | 1-7 |
速硬劑 | 0.05-1 |
乳化劑 | 1.5-3 |
物理敏化劑 | 0.03-0.3 |
化學敏化劑 | 0.03-0.3 |
作為進一步優選的技術方案，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
硝酸鹽 | 70-95 |
水 | 5-15 |
蠟 | 1-4 |
飽和脂肪酸 | 1-3 |
速硬劑 | 0.04-2 |
聚異丁烯丁二亞胺 | 0.5-3 |
化學敏化劑 | 0.05-0.4 |
物理化劑 | 0.05-0.4 |
優選地，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
硝酸銨 | 75-85 |
硝酸鈉 | 5.5-6.5 |
水 | 7.0-8.5 |
半精鍊石蠟 | 1-2 |
晶蠟 | 1-2 |
硬脂酸 | 1-3 |
無水矽酸鈉或氫氧化鈉 | 0.05-0.2 |
聚異丁烯丁二醯亞胺化合物液 | 1.5-2.5 |
亞硝酸鈉水溶 | 0.05-0.1 |
磷酸水溶液 | 0.05-0.1 |
珍珠岩 | 0.1-0.2 |
該發明提供的乳化炸藥配方中，油相材料含有飽和烴的蠟類和脂肪酸，在少量速硬劑的作用下，發生類似於皂化的反應，使油相材料分子鏈增大，分子結構牢固，增強了油相塑性，從而提高了產品外相粘度和硬度，即使在氣溫35℃以上，仍然具有一定硬度且不沾手，故適用於高溫夏季露天裝藥操作。同時，該發明採用二級連續敏化的方式對乳化炸藥的基質進行敏化，實現了快速發泡，確保了藥體內足夠的起爆熱點。
該發明的目的之二在於提供一種高溫速硬型乳化炸藥的製備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）水相材料配製：取配方量的無機氧化鹽和水，混合溶化得到澄清的水相材料，將水相材料保溫，待用；（2）油相材料配製：取配方量的油相材料混合溶化，溶化完全後加入配方量的乳化劑，混合溶化，保溫，待用；（3）乳化：將水相和油相按比例混入連續乳化器進行乳化，得到乳化基質；（4）涼藥；（5）敏化；（6）裝藥；（7）藥卷降溫；（8）裝箱、入庫。 水相溫度過低會析出無機氧化鹽的晶體，破壞水油相界面膜，甚至破壞油包水的乳化體系，而如果水相溫度過高則會造成水分蒸發，破壞乳化炸藥的配方組成。該發明步驟（1）所述水相材料保溫的溫度為90-130℃，例如90℃、91℃、99℃、112℃、118℃、125℃、130℃、105℃等，優選95-125℃，最優選115±5℃。
油相溫度應與水相溫度相匹配，減少油品揮發，充分發揮乳化劑的乳化能力。該發明步驟（2）所述油相材料保溫的溫度為90-130℃，例如90℃、91℃、99℃、112℃、118℃、125℃、130℃、105℃等，優選95-125℃，最優選115±5℃。
該發明步驟（4）所述涼藥通過鋼帶涼藥或皮帶過水涼藥，優選所述涼藥溫度為45-60℃，例如45℃、48℃、53℃、54℃、58℃、60℃等，優選47-55℃，進一步優選49-52℃。所述鋼帶涼藥、皮帶過水涼藥均為該領域技術人員所熟知的操作。
該發明步驟（5）所述敏化在二級敏化機中進行。所述二級敏化機是一種適合於高粘度乳化炸藥生產的敏化機，採用首級攪拌器和次級攪拌器的雙攪拌裝置所構成的複合攪拌形式，首級攪拌為化學敏化；次級攪拌為物理敏化。所述敏化過程為將配方量的化學敏化劑混入首級攪拌內攪拌均勻，然後將配方量的物理敏化劑均勻加入二級口，混合均勻後，控制溫度，通過皮帶輸送至裝藥機；所述溫度控制在40-50℃，例如40℃、41℃、45℃、49℃、50℃等，優選42-48℃，最優選45℃。
該發明步驟（7）所述藥卷降溫過程中，所述藥卷通過空調風冷和/或過水冷卻方式進行降溫，藥卷降至35℃以下。該發明採用藥卷裝箱前的冷卻工藝，解決了在氣溫較高條件下因高溫使居於藥卷箱內的藥溫難降的問題，從而更加確保了藥卷的良好使用狀態。 作為優選技術方案，該發明所述高溫速硬型乳化炸藥的製備方法包括如下步驟：
（1）水相材料配製：按所述比例取所採用的硝酸銨、硝酸鈉和水，混合溶化，形成澄清溶液，保溫在120±5℃範圍內，待用。
（2）油相材料配製：按所述比例取所採用的58號半精鍊石、80號微晶蠟、硬脂酸、矽酸鈉或氫氧化鈉，混合溶化，待完全溶化後，加入反應釜；取所採用的聚異丁烯丁二醯亞胺類化合物，混合溶化，保溫在115±5℃範圍內，待用。
（3）將上述備用油水相按93.5∶6.5比例混入連續乳化器進行乳化。
（4）將上述所生產基質平布在鋼帶涼藥或皮帶過水涼藥，將溫度降至52±3℃。
（5）將上述所生產基質和總量不超過0.15％化學敏化劑（亞硝酸水溶液和磷酸水溶液），混入二級敏化機首級內攪拌均勻，在二級口均勻加入上述比例取所採用的珍珠岩，混合均勻，之後，通過皮帶輸送至裝藥機，溫度控制在45±3℃。
（6）將上述所生產乳化炸藥通過裝藥機裝入編織袋、紙筒或塑膠膜袋等中間包裝材料。
（7）通過皮帶輸送配以相應降溫設備，使藥卷在裝箱前，降至室溫。
（7）最後裝箱，入庫，出售。
改善效果
與2012年4月之前的技術相比，該發明具有如下有益效果：
- 該發明選擇油相材料的蠟和脂肪酸，配以特定的速硬劑，發生類皂化反應和/或皂化反應，使油相材料分子鏈增大，分子結構牢固，有效增強了油相塑性，從而提高了產品外相粘度和硬度，即使在氣溫35℃以上，仍然具有一定硬度且不沾手，故適用於高溫夏季露天裝藥操作。
- 該發明優選採用天然硬脂酸替代工業硬脂酸，生產工藝更加環保，對操作人員的身體危害也非常小。
- 該發明產品生產方法，採用高溫二級敏化工藝，通過高溫快速化學物理方式發泡，使乳化炸藥藥體記憶體在大量穩定的起爆熱點，確保了產品具有良好的爆炸性能，克服純化學敏化影響產品硬度和物理敏化影響產品爆炸性能的缺點。
- 該發明提供的乳化炸藥的生產方法，採用藥卷裝箱前的冷卻工藝，解決了在氣溫較高條件下因高溫使居於藥卷箱內的藥溫難降的問題，從而更加確保了藥卷的良好使用狀態。
- 該發明提供的乳化炸藥的生產方法，採用裝藥、裝箱隔開操作，不僅使產品使用溫度下降，利於裝藥環節實現，同時能夠降低生產現場存藥量和人員數量，利於安全生產的實現。
附圖說明
圖1是《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》所述高溫速硬型乳化炸藥的生產工藝流程圖。
技術領域
《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》涉及一種乳化炸藥，具體涉及一種適用於高溫夏季生產和使用的高溫速硬型乳化炸藥，屬於工業炸藥配方及生產方法設計領域。
權利要求
1.一種高溫速硬型乳化炸藥，包括水相材料、油相材料、乳化劑和敏化劑，其特徵在於，所述油相材料含有蠟和脂肪酸；所述敏化劑同時含有物理敏化劑和化學敏化劑；所述乳化炸藥還含有速硬劑，所述速硬劑選自矽酸鹽和/或鹼性物質；所述蠟選自石蠟、地蠟、蜂蠟、複合蠟和微晶蠟中的1種或至少2種的組合；所述脂肪酸選自碳數≥6的飽和脂肪酸和/或不飽和脂肪酸中的1種或至少2種的組合；所述矽酸鹽選自矽酸鈉、矽酸鉀、矽酸鐵、矽酸鈣、矽酸鎂和矽酸鋁中的1種或至少2種的組合；所述鹼性物質選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、醋酸鈉和氫氧化鋰中的1種或至少2種的組合；所述高溫速硬型乳化炸藥即使在氣溫35℃以上，仍然具有一定硬度且不沾手。
2.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述蠟為石蠟和/或微晶蠟；所述脂肪酸選自硬脂酸、月桂酸、棕櫚酸、十九烷酸、二十烷酸、蠟酸和木質素酸中的1種或至少2種的組合。
3.如權利要求2所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述脂肪酸為硬脂酸。
4.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述油相材料含有58號半精鍊石蠟油/80號微晶蠟/天然硬脂酸的組合，所述天然硬脂酸是棕櫚油通過分餾加工提取的，凝固點在54-57℃，飽和十八烷酸的含量≥35wt％。
5.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述矽酸鹽選自矽酸鈉和/或矽酸鉀。
6.如權利要求5所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述矽酸鹽為無水工業矽酸鈉。
7.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述乳化炸藥中水相與油相的比例為90-95:10-5。
8.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述乳化劑含有聚異丁烯雙丁二醯亞胺乳化劑、聚異丁烯丁二醯亞胺乳化劑、聚異丁烯多丁二醯亞胺乳化劑中的1種或至少2種的組合；所述聚異丁烯丁二醯亞胺為運動粘度在260-450平方毫米/秒，含氮量為1.15-1.55％的聚異丁烯丁二醯亞胺。
9.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述化學敏化劑選自無機發泡劑和/或有機發泡劑。
10.如權利要求9所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述化學敏化劑選自亞硝酸鈉/硝酸、亞硝酸鈉/磷酸、碳酸鈉/硝酸、碳酸鈉/磷酸、偶氮二異丁腈、丁酸肼、甲基肼、甲基苄肼、二乙基亞硝胺、二甲基亞硝胺和N-亞硝基二乙醇胺中的1種或至少2種的組合；所述亞硝酸鈉為密度為1.27-1.32克/立方厘米的亞硝酸鈉水溶液，所述磷酸為密度為1.30-1.32克/立方厘米的磷酸水溶液。
11.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述物理敏化劑選自夾帶氣體的固體微粒。
12.如權利要求11所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述物理敏化劑選自樹脂微球、珍珠岩和玻璃微珠中的1種或至少2種的組合。
13.如權利要求12所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述物理敏化劑為目數在80-150目的珍珠岩。
14.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
無機氧化鹽 | 70-95 |
水 | 5-15 |
油相材料 | 1-10 |
速硬劑 | 0.04-2 |
乳化劑 | 0.5-3 |
物理敏化劑 | 0.03-0.5 |
化學敏化劑 | 0.03-0.5 |
15.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
硝酸鹽 | 70-95 |
水 | 5-15 |
蠟 | 1-4 |
飽和脂肪酸 | 1-3 |
速硬劑 | 0.04-2 |
聚異丁烯丁二亞胺 | 0.5-3 |
化學敏化劑 | 0.05-0.4 |
物理化劑 | 0.05-0.4 |
16.如權利要求1所述的乳化炸藥，其特徵在於，所述乳化炸藥按重量份數包括如下組分：
硝酸銨 | 75-85 |
硝酸鈉 | 5.5-6.5 |
水 | 7.0-8.5 |
半精鍊石蠟 | 1-2 |
晶蠟 | 1-2 |
硬脂酸 | 1-3 |
無水矽酸鈉或氫氧化鈉 | 0.05-0.2 |
聚異丁烯丁二醯亞胺化合物液 | 1.5-2.5 |
亞硝酸鈉水溶 | 0.05-0.1 |
磷酸水溶液 | 0.05-0.1 |
珍珠岩 | 0.1-0.2 |
17.一種如權利要求1-16之一所述的高溫速硬型乳化炸藥的製備方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟：
（1）水相材料配製：取配方量的無機氧化鹽和水，混合溶化得到澄清的水相材料，將水相材料保溫，待用；
（2）油相材料配製：取配方量的油相材料、速硬劑混合溶化，溶化完全後加入配方量的乳化劑，混合溶化，保溫，待用；
（3）乳化：將水相材料和油相材料按比例混入連續乳化器進行乳化，得到乳化基質；
（4）涼藥；
（5）敏化；
（6）裝藥；
（7）藥卷降溫；
（8）裝箱、入庫。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，步驟（1）所述水相材料保溫的溫度為90-130℃；
步驟（2）所述油相材料保溫的溫度為90-130℃；
步驟（4）所述涼藥通過鋼帶涼藥或皮帶過水涼藥，所述涼藥溫度為45-60℃；
步驟（5）所述敏化在二級敏化機中進行，所述敏化過程為將配方量的化學敏化劑混入首級攪拌內攪拌均勻，然後將配方量的物理敏化劑均勻加入二級口，混合均勻後，控制溫度，通過皮帶輸送至裝藥機；所述溫度控制在40-50℃；
步驟（7）所述藥卷降溫中，通過空調風或過水冷卻方式對藥卷進行降溫，藥卷降至35℃以下。
實施方式
- 實施例1
將粉碎後的硝酸銨75千克、5.5千克硝酸鈉及水7千克混合溶化，溫度控制在120±5℃，製成水相溶液；將58號半精鍊石蠟1.5千克、80號微晶蠟1.5千克、硬脂酸1千克、矽酸鈉0.09千克，攪拌加熱熔化完全，最後加熱聚異丁烯丁二醯亞胺類乳化劑1.99千克攪拌加熱至115±5℃，製成油相熔液；將上述水相和油相按93.5∶6.5的比例，由螺桿泵輸送到乳化機內進行乳化，使水相很好的包在油相內，形成油包水型乳化基質；將上述基質通過涼藥將其降至52±3℃；將上述基質通過二級敏化機進行高溫化學物理敏化；將上述敏化後產品通過裝藥機裝藥後，通過冷卻，最後裝箱綑紮入庫。
- 實施例2
將粉碎後的硝酸銨80千克、6千克硝酸鈉及水7.5千克混合溶化，溫度控制在120±5℃，製成水相溶液；將58號半精鍊石蠟1.5千克、80號微晶蠟1千克、硬脂酸1.9千克、矽酸鈉0.1千克，攪拌加熱熔化完全，最後加熱聚異丁烯丁二醯亞胺類乳化劑2千克攪拌加熱至115±5℃，製成油相熔液；將上述水相和油相按93.5∶6.5的比例，由螺桿泵輸送到乳化機內進行乳化，使水相很好的包在油相內，形成油包水型乳化基質；將上述基質通過涼藥將其降至52±3℃；將上述基質通過二級敏化機進行高溫化學物理敏化；將上述敏化後產品通過裝藥機裝藥後，通過冷卻，最後裝箱綑紮入庫。
- 實施例3
將粉碎後的硝酸銨85千克、6.5千克硝酸鈉及水8.5千克混合溶化，溫度控制在120±5℃，製成水相溶液；將58號半精鍊石蠟1千克、80號微晶蠟1千克、硬脂酸2.5千克、矽酸鈉0.2千克，攪拌加熱熔化完全，最後加熱聚異丁烯丁二醯亞胺類乳化劑2.2千克攪拌加熱至115±5℃，製成油相熔液；將上述水相和油相按93.5∶6.5的比例，由螺桿泵輸送到乳化機內進行乳化，使水相很好的包在油相內，形成油包水型乳化基質；將上述基質通過涼藥將其降至52±3℃；將上述基質通過二級敏化機進行高溫化學物理敏化；將上述敏化後產品通過裝藥機裝藥後，通過冷卻，最後裝箱綑紮入庫。
- 實施例4
將粉碎後的硝酸銨65千克、5千克硝酸鉀及水15千克混合溶化，溫度控制在95±5℃，製成水相溶液；將複合蠟2.5千克、蜂蠟2.5千克、棕櫚酸5千克、矽酸鈉2千克，攪拌加熱熔化完全，最後加入聚異丁烯丁二醯亞胺類乳化劑3g攪拌加熱至95±5℃，製成油相熔液；將上述水相和油相按90:5的比例，由螺桿泵輸送到乳化機內進行乳化，使水相很好的包在油相內，形成油包水型乳化基質；將上述基質通過鋼帶涼藥將其降至48±3℃；將上述基質通過二級敏化機進行高溫化學敏化（敏化劑為0.5千克亞硝酸鈉）和物理敏化（敏化劑為0.03千克珍珠岩），敏化溫度為43±3℃；將上述敏化後產品通過裝藥機裝藥後，通過冷卻，最後裝箱綑紮入庫。所述亞硝酸鈉為密度為1.27-1.32克/立方厘米的亞硝酸鈉水溶液和濃度為1.30-1.32克/立方厘米的磷酸水溶液按體積比1:1配製的混合溶液。
- 實施例5
將粉碎後的硝酸銨85千克、10千克硝酸鈉及水5千克混合溶化，溫度控制在125±5℃，製成水相溶液；將地蠟0.5千克、月桂酸0.5千克、矽酸鎂0.02千克、氫氧化鈉0.02千克，攪拌加熱熔化完全，最後加入聚異丁烯丁二醯亞胺乳化劑0.5千克、攪拌加熱至125±5℃，製成油相熔液；將上述水相和油相按95:10的比例，由螺桿泵輸送到乳化機內進行乳化，使水相很好的包在油相內，形成油包水型乳化基質；將上述基質通過鋼帶涼藥將其降至57±3℃；將上述基質通過二級敏化機進行高溫化學敏化和物理敏化（敏化劑為5千克樹脂微球），敏化溫度為47±3℃；將上述敏化後產品通過裝藥機裝藥後，通過冷卻，最後裝箱綑紮入庫。所述化學敏化劑為0.03千克亞硝酸鈉/磷酸的組合。所述亞硝酸鈉/磷酸的組合為密度為1.27-1.32克/立方厘米的亞硝酸鈉水溶液和濃度為1.30-1.32克/立方厘米的磷酸水溶液按體積比1:1配製的混合溶液。
榮譽表彰
2020年7月17日，《一種高溫速硬型乳化炸藥及其製備方法》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。
