首页 / 专利分类库 / 炸药;火柴 / 一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法

一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法

专利类型 发明授权 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN202411257186.9 申请日 2024-09-09
公开(公告)号 CN119118757B 公开(公告)日 2025-04-25
申请人 广东华威化工股份有限公司; 申请人类型 企业
发明人 王云波; 张弦; 李振明; 饶锐; 钟远军; 曾远标; 钟利强; 何作荣; 胡益俊; 黄瑛; 曾明; 第一发明人 王云波
权利人 广东华威化工股份有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 广东华威化工股份有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:广东省 城市 当前专利权人所在城市:广东省梅州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广东省梅州市兴宁市兴合线东莞石碣(兴宁)产业转移工业园 邮编 当前专利权人邮编:514599
主IPC国际分类 C06B23/00 所有IPC国际分类 C06B23/00C06B21/00
专利引用数量 2 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 8 专利文献类型 B
专利代理机构 广东省中源正拓专利代理事务所 专利代理人 李彩玲;
摘要 本 发明 涉及一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法,属于乳化剂技术领域,所述复合乳化剂主要包括如下原料: 丙烯酸 、三乙撑四胺、聚(异丁烯‑alt‑ 马 来酸酐)、山梨醇、N‑羟乙基‑乙二胺、双 氧 水 、维生素C、壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠。本发明选用了山梨醇、聚(异丁烯‑alt‑马来酸酐)和N‑羟乙基‑乙二胺为主要原料,增加了体系的亲水性,以三乙撑四胺和丙烯酸合成的中间料A降低了体系的表面张 力 ,使得乳化剂成品具有优异的乳化效果。还以壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠从降低析晶点和抑制晶核生成入手,协效使采用本发明复合乳化剂制成的乳化炸药具有极好的贮存 稳定性 ,不易析晶和硬化。
权利要求

1.一种适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,所述复合乳化剂包括如下原料:15‑
16.5重量份丙烯酸、30‑33重量份三乙撑四胺、50‑55重量份聚(异丁烯‑alt‑来酸酐)、
8.5‑10重量份山梨醇、3‑3.5重量份N‑羟乙基‑乙二胺、2‑2.2重量份双、0.6‑0.7重量份维生素C、0.1‑0.2重量份壬基酚聚氧乙烯醚(10)、2‑2.5重量份尿素、0.4‑0.5重量份月桂基磺酸钠和100‑105重量份去离子水;
所述复合乳化剂的制备方法包括如下步骤:
S1、将丙烯酸加热,通入氮气,边搅拌边滴加三乙撑四胺控温搅拌,得到中间料A;
S2、将聚(异丁烯‑alt‑马来酸酐)加热,通入氮气,边搅拌边加入山梨醇,控温搅拌,搅拌完成后再控温加入N‑羟乙基‑乙二胺搅拌,得到中间料B;
S3、将中间料A和去离子水混合均匀后加入中间料B一次控温搅拌,搅拌完成后再加入双氧水和维生素C混合均匀并二次控温搅拌,得到中间料C;
S4、将中间料C和壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠控温混合均匀,即得复合乳化剂成品。
2.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,所述双氧水的质量浓度为50%。
3.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S1所述加热为加热至125‑130℃;所述控温搅拌的温度为130‑135℃,时间为3‑4h。
4.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S2所述加热为加热至115‑120℃;所述控温搅拌的温度为135‑140℃,时间为3‑4h。
5.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S2所述再控温加入N‑羟乙基‑乙二胺的搅拌温度为95‑100℃,搅拌时间为2‑2.5h。
6.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S3所述一次控温搅拌的温度为90‑95℃,时间为1‑1.5h。
7.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S3所述二次控温搅拌的温度为60‑65℃,时间为1‑2h。
8.根据权利要求1所述的适用乳化炸药的复合乳化剂,其特征在于,步骤S4所述控温的温度为85‑90℃。

说明书全文

一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于乳化剂技术领域,具体地,涉及一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 在炸药工业中,乳化炸药作为一种重要的工业炸药类型,因其良好的爆炸性能、较低的成本以及对环境的较小影响而得到广泛应用。乳化炸药的核心在于其稳定的乳化体系,而乳化体系中必不可缺的即是乳化剂。然而,传统的乳化剂在制备过程中往往存在颗粒粒径大、分布不均、乳化效率低从而导致使用该乳化剂制备的乳化炸药贮存稳定性不足、易析晶和硬化等现象,这些问题严重影响了乳化炸药的贮存稳定性和爆炸性能。因此,开发一种具有高乳化能还能显著提高乳化炸药的贮存稳定性,使其不易析晶和硬化的复合乳化剂,成为了乳化炸药领域亟待解决的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种适用乳化炸药的复合乳化剂及其制备方法,解决了现有技术中存在的乳化剂其乳化效果欠佳,以及将乳化剂用于制备乳化炸药所得的乳化炸药贮存稳定性欠缺且易析晶和硬化的问题。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
[0005] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂,所述复合乳化剂包括如下原料:
[0006] 丙烯酸、三乙撑四胺、聚(异丁烯‑a l t‑来酸酐)、山梨醇、N‑羟乙基‑乙二胺、双、维生素C、壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素、月桂基磺酸钠和去离子水。
[0007] 进一步地,所述双氧水的质量浓度为50%。
[0008] 进一步地,所述丙烯酸为15‑16.5重量份,三乙撑四胺为30‑33重量份,聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)为50‑55重量份,山梨醇为8.5‑10重量份,N‑羟乙基‑乙二胺为3‑3.5重量份,双氧水为2‑2.2重量份,维生素C为0.6‑0.7重量份,壬基酚聚氧乙烯醚(10)为0.1‑0.2重量份,尿素为2‑2.5重量份,月桂基磺酸钠为0.4‑0.5重量份,去离子水为100‑105重量份。
[0009] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂的制备方法,具体包括如下步骤:
[0010] S1、将丙烯酸加热,通入氮气,边搅拌边滴加三乙撑四胺控温搅拌,得到中间料A;
[0011] S2、将聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)加热,通入氮气,边搅拌边加入山梨醇,控温搅拌,搅拌完成后再控温加入N‑羟乙基‑乙二胺搅拌,得到中间料B;
[0012] S3、将中间料A和去离子水混合均匀后加入中间料B一次控温搅拌,搅拌完成后再加入双氧水和维生素C混合均匀并二次控温搅拌,得到中间料C;
[0013] S4、将中间料C和壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠控温混合均匀,即得复合乳化剂成品。
[0014] 作为本发明的一种优选技术方案,步骤S1所述加热为加热至125‑130℃;所述控温搅拌的温度为130‑135℃,时间为3‑4h。
[0015] 作为本发明的一种优选技术方案,步骤S2所述加热为加热至115‑120℃;所述控温搅拌的温度为135‑140℃,时间为3‑4h;所述再控温加入N‑羟乙基‑乙二胺的搅拌温度为95‑100℃,搅拌时间为2‑2.5h。
[0016] 作为本发明的一种优选技术方案,步骤S3所述一次控温搅拌的温度为90‑95℃,时间为1‑1.5h;所述二次控温搅拌的温度为60‑65℃,时间为1‑2h。
[0017] 作为本发明的一种优选技术方案,步骤S4所述控温的温度为85‑90℃。
[0018] 本发明的有益效果:
[0019] (1)本发明选用了山梨醇、聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)和N‑羟乙基‑乙二胺为主要原料合成了一种颗粒直径小且带有亲水结构的乳化剂,增加了体系的亲水性,使得乳化剂表现出极好的乳化能力,降低了体系的界面张力,使得使用该乳化剂制备的乳胶基质颗粒较小且均匀稳定性更高;在此基础上,还将以三乙撑四胺和丙烯酸合成的中间料A加入体系中,以其引入了酰胺基和胺基,进一步增加了体系的亲水性,更使得乳化剂成品产生分子间氢键,进而降低了体系的表面张力,使得乳化剂成品具有优异的乳化效果。
[0020] (2)本发明以壬基酚聚氧乙烯醚(10)吸引乳化炸药必备成分中的铵根离子,使得与硝酸根结合的铵根离子减少从而降低了水相析晶点;以尿素与乳化炸药中的成分形成低共熔点混合物,进一步降低了水相析晶点;在此基础上还以月桂基磺酸钠影响晶体的生长和聚集从而抑制晶核的生成;即壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠三者分别从降低析晶点和抑制晶核生成入手,协效使采用本发明制得的复合乳化剂成品制成的乳化炸药具有极好的贮存稳定性,不易析晶和硬化。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0022] 本发明实施例所用的聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)购于默克(Merck);后续不再赘述。
[0023] 实施例1
[0024] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂,所述复合乳化剂包括如下重量份原料:
[0025]
[0026]
[0027] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂的制备方法,具体包括如下步骤:
[0028] S1、将丙烯酸加热至125℃,通入氮气,边搅拌边滴加三乙撑四胺控温135℃搅拌3h,得到中间料A;
[0029] S2、将聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)加热至118℃,通入氮气,边搅拌边加入山梨醇,控温135℃搅拌3h,搅拌完成后再控温100℃加入N‑羟乙基‑乙二胺搅拌2h,得到中间料B;
[0030] S3、将中间料A和去离子水混合均匀后加入中间料B控温93℃搅拌1h,搅拌完成后再加入双氧水和维生素C混合均匀并控温65℃搅拌1h,得到中间料C;
[0031] S4、将中间料C和壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠控温87℃混合均匀,即得复合乳化剂成品。
[0032] 实施例2
[0033] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂,所述复合乳化剂包括如下重量份原料:
[0034]
[0035]
[0036] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂的制备方法,具体包括如下步骤:
[0037] S1、将丙烯酸加热至128℃,通入氮气,边搅拌边滴加三乙撑四胺控温130℃搅拌3h,得到中间料A;
[0038] S2、将聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)加热至185℃,通入氮气,边搅拌边加入山梨醇,控温140℃搅拌3.5h,搅拌完成后再控温95℃加入N‑羟乙基‑乙二胺搅拌2h,得到中间料B;
[0039] S3、将中间料A和去离子水混合均匀后加入中间料B控温90℃搅拌1h,搅拌完成后再加入双氧水和维生素C混合均匀并控温60℃搅拌2h,得到中间料C;
[0040] S4、将中间料C和壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠控温85℃混合均匀,即得复合乳化剂成品。
[0041] 实施例3
[0042] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂,所述复合乳化剂包括如下重量份原料:
[0043]
[0044]
[0045] 一种适用乳化炸药的复合乳化剂的制备方法,具体包括如下步骤:
[0046] S1、将丙烯酸加热至130℃,通入氮气,边搅拌边滴加三乙撑四胺控温132℃搅拌4h,得到中间料A;
[0047] S2、将聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)加热至120℃,通入氮气,边搅拌边加入山梨醇,控温138℃搅拌4h,搅拌完成后再控温98℃加入N‑羟乙基‑乙二胺搅拌2.5h,得到中间料B;
[0048] S3、将中间料A和去离子水混合均匀后加入中间料B控温95℃搅拌1.5h,搅拌完成后再加入双氧水和维生素C混合均匀并控温63℃搅拌1h,得到中间料C;
[0049] S4、将中间料C和壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠控温90℃混合均匀,即得复合乳化剂成品。
[0050] 对比例1
[0051] 与实施例1相比,区别在于,将对比例1中的聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)替换为聚异丁烯丁二酸酐,其余操作步骤和参数均不变。
[0052] 对比例2
[0053] 与实施例1相比,区别在于,将对比例2中的N‑羟乙基‑乙二胺替换为乙二胺,其余操作步骤和参数均不变。
[0054] 对比例3
[0055] 与实施例1相比,区别在于,对比例3中不添加中间料A,其余操作步骤和参数均不变。
[0056] 对比例4
[0057] 与实施例1相比,区别在于,对比例4中不添加壬基酚聚氧乙烯醚(10),而尿素为2.07重量份,月桂基磺酸钠为0.53重量份,其余操作步骤和参数均不变。
[0058] 对比例5
[0059] 与实施例1相比,区别在于,对比例5中不添加尿素,而壬基酚聚氧乙烯醚(10)为1.15重量份,月桂基磺酸钠为1.45重量份,其余操作步骤和参数均不变。
[0060] 对比例6
[0061] 与实施例1相比,区别在于,对比例6中不添加月桂基磺酸钠,而壬基酚聚氧乙烯醚(10)为0.38重量份,尿素为2.22重量份,其余操作步骤和参数均不变。
[0062] 测试例1
[0063] 乳化力测试:采用量筒法测定乳化力,以实施例1‑3和对比例1‑3制得的复合乳化剂成品作为试样。具体地,选用松节油作为油相材料,准确称取0.1g试样溶解在50mL油相中,转移到100mL具塞量筒内,再用移液管吸取50mL蒸馏水于同一量筒内,用手捏紧玻璃塞,上下猛烈振动后,立即用秒表记录时间,水油两相逐渐分开,油相徐徐出现,记录油相分出10mL的时间,作为乳化力的相对比较,乳化力愈强则时间也愈长;其结果如表1所示。
[0064] 表1
[0065]
[0066]
[0067] 由表1可以看出,本发明制得的乳化剂成品具有优异的乳化效果。是因为,本发明选用了山梨醇、聚(异丁烯‑a l t‑马来酸酐)和N‑羟乙基‑乙二胺为主要原料,体系中带有亲水结构,增加了体系的亲水性,在此基础上,还将以三乙撑四胺和丙烯酸合成的中间料A加入体系中,以其引入了酰胺基和胺基,进一步协助增加了体系的亲水性,更使得乳化剂成品产生分子间氢键,进而降低了体系的表面张力,使得乳化剂成品具有优异的乳化效果。
[0068] 测试例2
[0069] 通过高低温循环实验后的析晶、硬化情况以及爆速反映采用本发明制得的复合乳化剂成品制成的乳化炸药的贮存稳定性。
[0070] 乳化基质配方为:复合乳化剂,1.0%;复合蜡,5%;水,10.0%;硝酸钠,10.0%;硝酸铵,74.0%;其中,所述复合乳化剂分别为实施例1‑3和对比例4‑6制得的复合乳化剂成品。
[0071] 乳化基质的制备:将复合乳化剂、复合蜡控温95℃加热熔化形成油相材料,将硝酸钠和硝酸铵加入水中控温95℃溶解形成水相材料;将水相材料加入到油相材料中,控速550r/min搅拌均匀,再控速1500r/min搅拌60s后,得到乳化基质。
[0072] 乳化炸药的制备:向上述乳化基质中加入空心玻璃微球,搅拌均匀,即为乳化炸药;
[0073] 所述乳化基质和空心玻璃微球的质量比为1:0.015。
[0074] (1)析晶及硬化情况:将制备的乳化炸药置于培养皿中,加盖密封,然后依次置于箱和烘箱中进行高低温循环实验,实验条件为高温50℃恒温6h,然后再放入低温‑20℃恒温6h,每1h为一循环。经过高低温循环后观察硝酸铵及硝酸钠析晶情况及硬化情况;其结果如表2所示。
[0075] (2)高低温循环20次的爆速测试:以高低温循环实验的次数来表征乳化炸药的储存稳定性,10个高低循环相当于自然期180天,通过高低温循环试验来检测乳化炸药随时间的变化情况及乳化炸药的储存稳定性,相同循环次数内爆速越大则表示稳定性好;试验方法如下:
[0076] 把乳化炸药至于50℃的恒温箱里8h,然后再放入‑15℃冰箱里冷冻14h,如此往复循环进行20次高低温循环实验;其结果如表3所示。
[0077] 表2
[0078]
[0079] 表3
[0080]   爆速(m/s)实施例1 4895
实施例2 4627
实施例3 4749
对比例4 4031
对比例5 4110
对比例6 4198
[0081] 由表2可以看出,采用本发明制得的复合乳化剂成品制成的乳化炸药不易析晶和硬化;由表3可以看出,采用本发明制得的复合乳化剂成品制成的乳化炸药在20次高低温循环后其仍具有较高爆速,表明本发明制得的复合乳化剂成品有极好的贮存稳定性。是因为,本发明加入了壬基酚聚氧乙烯醚(10)、尿素和月桂基磺酸钠,三者分别从降低析晶点和抑制晶核生成入手,协效使采用本发明制得的复合乳化剂成品制成的乳化炸药具有极好的贮存稳定性,不易析晶和硬化。
[0082] 在说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0083] 以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
QQ群二维码
意见反馈