首页 / 专利分类库 / 炸药;火柴 / 复合敏化剂及其制备方法和混装乳化炸药的制备方法

复合敏化剂及其制备方法和混装乳化炸药的制备方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开;
专利有效性 公开 当前状态 公开
申请号 CN202510055857.1 申请日 2025-01-14
公开(公告)号 CN119841695A 公开(公告)日 2025-04-18
申请人 北京奥信化工科技发展有限责任公司; 申请人类型 企业
发明人 侯兴明; 唐梁; 李昊; 孟祥良; 李传增; 潘朝蓬; 第一发明人 侯兴明
权利人 北京奥信化工科技发展有限责任公司 权利人类型 企业
当前权利人 北京奥信化工科技发展有限责任公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:北京市 城市 当前专利权人所在城市:北京市石景山区
具体地址 当前专利权人所在详细地址:北京市石景山区政达路6号院3号楼14层1401-1404 邮编 当前专利权人邮编:100040
主IPC国际分类 C06B23/00 所有IPC国际分类 C06B23/00C06B31/28C06B21/00C06D5/10
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理有限公司 专利代理人 郑万芳;
摘要 本 发明 公开了一种用于混装乳化炸药的复合敏化剂,包括以下 质量 分数的组分:亚 硝酸 钠20~25%、氟化 石墨 微球10~12%、发泡剂2~5%,剩余为 水 。此复合敏化剂具有低温敏化效果良好的有益效果。复合敏化剂的制备方法,制备方法简单、易操作。本发明还公开了一种混装乳化炸药的制备方法,包括以下步骤:将水加热至50~65℃,加入硝酸铵、硝酸 钙 并搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;将机油、乳化剂和柴油混合均匀后,加热至65℃,得到油相,将油相和水相混合并进行乳化,得到乳化基质;待乳化基质冷却至15℃~35℃时,加入复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药。本发明制备得到的混装乳化炸药,具有良好的爆轰性能以及长期储存 稳定性 。
权利要求

1.用于混装乳化炸药的复合敏化剂,其特征在于,包括以下质量分数的组分:亚硝酸
20 25%、氟化石墨微球10 12%、发泡剂2 5%,剩余为
~ ~ ~
2.如权利要求1所述的用于混装乳化炸药的复合敏化剂,其特征在于,所述发泡剂包括以下质量分数的组分:硫酸锌20 30%,硫氰酸钠70 80%。
~ ~
3.如权利要求1所述的用于混装乳化炸药的复合敏化剂,其特征在于,所述氟化石墨微球的氟比大于1。
4.如权利要求1 3任一项所述的用于混装乳化炸药的复合敏化剂的制备方法,其特征~
在于,包括以下步骤:
S1、将水加热至30 50℃,在50 100 r/min的转速持续搅拌下,加入亚硝酸钠并使其溶~ ~
解,形成混合液A;
S2、维持30 50℃温度,将氟化石墨微球于混合液A中浸泡24 48 h,得到混合液B;
~ ~
S3、混合液B冷却至室温后,加入发泡剂,以20 50 r/min的转速搅拌10 20 min,得到复~ ~
合敏化剂。
5.混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将水加热至50 65℃,加入硝酸铵、硝酸并搅拌溶解后,升温至65℃,得到水~
相;
步骤二、将机油、乳化剂和柴油混合均匀后,加热至65℃,得到油相,
步骤三、将油相和水相混合并进行乳化,得到乳化基质;
步骤四、待乳化基质冷却至15℃ 35℃时,加入复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸~
药,其中,所述复合敏化剂为权利要求1 4任一项所述的复合敏化剂。
~
6.如权利要求5所述的混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,所述乳化基质包括以下质量分数的组分:硝酸铵55 65%、硝酸钙10 25%、水17 19%、乳化剂1 2%、机油0.5 1%、柴油~ ~ ~ ~ ~
3.5 5%。
~
7.如权利要求6所述的混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,所述乳化剂为聚异丁烯基丁二酸酐、聚山梨酯80、司盘80中的任意一种。
8.如权利要求5所述的混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,步骤三中所述油相和所述水相的乳化采用静态乳化方式,乳化压为0.6 0.8 MPa,乳化时间为8 12 min。
~ ~
9.如权利要求5所述的混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,步骤四中所述复合敏化剂与所述乳化基质的质量比为1 2:5。
~
10.如权利要求5所述的混装乳化炸药的制备方法,其特征在于,混装乳化炸药的密度
3
为1.22 1.25 g/cm。
~

说明书全文

复合敏化剂及其制备方法和混装乳化炸药的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及乳化炸药敏化技术领域。更具体地说,本发明涉及一种复合敏化剂及其制备方法和混装乳化炸药的制备方法。

背景技术

[0002] 混装乳化炸药适用于矿山地下开采的爆破作业,如井下巷道掘进和地下矿小断面采矿等,可减少成品炸药的运输和储存险,提高井下爆破作业的安全性。
[0003] 混装乳化炸药由乳化基质、敏化剂等成分构成,敏化剂的作用在于向乳化基质中引入微小气泡,以调整炸药的密度能量。目前引入均匀微小气泡的方法,一是物理引入,掺入含气泡如珍珠岩、玻璃微球一样的微孔材料,利用微孔材料的空穴内气体,在引爆药作用下绝热压缩形成“热点”,实现敏化;二是化学敏化,向乳化基质中加入化学材料,使之在冷却混拌过程中发生化学反应放出气体,滞留在内形成气泡,并均匀分布在乳化基质中,从而达到敏化目的。
[0004] 当前使用的敏化剂存在诸多问题,如膨胀珍珠岩作为广泛应用的物理敏化剂,但乳化炸药爆轰性能不尽人意;有机化学敏化剂发泡质量好却易燃,夏季高温时,国内用发泡剂H的炸药生产多次自燃,安全风险巨大;无机化学敏化剂虽发泡快、气泡大,但敏化质量难控,容易因气泡分布不均引发局部能量异常。
[0005] 因此,开发一种具有优良敏化效果、能提升乳化炸药爆轰性能指标且安全性能高的敏化剂,对乳化炸药技术进步具有极其重要的意义。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是提供了一种用于混装乳化炸药的复合敏化剂,包括以下质量分数的组分:亚硝酸钠20 25%、氟化石墨微球10 12%、发泡剂2 5%,剩余为。~ ~ ~
[0007] 优选的是,所述发泡剂包括以下质量分数的组分:硫酸锌20 30%,硫氰酸钠70~ ~80%。
[0008] 优选的是,所述氟化石墨微球的氟比大于1。
[0009] 提供用于混装乳化炸药的复合敏化剂的制备方法,包括以下步骤:S1、将水加热至30 50℃,在50 100 r/min的转速持续搅拌下,加入亚硝酸钠并使~ ~
其溶解,形成混合液A;
S2、维持30 50℃温度,将氟化石墨微球于混合液A中浸泡24 48 h,得到混合液B;
~ ~
S3、混合液B冷却至室温后,加入发泡剂,以20 50 r/min的转速搅拌10 20 min,得~ ~
到复合敏化剂。
[0010] 提供一种混装乳化炸药的制备方法,包括以下步骤:步骤一、将水加热至50 65℃,加入硝酸铵、硝酸并搅拌溶解后,升温至65℃,得~
到水相;
步骤二、将机油、乳化剂和柴油混合均匀后,加热至65℃,得到油相,
步骤三、将油相和水相混合并进行乳化,得到乳化基质;
步骤四、待乳化基质冷却至15℃ 35℃时,加入复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳~
化炸药,其中,所述复合敏化剂为包括亚硝酸钠20 25%、氟化石墨微球10 12%、发泡剂2 5%,~ ~ ~
剩余为水的复合敏化剂。
[0011] 优选的是,所述乳化基质包括以下质量分数的组分:硝酸铵55 65%、硝酸钙10~ ~25%、水17 19%、乳化剂1 2%、机油0.5 1%、柴油3.5 5%。
~ ~ ~ ~
[0012] 优选的是,所述乳化剂为聚异丁烯基丁二酸酐、聚山梨酯80、司盘80中的任意一种。
[0013] 优选的是,步骤三中所述油相和所述水相的乳化采用静态乳化方式,乳化压为0.6 0.8 MPa,乳化时间为8 12 min。
~ ~
[0014] 优选的是,步骤四中所述复合敏化剂与所述乳化基质的质量比为1 2:5。~
[0015] 优选的是,混装乳化炸药的密度为1.22 1.25 g/cm3。~
[0016] 本发明至少包括以下有益效果:第一、本发明通过利用氟化石墨微球与亚硝酸钠、发泡剂组合形成的复合敏化剂,有助于提高混装乳化炸药的爆轰性能。
[0017] 第二、本发明通过具有高氟碳比的氟化石墨微球与亚硝酸钠、发泡剂等制备得到的复合敏化剂,有助于提升混装乳化炸药的长期储存稳定性
[0018] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0020] 需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
[0021] 氟化石墨微球,又称氟化石墨(微球),购自湖北卓熙氟化股份有限公司,粒度为250目,氟化石墨微球的氟碳比是指氟原子与碳原子的比值。
[0022] <实施例1>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将45 g水加热至50℃,依次加入165 g硝酸铵、75 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将1.5 g机油、3 g异丁烯基丁二酸酐和10.5 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.6 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至15℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为1:5,加入60 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将68 g水加热至30℃,在50 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入20 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持30℃,将10 g氟化石墨微球加入混合液A中,浸泡24 h,得到混合液B,其中,氟化石墨微球的氟碳比为1.01;
S3:待混合液B自然冷却至室温后,加入由0.4 g硫酸锌、1.6 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以20 r/min的转速搅拌20 min,得到复合敏化剂。
[0023] <实施例2>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将47.1 g水加热至60℃,依次加入180 g硝酸铵、54 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将2.4 g机油、4.5 g异丁烯基丁二酸酐和12 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.7 MPa,乳化时间为8 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至25℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为1.5:5,加入90 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将64 g水加热至30℃,在70 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入22 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持40℃,将11 g氟化石墨微球加入混合液A中,浸泡36 h,得到混合液B,其中,氟化石墨微球的氟碳比为1.06;
S3:待混合液B自然冷却至室温后,加入由0.75 g硫酸锌、2.25 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以30r/min的转速搅拌15 min,得到复合敏化剂。
[0024] <实施例3>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将51 g水加热至60℃,依次加入195 g硝酸铵、30 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将3 g机油、6 g异丁烯基丁二酸酐和15 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.8 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至35℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为2:5,加入120 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将58 g水加热至50℃,在100 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入25 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持50℃,将12 g氟化石墨微球加入混合液A中,浸泡48 h,得到混合液B,其中,氟化石墨微球的氟碳比为1.1;
S3:待混合液B自然冷却至室温后,加入由1.5 g硫酸锌、3.5 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以50 r/min的转速搅拌10 min,得到复合敏化剂。
[0025] <空白组>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将51 g水加热至60℃,依次加入195 g硝酸铵、30 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将3 g机油、6 g异丁烯基丁二酸酐和15 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.8 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至15℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为2:5,加入120 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将60 g水加热至50℃,在100 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入25 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S3:待混合液A自然冷却至室温后,加入由1.5 g硫酸锌、3.5 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以50 r/min的转速搅拌10 min,得到复合敏化剂。
[0026] 实施例1 3制备的混装乳化炸药在15 35℃下发泡30 40 min后密度稳定,无发泡~ ~ ~后效。
[0027] <性能测试一>对实施例1 3、空白组所制备的混装乳化炸药的密度分别进行3次重复测量,取平~
均值,密度结果如下表1所示;
分别参照GB/T13228‑2015标准、GB/T12440‑1990标准、GB/T12438‑1990标准测试实施例1 3、空白组制备的混装乳化炸药的爆速、猛度、殉爆距离的爆轰性测试,结果如下表~
1所示:
表1 各组混装乳化炸药的性能测试结果
根据表1数据可知,添加了氟化石墨微球的实施例1 3的混装乳化炸药在密度、爆~
速、猛度和殉爆距离等关键性能上均优于未添加氟化石墨微球的空白组,说明氟化石墨微球能有效提升混装乳化炸药的性能。
[0028] <对比例1>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将51 g水加热至60℃,依次加入195 g硝酸铵、30 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将3 g机油、6 g异丁烯基丁二酸酐和15 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.8 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至15℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为2:5,加入120 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将58 g水加热至50℃,在100 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入25 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持50℃,将12 g膨胀珍珠岩加入混合液A中,浸泡48 h,得到混合液B,其中,膨胀珍珠岩的粒度为80目;
S3:待混合液B自然冷却至室温后,加入由1.5 g硫酸锌、3.5 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以50 r/min的转速搅拌10 min,得到复合敏化剂。
[0029] <对比例2>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将51 g水加热至60℃,依次加入195 g硝酸铵、30 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将3 g机油、6 g异丁烯基丁二酸酐和15 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.8 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至35℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为2:5,加入120 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将58 g水加热至50℃,在100 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入25 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持50℃,将12 g氟化石墨微球加入混合液A中,浸泡48 h,得到混合液B,其中,氟化石墨微球的氟碳比为0.88;
S3:待混合液B自然冷却至室温后,加入由1.5 g硫酸锌、3.5 g硫氰酸钠组成的发泡剂,以50 r/min的转速搅拌10 min,得到复合敏化剂。
[0030] <对比例3>混装乳化炸药的制备方法包括以下步骤:
步骤一:将51 g水加热至60℃,依次加入195 g硝酸铵、30 g硝酸钙,搅拌其充分搅拌溶解后,升温至65℃,得到水相;
步骤二:将3 g机油、6 g异丁烯基丁二酸酐和15 g柴油混合均匀并加热至65℃,得到油相;
步骤三:采用静态乳化方式,将油相和水相混合,控制乳化压力为0.8 MPa,乳化时间为12 min,使两者充分混合乳化,得到乳化基质;
步骤四:待乳化基质冷却至35℃时,按照复合敏化剂与乳化基质质量比为2:5,加入120 g复合敏化剂,搅拌均匀,得到混装乳化炸药;
其中,所述复合敏化剂的制备方法包括以下步骤:
S1:将58 g水加热至50℃,在100 r/min的转速持续搅拌下,缓慢加入25 g亚硝酸钠,持续搅拌直至亚硝酸钠完全溶解,形成混合液A;
S2:维持50℃,将12 g氟化石墨微球、由1.5 g硫酸锌、3.5 g硫氰酸钠组成的发泡剂加入混合液A中,以50 r/min的转速搅拌10 min,得到复合敏化剂,其中,氟化石墨微球的氟碳比为1.1。
[0031] <性能测试二>分别检测实施例3、空白组、对比例1 3制备的混装乳化炸药的密度、爆速、猛度、殉~
爆距离以及储存稳定性,结果如下2和表3所示;
其中,储存稳定性的测试如下:
通常乳化炸药的储存稳定性以高低温循环实验的次数来表征: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,循环次数高则表示乳化炸药稳定性好。
[0032] 具体操作步骤:先把各组混装乳化炸药放在50℃的恒温箱里8 h,然后再放入‑15℃箱里冷冻14 h,如此循环,往复多次,直至混装乳化炸药拒爆为止。
[0033] 表2 混装乳化炸药的性能测试结果表3 各组混装乳化炸药的储存稳定性测试结果
根据表2数据可知,对比例1制备的混装乳化炸药的爆轰性能优于空白组,但差于实施例3、对比例2,说明膨胀珍珠石岩与亚硝酸钠、发泡剂组成的复合敏化剂对于乳化基质的敏化效果不如包括氟化石墨微球复合敏化剂;对比例2的爆轰性能与实施例3的爆轰性能相差不大,说明不同氟碳比的氟化石墨微球对于混装乳化炸药的爆轰性能的影响不明显;
对比例3的爆轰性能明显不如实施例3的爆轰性能,说明氟化石墨微球与亚硝酸钠、发泡剂混合的方式,能显著影响混装乳化炸药的爆轰性能。
[0034] 根据表3数据可知,实施例3制备的混装乳化炸药经过20次高低温循环后(相当于自然贮存期360天),爆速为5739 m/s,仍能够保持90%以上的爆速,而空白组、对比例1 3的~混装乳化炸药经过20次高低温循环后,爆速均有大幅度下降,分别降至初始爆速的69.7%、
73.4%、71.9%、83.6%,由此可见,本发明制得的混装乳化炸药具有长期储存稳定性,并且对比例2的储存稳定性显著低于实施例3,说明具有高氟碳比的氟化石墨微球能有效提升混装乳化炸药的稳定性。
[0035] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
QQ群二维码
意见反馈