水包油型粉状乳化炸药及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种水包油型粉状乳化炸药，含有以质量百分比表示的组分：硝酸铵84～95、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水0.1～0.5；其中硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成氧化剂水相溶液，有机油相材料组成可燃物油相溶液，本发明还公开了该炸药的制备方法及用途，首先将硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成的混合物加热溶解并升温，形成氧化剂水相溶液；然后将有机油相材料加热熔化升温，形成油相可燃剂溶液，接着将油相可燃剂溶液加入到搅拌着的氧化剂水相溶液中，乳化成水包油型乳胶后经负压干燥制成水包油型粉状乳化炸药；将制得的炸药经冷风冷却后装药。该炸药爆炸性能优良，含水量低，制备方法简单，产率高，有很好的市场前景。

权利要求

1.一种水包油型粉状乳化炸药，其特征在于：它含有以质量百分比表示的下列组分：硝酸铵84～95、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水0.1～0.5组成；其中硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成了水相氧化剂溶液，有机油相材料组成了油相可燃剂溶液。

2.据权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药，其特征在于该炸药是一种具有水包油型微观乳化结构的炸药。

3.据权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药，其特征在于该炸药的有机油相材料为复合腊或复合腊与氯化石蜡的混合物。

4.据权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药，其特征在于乳化剂为水包油型表面活性剂。

5.据权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药，其特征在于消焰剂为氯化钾、氯化钠或两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药的用途，其特征在于：将含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于存在瓦斯爆炸危险的特种爆破作业场所；将不含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于普通爆破作业场所。

7.一种制备权利要求1所述的水包油型粉状乳化炸药的方法，其特征在于其制造方法包括如下步骤：第一步，将硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成的混合物加热溶解并升温，形成氧化剂水相溶液；

第二步，将有机油相材料加热熔化升温，形成油相可燃剂溶液

第三步，将油相可燃剂溶液加入到搅拌着的氧化剂水相溶液中，乳化成水包油型乳胶；

第四步，将第三步制得的水包油型乳胶经负压干燥制成水包油型粉状乳化炸药；

第五步，将第四步制得的水包油型粉状乳化炸药经冷风冷却后装药。

8.根据权利要求7所述的制备水包油型粉状乳化炸药的方法，其特征在于：以质量百分比表示的下列原料组分：硝酸铵77～91、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水4.8～12.6。

9.根据权利要求7所述的制备水包油型粉状乳化炸药的方法，其特征在于：将硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成的混合物加热溶解并升温至100～135℃，形成氧化剂水相溶液；将有机油相材料加热熔化升温至100～125℃，形成可燃物油相溶液。

10.根据权利要求7所述的制备水包油型粉状乳化炸药的方法，其特征在于：对制备成的水包油型乳胶进行负压脱水干燥，然后用冷风冷却干燥的颗粒，得到水包油型乳化炸药。

说明书

技术领域

本发明涉及一种炸药及其制造方法和用途，特别是一种具有水包油型乳液结构的粉状乳化炸药及其制造方法和用途。

背景技术

通常的乳化炸药是以氧化剂相为分散相，有机燃料为连续相的油包水型乳胶体，一般具有非常高的粘度，该种乳化炸药的关键乳化工序是在小间隙、高速旋转的乳化器中完成的，存在严重的安全隐患。将乳化炸药制成粉状产品是提高其爆炸性能的有效办法，如中国专利ZL 03 1 3 1 865.7提出了一种粉状乳化炸药及其制备方法，该方法首先将水相和油相制成粘稠的油包水型乳胶，然后采用喷雾干燥的方法将乳胶制成岩石粉状乳化炸药。该炸药具有较好的爆炸性能，但乳化器的线速度较高，油包水型乳胶体的粘度较大，需要配置专门的螺杆泵在较高的压力下输送炸药乳胶体，在喷雾制粉阶段需要消耗大量的压缩空气和除湿后的干燥空气，这样不仅增加了投资成本，而且能耗较高。另外，最终产品中含有2～3％的水分，如果原材料的质量出现波动，炸药在存放过程中容易发生结块、失效现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种爆炸性能优良，含水量低，产品贮存稳定，能耗小的粉状乳化炸药及其制造方法以及该炸药的用途。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种水包油型粉状乳化炸药，它含有以质量百分比表示的下列组分：硝酸铵84～95、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水0.1～0.5组成；其中硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成了水相氧化剂溶液，有机油相材料组成了油相可燃剂溶液。
一种水包油型粉状乳化炸药的用途，将含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于存在瓦斯爆炸危险的特种爆破作业场所。
一种水包油型粉状乳化炸药的用途，将不含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于普通爆破作业场所。
一种水包油型粉状乳化炸药的制备方法，首先将硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成的混合物加热溶解并升温，形成氧化剂水相溶液；然后将有机油相材料加热熔化升温，形成油相可燃剂溶液；接着将油相可燃剂溶液加入到搅拌着的氧化剂水相溶液中，乳化成水包油型乳胶；再将制得的水包油型乳胶经负压干燥制成水包油型粉状乳化炸药；最后将制得的水包油型粉状乳化炸药经冷风冷却后装药。
本发明与现有技术相比，其显著特点是：1、炸药中的每个固态颗粒中的氧化剂与可燃物高度均匀混合，具有水包油型乳化微观结构，因此粉状乳化炸药具有优良的爆炸性能；2、炸药中的水分含量不超过0.5％，具有优良的抗结块性；3、炸药体系中采用的乳化剂具有较高的成乳能力，只需轻度搅拌即可将有机油相乳化分散到氧化剂水相中，大大提高了乳化工艺过程的本质安全性；4、配方简单，降低了炸药成本；5、负压干燥工艺，显著降低了能耗；6、采用连续的管道式气流冷却工艺，冷却效果好，产品可以直接装药；7、该炸药可在高瓦斯含量的井下进行爆破作业；8、该炸药没有通常粉状炸药中含有的TNT，因此彻底消除了TNT对人体和环境的危害。

附图说明

图1为本发明的水包油型粉状乳化炸药制备方法的工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明公开了一种水包油型粉状乳化炸药，它含有以质量百分比表示的下列组分：硝酸铵84～95、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水0.1～0.5组成；其中硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成了水相氧化剂溶液，有机油相材料组成了油相可燃剂溶液。
该水包油型粉状乳化炸药的油相材料为复合腊或复合腊和氯化石蜡的混合物；乳化剂为水包油型表面活性剂；消焰剂为氯化钾、氯化钠或两者的混合物。
本发明还公开了一种水包油型粉状乳化炸药的用途，将含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于存在瓦斯爆炸危险的特种爆破作业场所；将不含有消焰剂组分的水包油型粉状乳化炸药用于普通爆破作业场所。
结合图1，本发明还公开了一种制备水包油型粉状乳化炸药的方法，该方法包括如下步骤：首先将硝酸铵、消焰剂、乳化剂和水组成的混合物加热溶解并升温至100～135℃，形成氧化剂水相溶液；然后将有机油相材料加热熔化升温至100～125℃，形成油相可燃剂溶液，接着将油相可燃剂溶液加入到搅拌着的氧化剂水相溶液中，乳化成水包油型乳胶；对制备成的水包油型乳胶进行负压脱水干燥，然后用冷风冷却干燥的颗粒，得到水包油型乳化炸药；最后将制得的水包油型粉状乳化炸药经冷风冷却后装药。制备过程中以质量百分比表示的下列原料组分：硝酸铵77～91、消焰剂0～11.5、有机油相材料4～6、乳化剂0.01～0.5、水4.8～12.6。
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵87.6、乳化剂(表面活性剂BS-12)0.01，水7.99，复合蜡4.4。按照上述配比准确称量硝酸铵438公斤，乳化剂0.05公斤、水39.95公斤，复合蜡22公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、乳化剂和水加热溶解并升温至113℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至125℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵95.1、乳化剂0.01，水0.09，复合蜡4.8。测得爆炸性能为：爆速4250m/s，猛度16.2mm，作功能力362ml，殉爆距离10cm。
实施例2以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵81.9、乳化剂(木质素磺酸季铵盐)0.1，水12.6，复合蜡5.4。按照上述配比准确称量硝酸铵409.5公斤，乳化剂0.5公斤、水63公斤，复合蜡27公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、乳化剂和水加热溶解并升温至100℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至105℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵93.4、乳化剂0.1，水0.3，复合蜡6.2。测得爆炸性能为：爆速4160m/s，猛度16.8mm，作功能力346ml，殉爆距离12cm。
实施例3以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵81.9、乳化剂(表面活性剂BS-12)0.3，水12.6，复合蜡5.2。按照上述配比准确称量硝酸铵409.5公斤，乳化剂1.5公斤、水63公斤，复合蜡26公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、乳化剂和水加热溶解并升温至100℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至105℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵93.4、乳化剂0.3，水0.3，复合蜡6.0。测得爆炸性能为：爆速4190m/s，猛度16.0mm，作功能力351ml，殉爆距离12cm。
实施例4以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵85.9、乳化剂(表面活性剂BS-12)0.5，水8.6，复合蜡5.0。按照上述配比准确称量硝酸铵429.5公斤，乳化剂2.5公斤、水43公斤，复合蜡25公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、乳化剂和水加热溶解并升温至110℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至105℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵93.8、乳化剂0.5，水0.2，复合蜡5.5。测得爆炸性能为：爆速4206m/s，猛度16.5mm，作功能力363ml，殉爆距离12cm。
实施例5以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵91、乳化剂(月桂基咪唑啉Empigen CDL90)0.2，水4.8，复合蜡3，氯化石蜡1。按照上述配比准确称量硝酸铵455公斤，乳化剂1.0公斤、水24公斤，复合蜡15公斤，氯化石蜡5公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、氯化钠、乳化剂和水加热溶解并升温至135℃；第二步将复合蜡和氯化石蜡加热熔化并升温至115℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵95.6、乳化剂0.2，水0.1，复合蜡3.1，氯化石蜡1.0。测得爆炸性能为：爆速4260m/s，猛度16.8mm，作功能力362ml，殉爆距离12cm。
实施例6以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵87、乳化剂(月桂基咪唑啉Empigen CDL90)0.2，氯化钠4，水4.8，复合蜡3，氯化石蜡1。按照上述配比准确称量硝酸铵435公斤，乳化剂1.0公斤，氯化钠20公斤，水24公斤，复合蜡15公斤，氯化石蜡5公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、氯化钠、乳化剂和水加热溶解并升温至125℃；第二步将复合蜡和氯化石蜡加热熔化并升温至115℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵91.1、乳化剂0.2，水0.3，氯化钠4.2，复合蜡3.1，氯化石蜡1.0。测得爆炸性能为：爆速3960m/s，猛度15.7mm，作功能力312ml，殉爆距离10cm，可燃气安全度达到一级煤矿许用的安全标准。
实施例7以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵83、乳化剂(月桂基咪唑啉Empigen CDL90)0.5，氯化钾6，水4.8，复合蜡5.7。按照上述配比准确称量硝酸铵415公斤，乳化剂2.5公斤、氯化钾30公斤、水24公斤，复合蜡28.5公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、氯化钾、乳化剂和水加热溶解并升温至125℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至125℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的水包油型乳液混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵86.7、乳化剂0.5，水0.5，氯化钾6.3，复合蜡6.0。测得爆炸性能为：爆速3820m/s，猛度14.9mm，作功能力298ml，殉爆距离8cm，可燃气安全度达到二级煤矿许用的安全标准。
实施例8以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵77、乳化剂(两性咪唑啉)0.25，氯化钾9.5，水8.25，复合蜡4，氯化石蜡1。按照上述配比准确称量硝酸铵385公斤，乳化剂1.25公斤、氯化钾47.5公斤、水41.25公斤，复合蜡20公斤，氯化石蜡5公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、氯化钾、乳化剂和水加热溶解并升温至110℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至110℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵83.6、乳化剂0.3，水0.4，氯化钾10.3，复合蜡4.3，氯化石蜡1.1。测得爆炸性能为：爆速3630m/s，猛度14.2mm，作功能力288ml，殉爆距离8cm，可燃气安全度达到三级煤矿许用的安全标准。
实施例9以制取500公斤水包油型粉状乳化炸药为例，选择各组分的质量百分数为：硝酸铵77、乳化剂(表面活性剂BS-12)0.25，氯化钾9.5，氯化钠2.0，水6.25，复合蜡4，氯化石蜡1。按照上述配比准确称量硝酸铵385公斤，乳化剂1.25公斤、氯化钾47.5公斤、氯化钠10.0公斤，水31.25公斤，复合蜡20公斤，氯化石蜡5公斤。
操作步骤：第一步将硝酸铵、氯化钾、氯化钠、乳化剂和水加热溶解并升温至115℃；第二步将复合蜡加热熔化并升温至110℃；第三步将氧化剂溶液和可燃物溶液混合成均匀的混合物；第四步将第三步制得的混合物经负压脱水干燥形成水包油型粉状乳化炸药；第五步将第四步制得水包油型粉状乳化炸药经气流冷却后装药，冷风的温度为20℃。最终产品中各组分的质量百分数为：硝酸铵81.7，乳化剂0.3，水0.5，氯化钾10.1，氯化钠2.1，复合蜡4.2，氯化石蜡1.1。测得爆炸性能为：爆速3500m/s，猛度13.8mm，作功能力288ml，殉爆距离8cm，可燃气安全度达到三级煤矿许用的安全标准。