一种专用于液混式膨化炸药生产工艺的抗水型复合油相技术领域
本发明涉及工业炸药领域，具体为一种专用于液混式膨化炸药生产工艺的抗水型复合油相。
背景技术
液混式膨化硝铵炸药生产工艺是采用先混合后膨化的技术，以零氧平衡为原则设计的炸药配方。其制备的原理为将氧化剂硝铵与可燃剂油相，在输送管道中利用自身的湍流、混合器和泵送混合的共同作用进行液态准分子状态混合，形成水包油型分散体系，然后在真空状态下干燥去水、膨化而制得成品。此工艺真正实现了膨化和混药过程的连续性，与原间断膨化工艺相比，炸药的爆炸性能明显提高；制造方法简单，工艺简洁顺畅，减少了危险工序和在线操作人员；降低了劳动强度，提高了劳动效率，改善了作业环境；对提高生产企业的技术装备水平和本质安全程度起到了积极的推动作用。
尽管该工艺生产的膨化炸药是在准分子状态进行混合，硝酸铵与油相材料能得到充分混合与接触，炸药的爆炸性能与抗水性与间断传统工艺相比有大幅提高，但因硝酸铵膨化后表面积急剧增加，油相材料还是无法直接将膨化后的硝酸铵全部包覆，所以该工艺生产仍旧无法真正解决膨化炸药的抗水性问题，该工艺生产的膨化炸药依然无法直接用于有水作业面，给膨化炸药在有水作业面的使用带来了众多不便与限制。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种专用于液混式膨化炸药生产工艺的抗水型复合油相，这种油相能使膨化炸药具有优良抗水性能，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种专用于液混式膨化炸药生产工艺的抗水型复合油相，由减压蜡膏、焦油、脂肪酸、表面处理剂、石蜡以及防结剂组成，其各组成成份以及各成份所占质量分数比的范围为：
减压蜡膏35～55%
焦油10～25%
脂肪酸5～20%
表面处理剂2～15%
石蜡5～30%
防结剂1～10%
其中，各组份所占质量百分比的份数之和为100%，采用以下方法制备：
先将各种物料分别在单独的熔化槽内加热升温至80～90℃，然后保持温度至原料完全熔化，然后将各物料按配比要求通过油泵以及电子秤计量后分别泵入反应釜内，升温至100～110℃并保持反应釜内的均匀搅拌状态，同时开启真空泵将反应釜抽真空并依次进行脱水、过滤操作，将过滤后的物料成型、包装即得此抗水型复合油相成品。
在本发明中，作为优选方案，各组成成份以及各成份所占质量分数比的范围为：
减压蜡膏40～55%
焦油15～25%
脂肪酸5～15%
表面处理剂5～10%
石蜡10～20%
防结剂1～5%
其中，各组份所占质量百分比的份数之和为100%。
在本发明中，作为最优方案，各组成成份以及各成份所占质量分数比的范围为：
减压蜡膏45～50%
焦油15～20%
脂肪酸5～10%
表面处理剂7～10%
石蜡15～20%
防结剂2～3%
其中，各组份所占质量百分比的份数之和为100%。
本发明中所述减压蜡膏为石油提炼过程中的减二线、减三线、减四线蜡膏中的一种或几种的任意比例混合物。
本发明中所述脂肪酸为硬脂酸、棕榈酸、芥酸的一种或几种的任意比例混合物。
本发明中所述焦油为各种植物油如棉油、豆油、菜油、米糠油、花生油等精制后的残余物中的一种或几种的任意比例混合物。
本发明所述石蜡为58号、60号或62号全精炼石蜡和/或半精炼石蜡中的一种或几种的任意比例混合物。
本发明所述防结剂为18伯胺、18伯胺蜡酸盐中的一种或两种的任意比例混合物。
本发明中所述表面处理剂采用高分子量的酯类表面处理剂，如：松香季戊四醇酯、季戊四醇硬脂酸酯、季戊四醇油酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯、季戊四醇芥酸酯的一种或几种的任意比例混合物。
利用本发明条件下制备的抗水型复合油相生产的膨化炸药之所以具有优良的抗水性与爆炸性能是基于以下原理：
一般认为：硝酸铵是一种具有多种结晶形态且极易吸湿结块的物质。本发明中所述的高分子表面处理剂分子结构中，含有性能与功能完全不同的两部分。分子结构的一部分为锚固基团，如—COOH、—COO—、多元醇等，它们通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用，以单点锚固或多点锚固形式，紧紧地吸附在硝酸铵颗粒表面，形成一种只有分散介质才能够出入的吸附层，使硝酸铵粒子能被复合油相充分润湿，不易脱附；另一部分为溶剂化链，在极性匹配的分散介质——复合油相中，溶剂化链与复合油相具有良好的相容性，故在复合油相中采用比较伸展的构象，在硝酸铵固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。当2个吸附有表面处理剂的硝酸铵颗粒相互靠拢时，由于伸展链的空间障碍及吸附层之间的排斥作用而使硝酸铵颗粒相互弹开。同时18胺或18胺醋酸盐对硝酸铵防结块有显著效果，在两者共同作用下，从而不会引起硝酸铵结块，维持其稳定的分散状态。
表面处理剂采用分子量高达1000以上的酯类高分子表面处理剂，利用化学键连接的方法来对膨化硝酸铵颗粒进行改性处理。硝酸铵颗粒经高分子表面处理剂改性处理后，由亲水性转为亲油性，通过化学反应和分子键相互缠绕，使硝酸铵颗粒与复合油相之间黏结强度增大，大幅度降低硝酸铵颗粒较高的表面能，改善与复合油相的相容性和分散性，有利于复合油相在膨化硝酸铵表面和内部微孔的充分分散与渗透，提高了油相吸附的稳定性，进而保证炸药具有优良的爆炸性能。同时表面处理剂能大幅降低硝酸铵水溶液的表面张力，具有优良的起泡性能，用其制得的膨化硝酸铵比表面积大、微孔数量多、流散性好、堆积密度适宜，因而，更加便于膨化炸药的制备。
本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
1、植物焦油与脂肪酸的占比在油相中超过15%以上，有效降低了对矿物油类材料的依赖。
2、采用高分子表面处理剂，利用化学键连接的方法对膨化硝酸铵进行改性处理，膨化硝酸铵经表面处理剂处理后，由亲水性转为亲油性，通过化学反应和分子键相互缠绕，使膨化硝酸铵与复合油相之间黏结强度增大，大幅度降低硝酸铵颗粒较高的表面能，改善与复合油相的相容性和分散性，从而使膨化硝铵炸药具有优良的爆炸性能、抗水性能与防结块性能。
3、该抗水型复合油相表面处理剂具有良好的膨化效果。用其生产的膨化硝酸铵具有流散性好、堆积密度适宜、炸药装药密度大的显著特点。
4、该抗水型复合油相在常温下呈固体，方便包装与贮存运输，其制造工艺简单、可靠，具有良好的经济效益，便于工业化生产与应用。
具体实施方式明
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
减二线蜡膏47份，棉油焦油20份，棕榈酸8份，季戊四醇芥酸酯7份，60号半精炼石蜡15份，18胺醋酸盐3份。采用以下方式制备：
将减二线蜡膏、棉油焦油、棕榈酸、季戊四醇芥酸酯、60号半精炼石蜡、18胺醋酸盐分别加入不同的融化槽内，将不同熔化槽的温度均控制80~90℃的温度范围内并保持，直至所有物料均熔化。然后将各物料按按配比要求通过油泵以及电子秤计量后分别泵入反应釜内，将反应釜升温至100~110℃并保持反应釜内的均匀搅拌状态，同时开启真空泵将反应釜抽真空并依次进行脱水、过滤操作，将过滤后的物料成型、包装即得此抗水型复合油相成品。
实施例2：
减四线蜡膏50份，菜油焦油15份，硬脂酸6份，季戊四醇硬脂酸酯9份，60号半精炼石蜡18份，18胺醋酸盐2份。
采用以下方式制备：
将减四线蜡膏、菜油焦油、硬脂酸、季戊四醇硬脂酸酯、60号半精炼石蜡、18胺醋酸盐分别加入不同的融化槽内，将不同融化槽的温度均控制80~90℃的温度范围内并保持，直至所有物料均熔化。然后将各物料按按配比要求通过油泵以及电子秤计量后分别泵入反应釜内，将反应釜升温至100~110℃并保持反应釜内的均匀搅拌状态，待物料反应完全后开启真空泵将反应釜抽真空并依次进行脱水、过滤操作，将过滤后的物料成型、包装即得此抗水型复合油相成品。
实施例3：
减三线蜡膏45份，米糠油焦油19份，芥酸10份，季戊四醇油酸酯8份，60号半精炼石蜡15份，18胺醋酸盐1.5份，18胺1.5份。
将减三线蜡膏、米糠油焦油、芥酸、季戊四醇油酸酯、60号半精炼石蜡、18胺醋酸盐、18胺分别加入不同的融化槽内，将不同融化槽的温度均控制80~90℃的温度范围内并保持，直至所有物料均熔化。然后将各物料按按配比要求通过油泵以及电子秤计量后分别泵入反应釜内，将反应釜升温至100~110℃并保持反应釜内的均匀搅拌状态，同时开启真空泵将反应釜抽真空并依次进行脱水、过滤操作，将过滤后的物料成型、包装即得此抗水型复合油相成品。
将上述三组实施例的抗水型复合油相作为原料按膨化硝酸铵炸药配方制备膨化硝铵炸药，其制备时原料按硝酸铵：复合油相：木粉比例为92：4：4，取消外加的膨化剂，其余生产工艺参数按现行液混式工艺参数控制。其制备的炸药的性质和相关参数见下表：
表1：炸药的性质和相关参数测试结果表
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注：1.浸水试验是将膨化硝酸铵药卷两端沾蜡后，置于1m深水池中，1小时后取出测试炸药殉爆。
2.对比例是采用外加膨化剂，油相使用粉状专用脂。
由上表可得，利用本发明的抗水型复合油相所制得的膨化硝酸铵炸药各参数均优于对比例的膨化硝酸铵炸药，且实施例3效果尤为明显，不仅在膨化硝酸铵堆积密度和装药密度上明显优于对比例，且进行浸水后的殉爆以及爆速和猛度均优于对比例。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。