本發(fā)明屬于石化，本發(fā)明涉及一種粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、粉狀乳化炸藥是近年來發(fā)展起來的一種性能優(yōu)良的新型炸藥，又稱粉狀乳化炸藥，它兼具粉狀炸藥和乳化炸藥的優(yōu)點，是以較低含水量的氧化劑溶液的微細液滴為分散相，特定的碳質(zhì)燃料與乳化劑組成的油相溶液為連續(xù)相，在一定工藝條件下通過強力剪切形成油包水型乳膠體，這種乳膠體通過霧化制粉等方法制成的一種粉狀硝銨炸藥。由于乳化炸藥具有微觀上熱力學(xué)不穩(wěn)定的乳膠結(jié)構(gòu)，使它的貯存期較短。同時它的軟膏狀形態(tài)，使它在小孔徑爆破作業(yè)中裝填炮孔比較困難。除此之外，較高的含水量，使乳化炸藥在爆轟時因為水分汽化而損失部分能量。正是在這種情況之下，為了克服乳化炸藥的這些缺點，人們又研制出了既具有乳化炸藥的優(yōu)良性能、又具有一般工業(yè)炸藥特性的固態(tài)乳化炸藥。固態(tài)乳化炸藥都是先采用乳化技術(shù)形成油包水型乳膠，再采用不同方式得到不同的固態(tài)產(chǎn)品。固態(tài)乳化炸藥主要包括粉狀乳化炸藥、乳化粒狀炸藥和鑄狀乳化炸藥。三者之中，粉狀乳化炸藥的應(yīng)用最為廣泛。

2、粉狀乳化炸藥的研究開始于1989年，由原兵總民爆局組織科研人員立項研究，經(jīng)過兩年多的努力，于1991年完成了實驗室制備，并于1992年申請了發(fā)明專利。1994年北京礦冶研究總院公開了以旋轉(zhuǎn)閃蒸法制造粉狀乳化炸藥的專利。在完成實驗室制備后不久，在兵總民爆局的組織下就又開始了粉狀乳化炸藥的擴大試驗，以盡快將科研成果應(yīng)用于生產(chǎn)。1997年1月，粉狀乳化炸藥在江蘇漂陽礦山化工材料廠通過了生產(chǎn)鑒定，標(biāo)志著這一科技成果正式轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。由于生產(chǎn)成本低、爆炸性能好、抗水性強、無毒性、環(huán)境污染小等優(yōu)點，這一產(chǎn)品很快被推廣使用，目前國內(nèi)已有二十多家工廠投入了粉狀乳化炸藥的生產(chǎn)。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)實踐，粉狀乳化炸藥已實現(xiàn)了連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，單線年產(chǎn)能力達到7000噸。

3、乳化炸藥的主要原料為硝酸銨，硝酸銨為高能表面物質(zhì)，由于極性分子間的靜電作用，易于水分的吸附和潤濕，其吸濕性極強。按“鹽橋”理論，硝酸銨在水中的溶解度隨溫度變化較大，吸濕后表面形成一層飽和的溶液膜，在表面張力作用下，臨近顆粒間形成“鹽橋”，當(dāng)空氣溫度或濕度降低，“鹽橋”中溶解的硝酸銨會結(jié)晶成菱形多面體細小晶體，形成“鹽橋”，使其顆粒緊密結(jié)合在一起，成為密實硬塊，造成炸藥爆炸性能降低，起爆困難，甚至產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象。硝酸銨顆粒越細，以其生產(chǎn)的炸藥爆炸性能越高，但其結(jié)塊性越強。

4、石油蠟類為非極性材料，將其均勻地涂覆于硝酸銨顆粒表面，形成一疏水層，使硝酸銨由極性高表面能變?yōu)榉菢O性低表面能，使其對水氣吸附性和潤濕性降低，從而有效改善其吸濕性。切斷硝酸銨吸附水分的中間環(huán)節(jié)，阻止水分進人硝酸銨內(nèi)部，提高了乳化炸藥的抗水性和抗結(jié)塊性。另外，在炸藥配方中，石油蠟類材料為還原劑，與氧化劑硝酸銨緊密接觸，增加了炸藥爆炸性能。因此乳化炸藥蠟是影響炸藥性能的主要因素之一。乳化炸藥油相材料選擇的主要依據(jù)就是各組分的碳分布及餾程。乳化炸藥蠟具有較合理的碳分布及餾程時，乳化時才能形成致密性較好，強度較高，穩(wěn)定性較好的油膜，乳化炸藥才能具有較長儲存期。

5、油相材料含油量太高、針入度太大，一是炸藥過于敏感，儲存不安全；二是炸藥過于稀軟，敏化難度大；三是炸藥裝筒困難，重量不足，影響爆炸性能。若含油量太低、針入度太小，又影響炸藥的殉爆性能，且藥卷密度過大，當(dāng)量炸藥爆炸性能差，特別在冬季，影響更為嚴重。

6、乳化炸藥具有抗水、無毒、炮煙小等特點。但是也存在藥態(tài)軟，裝藥困難，用戶使用不方便，威力不如銨梯炸藥等缺點。

7、粉狀乳化炸藥具有與乳化炸藥相似的微觀結(jié)構(gòu)，外層為油膜，內(nèi)部是形態(tài)松散的硝酸銨結(jié)晶，在油膜與硝酸銨的結(jié)構(gòu)之間有飽和態(tài)的硝酸銨水溶液。

8、由于其外觀為粉狀，含水量低，因此與乳化炸藥相比，在保持乳化炸藥良好抗水性能和理想爆轟性能的同時，粉狀乳化炸藥穩(wěn)定性更好，生產(chǎn)、運輸和使用更為方便，更符合人們的使用習(xí)慣，而且炸藥做功能力也更大。同時，由于粉狀乳化炸藥不含梯恩梯等有毒單質(zhì)猛炸藥，生產(chǎn)環(huán)境好，使用中不污染環(huán)境，而且易于實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化，生產(chǎn)效率高，工人勞動強度低。因此，它是替代銨梯炸藥的理想炸藥新品種。

9、粉狀乳化炸藥的有機油相材料與乳化劑一起形成乳化基質(zhì)的連續(xù)相。有機油相材料不僅要有利于乳化基質(zhì)的形成和穩(wěn)定，而且還要在乳膠的冷卻、固化、分散時具有一定的流動性和柔軟性，以使連續(xù)相油膜能在一定程度上修補氧化劑晶粒的包覆缺陷。同時，有機油相材料與乳化劑組成的連續(xù)相油膜還要具有一定的強度，以阻止氧化劑相晶粒突破油膜阻擋層連接成片。

10、粉狀乳化炸藥作為一種具有特殊結(jié)構(gòu)的粉狀硝銨類炸藥，在生產(chǎn)開始時為流動性較好的乳膠體產(chǎn)品的最終形態(tài)為固體粉狀物，因此，所用原材料的物理性能必須能夠滿足這種轉(zhuǎn)變的需要。粉狀乳化炸藥油相材料與乳化炸藥油相材料相比，具有更大的硬度，更低的含油量以及更高的滴熔點。

11、但現(xiàn)有這些配方和制備方法主要存在著以下缺點：一般用于制備粉狀乳化炸藥蠟的原料含油量都不受控，導(dǎo)致針入度也較大，只能通過含油量較低的石蠟產(chǎn)品進行調(diào)節(jié)，但是石蠟產(chǎn)品資源有限且價格較高，且對針入度改善并不明顯，需要大量加入石蠟產(chǎn)品才有些許改善，很大程度上造成了不可再生資源的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟及其制備方法和應(yīng)用，把氫化油脂引入粉狀乳化炸藥復(fù)合蠟配方中去，特定限定氫化油脂的量，并通過特定的制備方法，可以提高其硬度，并控制其硬度不過高，在一定程度上有利于運輸、儲存和使用。更好的達到使用效果。

2、本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟，包括氫化油脂、餾分油、石蠟、輕脫油、增稠劑。

4、其中氫化油脂、餾分油、石蠟、輕脫油、增稠劑重量百分比計為：氫化油脂用量為5-15％，餾分油用量為5-15％，石蠟用量為40-48％，輕脫油用量為30-39％，增稠劑用量為4-8％。

5、進一步的，增稠劑為松香，其為黃色透明狀固體，軟化點不低于75℃，酸價不低于165mgkoh/g，不皂化物含量不大于5％，乙醇不融物不大于0.03％，灰份不高于0.03％。

6、進一步的，氫化油脂針入度為4.21/10mm，滴熔點為59.9℃，粘度為9.38mm2/s，含油量為0.72％，水分痕跡，無機械雜質(zhì)。

7、進一步的，餾分油針入度為1771/10mm，滴熔點為63.6℃，粘度為10.55mm2/s，含油量為56.6％，水分痕跡，無機械雜質(zhì)。

8、進一步的，石蠟針入度為381/10mm，滴熔點為66.7℃，粘度為5.61mm2/s，含油量為0.98％，水分痕跡，無機械雜質(zhì)。

9、進一步的，輕脫油針入度為1541/10mm，滴熔點為78.0℃，粘度為25.74mm2/s，含油量為46.07％，水分痕跡，無機械雜質(zhì)。

10、上述粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟的制備方法：根據(jù)配方稱取原料加熱至完全熔化后，通過攪拌使混合，將氫化油脂型粉狀乳化炸藥蠟產(chǎn)成型。

11、進一步的，具體制備方法為：分別將各個原料按照配方比例稱重，然后加熱至完全融化狀態(tài)。氫化油脂加熱至80℃，餾分油加熱至80℃，石蠟加熱至80℃，輕脫油加熱至90℃，將以上四種原料混合，隨后加入稱好的松香，并在130℃溫度下攪拌20分鐘，冷卻至室溫。

12、本發(fā)明還請求保護上述制備方法制備的粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟在制備粉狀乳化炸藥房名的應(yīng)用。

13、本發(fā)明提供的粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟主要應(yīng)用如粉狀乳化炸藥的生產(chǎn)。硝酸銨作為乳化炸藥的主要原料，屬于高能表面物質(zhì)，因為其極性分子間的靜電作用，吸濕性極強，特別容易吸附周圍環(huán)境中的水分。根據(jù)“鹽橋”理論所述，隨著溫度升高較大硝酸銨在水中的溶解度也增大，隨著溶解度增大后將有一層溶液膜附著在硝酸銨的表面，相鄰的顆粒在表面張力作用下形成“鹽橋”，當(dāng)空氣溫度降低或者濕度減小的時候，硝酸銨會在“鹽橋”中溶解結(jié)晶形成菱形多面體狀細小晶體，形成新的“鹽橋”，內(nèi)部顆粒緊密結(jié)合起來形成密實硬塊，因而造成炸藥結(jié)塊、影響爆炸性能，嚴重的甚至產(chǎn)生拒爆現(xiàn)象。由于上述原因，硝酸銨顆粒越細結(jié)塊性越強，但其生產(chǎn)的炸藥爆炸性能越高。作為乳化炸藥油相材料的有機化合物的種類是很多的，可供選擇的范圍相當(dāng)寬廣。一般地說，油相材料的選擇與這些材料在乳化炸藥中所起的作用密切相關(guān)。盡管乳化炸藥的最終產(chǎn)品可以有一個固態(tài)或接近固態(tài)的外觀，但是初配制的乳化體系其外相必須是液體或具有足夠的流動性，以便于在乳化混合的溫度下形成乳化液。這就是說，油相材料組分應(yīng)具有隨著溫度的變化而提供不同粘稠度的能力。例如，柴油、機油、石蠟和蠟狀聚合物等都是乳化炸藥中常用的油相材料，盡管它們在常溫下外觀狀態(tài)各異，但是在加熱升溫的情況下，均很容易形成流體狀態(tài)，便于與乳化劑、氧化劑水溶液乳化混合。

14、作為乳化炸藥外相的油相材料組分，其稠度通常對于保持微小的敏化氣泡是很重要的，而這些氣體對于使乳化炸藥產(chǎn)品具有合乎要求的敏感應(yīng)來說是必需的。如果產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯存和使用時粘度大小的話，那么敏化氣泡將有聚結(jié)和逸出的趨勢，對于乳化炸藥的爆轟敏感度顯然是不利的。另外，粘度太大，形成的乳化體系易于“老化”，對貯存穩(wěn)定性又不利。

15、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

16、本發(fā)明提供的一種粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟，本發(fā)明加入氫化油脂提高粉狀乳化炸藥復(fù)合蠟一定的硬度，但粉狀乳化炸藥復(fù)合蠟一旦硬度過高(針入度過小)，會導(dǎo)致包覆膜變脆，容易破裂，尤其是在機械粉碎制粉工藝中，嚴重影響乳化炸藥的抗水性和穩(wěn)定性等，二本技術(shù)通過限定具體的配比和限定的具體制備方法，可以解決上述問題，并且制備的粉狀乳化炸藥專用復(fù)合蠟整體理化性能好。