乳化炸药及化学发泡工艺

本发明属于乳化炸药及其制备工艺。

乳化炸药是由无机氧化性盐水溶液、碳氢燃料、乳化剂和乳化发泡胶组成的一种油包水型抗水炸药。为了使乳化炸药具有雷管敏感度，一般可采用加入敏化气泡或固体截留气体的材料来降低炸药密度、提高爆轰感度。采用化学发泡剂发泡是一种较为理想的方法。目前有的将亚硝酸钠等发泡剂水溶液直接加入炸药的乳胶体中，使发泡剂水溶液在乳胶体中分散。但是若单靠慢速搅拌，很难在短时间内将发泡剂分散成几个微米大小的液滴。发泡剂液滴的大小和分布均匀性决定着乳化炸药中敏化气泡的大小和分布均匀性，从而直接影响炸药的爆轰性能和贮存稳定性。另外，由于发泡剂必须进入炸药乳胶体内与硝酸铵反应，对乳胶体有所破坏，在加工过程中，气泡会大量损失。CN89100981.7专利申请中提出：将亚硝酸钠水溶液配制成PH值为8～9的弱碱性溶液，然后制成乳化发泡剂;再将炸药乳胶体中水相溶液的PH值调节到近中性。其目的在于延缓发炮剂的反应速度，降低发泡速度。该专利强调包装好的成品炸药需置于50～55℃保温室中发泡4小时方可装箱。这就需在工艺中加建保温室，对其炸药成品进行保温发泡。一方面增大了能耗，另一方面带来了安全上的隐患。

本发明的目的是为了克服以上不足，推出一种配方、工艺简单的乳化炸药及其制造方法，从根本上解决了敏化气泡大小及分布均匀的问题，从而使炸药稳定性好，固泡能力强。

本发明是通过改进炸药配方、改变化学发泡胶的组成和制备工艺来实现的。本发明的化学发泡胶由亚硝酸钠、硫脲或硫氰酸钠、水、机油和乳化剂组成。其配方为（重量百分比）：

亚硝酸钠  8～30%

硫脲或硫氰酸钠  5～15%

机油  10～30%

乳化剂  5～15%

水  45～70%

乳化发泡胶的最佳配方为（重量百分比）：

亚硝酸钠  10%

硫脲或硫氰酸钠  5%

机油  20%

乳化剂  8%

水  57%

本发明的乳化发泡胶中由于加入了可促使亚硝酸钠反应的硫脲或硫氰酸钠，故发泡胶不依赖炸药乳胶体中的水相组分硝酸铵透过炸药外界的油膜与亚硝酸钠反应，也不依赖炸药乳胶体中水相溶液的酸度来控制发泡速度，从而大大缩短了气体发生半衰期，提高了炸药的稳定性。本发明在炸药连续相中添加了聚异丁烯或合成橡胶、合成树脂，使炸药油膜强度加大，增强了固泡能力，贮存稳定性好。本发明使用的乳化剂除目前通用的斯盘-80外，还可使用一种矿物油分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺。

本发明提出的化学发泡工艺是：首先在常温下按设计配方将亚硝酸钠与硫脲或硫氰酸钠溶于水中制成水溶液，将乳化剂斯盘-80或本发明提出的聚异丁烯丁二酰亚胺加入机油中制成油溶液，然后在800～1200转/分快速搅拌下将亚硝酸钠水溶液加入油溶液中制成油包水型乳化发泡胶体。另外，将乳化炸药的水相材料与油相材料制成乳胶体。当乳胶体温度为75～80℃时，将乳化发泡胶加入其中进行化学发泡。本发明的乳化发泡胶中亚硝酸钠液滴细小，分布均匀。发泡胶加入到炸药乳胶体中，属于油-油相混合，极易混入，分布也极为均匀。本发明从根本上解决了炸药中敏化气泡大小及分布均匀的问题，保证了炸药的爆轰性能。本发明由于采用在常温下制备乳化发泡胶，而亚硝酸钠在不加热的条件下反应极少，甚至无反应，所以当乳化发泡胶加入75～80℃的炸药乳胶体中后，利用温度骤变促使亚硝酸钠反应发泡，而无须依赖炸药乳胶体中的硝酸铵透过炸药外界油膜与亚硝酸钠反应。亚硝酸钠在乳化发泡胶油膜内反应，固定于该油膜中，气泡难于逸散，即使在75～80℃温度条件下，也仅促使亚硝酸钠反应发泡。同时由于两层油膜的存在，气泡不易散失。

本发明与已有技术对比，具有配方、工艺简单，敏化气泡细小且均匀，固泡能力强，贮存稳定性好等特点，而且成品炸药无须在保温室内保温发泡，能耗小，生产贮存安全可靠。

下面以实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：按重量百分比取亚硝酸钠10%、硫氰酸钠5%、水55%、机油20%、乳化剂（斯盘-80或聚异丁烯丁二酰亚胺）10%，在5℃的室温下按本发明的工艺配制成乳化发泡胶;取硝酸铵72%、硝酸钠10%、水12%、石蜡2.5%、凡士林0.5%、机油1%、聚异丁烯0.5%、乳化剂1.5%，在90～95℃温度下分别制成水溶液和油溶液，然后制成炸药乳胶体;当炸药乳胶体温度降至75℃左右时，将乳化发泡胶加入其中，搅拌均匀即制成炸药成品。乳化发泡胶在炸药中的含量为1.5%。二小时后，测得炸药密度为1.20克/毫升，具有雷管感度，在直径为32毫米药卷中爆速为4000米/秒，殉爆大于3厘米，贮存期大于8个月。

实施例2：除乳化发泡胶中用硫脲取代硫氰酸钠外，其它全部与实施例1相同。经测试取得与实施例1相同的效果，且发泡速度比实施例1稍快。

实施例3：在连续乳化生产工艺中，采用实施例2的乳化发泡胶代替原用的亚硝酸钠水溶液作为发泡剂，使炸药成品在75～80℃时发泡均匀，气泡细小，无大气泡产生，亦无气泡逸出。