一种油包水乳化蜡的研发探索

作者:未知

  摘  要:工业炸药在矿藏开采,基建建设等领域得到广泛应用,随着经济的发展,对其性能提出了更高的要求。炸药蜡尤其是乳化炸药蜡已成为了炸药中的主流。通过掺配各种石油蜡及添加剂来复配复合油相并寻找合适的乳化剂和乳化工艺来完成该复合油相的乳化方案,成功开发出了一种具有开发潜力的炸药蜡原料。
  关键词:炸药蜡;复合油相;复合乳化剂
  中图分类号:TE624         文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)18-0062-02
  Abstract: Industrial explosives have been widely used in mining, infrastructure construction and other fields. With the development of economy, higher requirements for their performance have been put forward. Explosive wax, especially emulsion explosive wax, has become the mainstream of explosives. By mixing various petroleum wax and additives to compound oil phase and looking for suitable emulsifier and emulsification process to complete the emulsification scheme of the composite oil phase, a kind of explosive wax raw material with development potential was successfully developed.
  Keywords: explosive wax; compound oil phase; compound emulsifier
  1 概述
  工业炸药是被广泛应用于石油、煤炭、矿藏的开采,水利、电力、交通设施的建设,以及机械加工和控制爆破等领域。随着我国国民经济的迅速发展和科学技术水平的不断提高,在对工业炸药的需求量不断增加的同时,也对工业炸药的性能提出了更高、更新的要求,工业炸药在许多特种应用和爆破技术领域有其不可替代的应用前景。[1]
  在炸药中炸药蜡是一名重要成员,可分为乳化型和非乳化型,相较而言,乳化炸药蜡的稳定性和安全性更高,且容易调节装药密度,调节起爆感度等参数。当前炸药蜡的发展还是以乳化炸药蜡为主[2],我国目前有两三百家乳化炸药生产产家,对炸药蜡的年需求量在5万吨以上,乳化炸药早已逐渐成为工业炸药的主流,研发乳化炸药蜡大有可为。
  乳化炸药是含水硝铵类炸药的一种,是一种新型抗水炸药。它由氧化剂水溶液、油相、敏化剂、乳化剂、稳定剂、高热剂等成分组成,属于油包水型结构。查询国内外专利可以发现,对于乳化炸药来说,氧化剂水溶液、油相、敏化剂、乳化剂是四种必需的材料。[3]
  我国是世界石蜡资源、生产、出口和消费大国[4],但随着原油劣质化趋势,作为炼油副产品之一的石蜡的质量也不断下降,全精炼石蜡比例不断下降,颜色与含油量等多项指标恶化,导致其愈发难以满足石蜡常用行业的需求。[5]因此,开发高适应性的多功能乳化石蜡产品,对节约资源、拓宽石蜡销路,提高石蜡的附加值,均具有重要的经济和社会效益。
  因此本文决定以乳化炸药蜡为目标的研究方向,掺配各种石油蜡及其他组分来复配出复合油相并寻找合适的乳化剂和乳化工艺来完成该复合油相的乳化方案,成功开发出了一种具有开发潜力的炸药蜡原料。
  2 样品准备
  2.1 实验原料
  58号半精炼石蜡、56号半精炼石蜡、减三线油、80号微晶蜡、伊朗蜡膏、机油、柴油、聚乙烯蜡、EVA、乳化剂Span-80、高分子乳化剂T154、乳化剂卵磷脂。
  2.2 样品制备
  乳化体系为油包水结构,水结构为硝酸铵和硝酸钠的水溶液,所以在实验过程中采用溶液,复合油相和乳化剂的比例控制在10:5:2,具体工艺如下:
  (1)根据复配方案准确复配出复合油相。
  (2)向复合油相中加入乳化剂,加热溶化,升温至100-110℃,维持搅拌待用。
  (3)将水溶液加热至90-95℃。
  (4)将水溶液加入复合油相和乳化剂的混合物中,控制在3-5秒内加完。
  (5)保持温度为90-95℃,搅拌10分钟。
  (6)冷却后得到膏状的油包水乳化物。
  3 实验结果
  3.1 原料性能指标分析与复合油相的掺配
  根据现有的炸药蜡复合油相的指标分析,确定了复合油相的质量要求为滴熔点65-75℃,含油量15-25%,运动粘度8.0-10.0mm2/s,针入度为40-60。
  对此次实验所选取的原料的性能进行分析,结果如表1。
  从表1的检测结果可以看出,随着含油量的上升,可以表征原料硬度的指标针入度减小,且石油蜡的运动粘度较小,无法满足炸药蜡复合油相的质量要求,为此需要加入一定比例的添加剂进行改性。据此对原料进行配方优化,并添加一定量的添加剂,得到下列几个复合油相方案,如表2所示,而各复合油相的性能检测结果如表3所示。
  经过实验,各配方均能满足设定的复合油相的质量要求。并由此可以确定复合油相的掺配思路是根据含油量的要求决定掺入的高油相组分的比例,然后添加0.8%-1.5%的WE-3来调节针入度,2%-4%的EVA来调节运动粘度使之达到要求。
  3.2 单配乳化剂和复合乳化剂的乳化效果比较
  单配乳化剂选用的是Span-80,而復配乳化剂通过多次实验优化,确定复配的比例为Span-80:高分子乳化剂T154:卵磷脂为8:4:1。乳化的复合油相方案为2号。比较单一乳化剂和复配乳化剂的实验结果,复配乳化剂的样品渗出的油点更少,组成更为均一,稳定性更好。同时质地也更为松软,同时更为粘稠。
  4 结论与探讨
  本文通过将半精炼石蜡、高熔点微晶蜡、减三线油、蜡膏等各类石油产品原料进行掺配,加入一定比例的添加剂调节运动粘度、针入度等性能指标,成功调制出复合炸药蜡所需要的复合油相并完成了复合油相的复配思路,通过寻找到了合适的乳化剂和乳化工艺,形成了合适的炸药蜡乳化方案,具有极大的开发潜力。
  参考文献:
  [1]何楠,李昌满.我国乳化炸药生产现状及对策[J].矿业快报,2009,469(5):24,25,45.
  [2]宋敬埔,吴红梅.我国乳化炸药的研究近况及发展建议[J].爆破器材,2003,32:5-10.
  [3]殷雅婷,刘勇,葛茜云.复合乳化剂对乳化炸药稳定性的影响研究[J].广州化工,2014,42(13):32-34.
  [4]路胜旗.我国石油蜡深加工及其蜡产品论述[J].河南化工,2009,26:14-15.
  [5]徐友明,沈本险,廖士纲.石蜡加氢精制工艺技术的现状及发展[J].石油炼制与化工,2006,37(11):24-29.
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