[发明专利]硝酸铵改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝酸铵改性剂及其制备方法，属于民用爆破领域。

背景技术

民用爆破器材要求低成本，高威力。多年以来，民爆行业为了提高产品性能，降低生产成本，作出了大量的努力，包括2#岩石铵梯油炸药的研制生产，4#岩石铵梯油炸药的研制生产，以减少TNT为主要目标，辅之以燃料油等高热物质做可燃剂(即还原剂)，向少梯和无梯的方向发展，进而达到取消TNT的含梯炸药。从炸药的主要原材料——硝酸铵出发进行改性，既能满足炸药的各项爆炸性能指标，又可达到少梯或不含梯的炸药。因此复合改性剂的研究项目就提到了议事日程上来。

目前国内使用的硝酸铵改性剂基本上是以解决防结块硬化为主要目的的，其材料也主要为硫酸铁铵、硅藻土、石英粉等，添加一些十二烷基硫酸钠等表面活性物质，以物理方式混合、烘干、球磨，使之细度达到通过200目筛，从而阻断硝酸铵结块的“盐桥”作用的形成，但对炸药产品性能的提高基本上无任何作用。中国专利申请CN1546377公开了硝酸铵的改性剂按质量配比含有：40％～50％的十八胺，15％～25％的石蜡，25％～35％的微晶蜡，3.5％～6.5％的十二烷基硫酸钠，处理硝酸铵后，减缓了吸湿速度和降低结块性，提高了硝酸铵的敏感性，其以膨化改变硝酸铵的性能，其装药密度0.94～0.98g/cm³，爆速4000～4320m/s，殉爆距离15～18cm，猛度16.7mm。

到目前为止，未见有通过降低硝酸铵活化能来改变硝酸铵性能的硝酸铵改性剂的相关报道，更未见其工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的硝酸铵改性剂，通过改变硝酸铵的活化能，使改性后的硝酸铵类炸药整体性能提高。

本发明提供的硝酸铵改性剂是由含有下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45 74份、润滑剂1-15份、分散剂14-40份、表面活性剂3-15份。还可以加入增稠剂2～8份。

其中，十八烷胺和磷酸可直接加入与润滑剂、分散剂、表面活性剂制成硝酸铵改性剂，或通过十八烷胺和磷酸中和反应得到十八烷胺磷酸盐，或直接加入十八烷胺磷酸盐与润滑剂、分散剂、表面活性剂制成硝酸铵改性剂。

上述润滑剂可以是硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中至少一种，分散剂可以是活性土、膨润土、硅藻土、滑石粉等中的至少一种，表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、斯苯-80、斯苯-60、卵磷脂中的至少一种，增稠剂可以是田菁粉、磷酸、斯苯—80中的至少一种。

优选的方案是：

硝酸铵改性剂由下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐69～74份、硬脂酸1～5份、活性土14～20份、十二烷基硫酸钠3～6份、田菁粉3～5份；

所述的十八烷胺磷酸盐是由十八烷胺60～67份、磷酸4～6份中和反应得到。

硝酸铵改性剂也可以由下列重量配比的原料制备而成：十八烷胺磷酸盐45-53.5份、活性土34.5-40份、十二烷基硫酸钠11-15份、三乙醇胺11-14份；所述的十八烷胺磷酸盐是由十八烷胺18-21份与磷酸3.5-5份在11-15份的硬脂酸体系中反应得到。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法为：先将十八烷胺磷酸盐干燥至水分含量为0.5％以下，润滑剂、表面活性剂、分别干燥至水分含量为0.1％，分散剂干燥至水分含量为2％以下，冷却至常温；然后球磨60～90分钟后出料即得。

上述硝酸铵改性剂的制备方法，球磨时还可以加入水分含量为0.5％以下的增稠剂。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法优选为：

a、十八烷胺、斯苯-60和斯苯-80于80～85℃熔化，边搅拌边缓慢加入磷酸，反应60～90分钟出料，干燥直至水分为0.5％以下；

b、加入球磨机与硬脂酸、活性土、十二烷基硫酸钠和田菁粉进行球磨出料即得。

本发明硝酸铵改性剂的制备方法还优选：

a、十八烷胺、硬脂酸加热完全熔化后在加入磷酸进行中和，并不断搅拌，随后加入三乙醇胺，待反应物固化后出料进行干燥；

b、加入球磨机与十二烷基硫酸钠和活性土分散剂进行球磨出料即得。

硝酸铵是生产硝酸铵类炸药的主要原材料，占炸药组份的90％以上，硝酸铵改性性能的好坏，直接关系到硝酸铵炸药的各种爆炸指标的高低。硝酸铵是一种弱爆炸物，在常温常压下比较稳定，固体硝酸铵在温度16.9～169.6℃范围内共有五种热力学不稳定的结晶变体，如附图1所示。