一種油包水乳化蠟的研發探索
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摘 要：工業炸藥在礦藏開采，基建建設等領域得到廣泛應用，隨著經濟的發展，對其性能提出了更高的要求。炸藥蠟尤其是乳化炸藥蠟已成為了炸藥中的主流。通過摻配各種石油蠟及添加劑來復配復合油相并尋找合適的乳化劑和乳化工藝來完成該復合油相的乳化方案，成功開發出了一種具有開發潛力的炸藥蠟原料。
關鍵詞：炸藥蠟;復合油相;復合乳化劑
中圖分類號：TE624 文獻標志碼：A 文章編號：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
工業炸藥是被廣泛應用于石油、煤炭、礦藏的開采，水利、電力、交通設施的建設，以及機械加工和控制爆破等領域。隨著我國國民經濟的迅速發展和科學技術水平的不斷提高，在對工業炸藥的需求量不斷增加的同時，也對工業炸藥的性能提出了更高、更新的要求，工業炸藥在許多特種應用和爆破技術領域有其不可替代的應用前景。[1]
在炸藥中炸藥蠟是一名重要成員，可分為乳化型和非乳化型，相較而言，乳化炸藥蠟的穩定性和安全性更高，且容易調節裝藥密度，調節起爆感度等參數。當前炸藥蠟的發展還是以乳化炸藥蠟為主[2]，我國目前有兩三百家乳化炸藥生產產家，對炸藥蠟的年需求量在5萬噸以上，乳化炸藥早已逐漸成為工業炸藥的主流，研發乳化炸藥蠟大有可為。
乳化炸藥是含水硝銨類炸藥的一種，是一種新型抗水炸藥。它由氧化劑水溶液、油相、敏化劑、乳化劑、穩定劑、高熱劑等成分組成，屬于油包水型結構。查詢國內外專利可以發現，對于乳化炸藥來說，氧化劑水溶液、油相、敏化劑、乳化劑是四種必需的材料。[3]
我國是世界石蠟資源、生產、出口和消費大國[4]，但隨著原油劣質化趨勢，作為煉油副產品之一的石蠟的質量也不斷下降，全精煉石蠟比例不斷下降，顏色與含油量等多項指標惡化，導致其愈發難以滿足石蠟常用行業的需求。[5]因此，開發高適應性的多功能乳化石蠟產品，對節約資源、拓寬石蠟銷路，提高石蠟的附加值，均具有重要的經濟和社會效益。
因此本文決定以乳化炸藥蠟為目標的研究方向，摻配各種石油蠟及其他組分來復配出復合油相并尋找合適的乳化劑和乳化工藝來完成該復合油相的乳化方案，成功開發出了一種具有開發潛力的炸藥蠟原料。
2 樣品準備
2.1 實驗原料
58號半精煉石蠟、56號半精煉石蠟、減三線油、80號微晶蠟、伊朗蠟膏、機油、柴油、聚乙烯蠟、EVA、乳化劑Span-80、高分子乳化劑T154、乳化劑卵磷脂。
2.2 樣品制備
乳化體系為油包水結構，水結構為硝酸銨和硝酸鈉的水溶液，所以在實驗過程中采用溶液，復合油相和乳化劑的比例控制在10：5：2，具體工藝如下：
（1）根據復配方案準確復配出復合油相。
?。?）向復合油相中加入乳化劑，加熱溶化，升溫至100-110℃，維持攪拌待用。
?。?）將水溶液加熱至90-95℃。
（4）將水溶液加入復合油相和乳化劑的混合物中，控制在3-5秒內加完。
（5）保持溫度為90-95℃，攪拌10分鐘。
?。?）冷卻后得到膏狀的油包水乳化物。
3 實驗結果
3.1 原料性能指標分析與復合油相的摻配
根據現有的炸藥蠟復合油相的指標分析，確定了復合油相的質量要求為滴熔點65-75℃，含油量15-25%，運動粘度8.0-10.0mm2/s，針入度為40-60。
對此次實驗所選取的原料的性能進行分析，結果如表1。
從表1的檢測結果可以看出，隨著含油量的上升，可以表征原料硬度的指標針入度減小，且石油蠟的運動粘度較小，無法滿足炸藥蠟復合油相的質量要求，為此需要加入一定比例的添加劑進行改性。據此對原料進行配方優化，并添加一定量的添加劑，得到下列幾個復合油相方案，如表2所示，而各復合油相的性能檢測結果如表3所示。
經過實驗，各配方均能滿足設定的復合油相的質量要求。并由此可以確定復合油相的摻配思路是根據含油量的要求決定摻入的高油相組分的比例，然后添加0.8%-1.5%的WE-3來調節針入度，2%-4%的EVA來調節運動粘度使之達到要求。
3.2 單配乳化劑和復合乳化劑的乳化效果比較
單配乳化劑選用的是Span-80，而復配乳化劑通過多次實驗優化，確定復配的比例為Span-80：高分子乳化劑T154：卵磷脂為8：4：1。乳化的復合油相方案為2號。比較單一乳化劑和復配乳化劑的實驗結果，復配乳化劑的樣品滲出的油點更少，組成更為均一，穩定性更好。同時質地也更為松軟，同時更為粘稠。
4 結論與探討
本文通過將半精煉石蠟、高熔點微晶蠟、減三線油、蠟膏等各類石油產品原料進行摻配，加入一定比例的添加劑調節運動粘度、針入度等性能指標，成功調制出復合炸藥蠟所需要的復合油相并完成了復合油相的復配思路，通過尋找到了合適的乳化劑和乳化工藝，形成了合適的炸藥蠟乳化方案，具有極大的開發潛力。
參考文獻：
[1]何楠，李昌滿.我國乳化炸藥生產現狀及對策[J].礦業快報，2009，469（5）：24，25，45.
[2]宋敬埔，吳紅梅.我國乳化炸藥的研究近況及發展建議[J].爆破器材，2003，32：5-10.
[3]殷雅婷，劉勇，葛茜云.復合乳化劑對乳化炸藥穩定性的影響研究[J].廣州化工，2014，42（13）：32-34.
[4]路勝旗.我國石油蠟深加工及其蠟產品論述[J].河南化工，2009，26：14-15.
[5]徐友明，沈本險，廖士綱.石蠟加氫精制工藝技術的現狀及發展[J].石油煉制與化工，2006，37（11）：24-29.
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