Эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ

Изобретение относится к области эмульгирующих составов, применяемых в производстве эмульсионных промышленных взрывчатых веществ (ПВВ). Эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий твердый эмульгатор – сорбитанполиизобутиленянтарный ангидрид – или его смесь с продуктом конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином и стабилизатор – церезин – или его смесь с предельными угдеводородами с точкой каплепадения более 60°С при определенном соотношении компонентов в мас.%. Техническим результатом изобретение является повышение физической стабильности промышленных эмульсионных взрывчатых веществ и сохранение их характеристик при хранении их до 1 года и более. 1 табл.

 

Изобретение относится к области эмульгирующих составов, применяемых в производстве эмульсионных промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

Известен ряд патентов РФ на рецептурыэмульгирующих составов для получения эмульсионных взрывчатых веществ RU №№2317281, 2381204, 2561105, 2277965, 2048881, 2540671 и 2224587. Все они по консистенции являются жидкостями и состоят в основном из жидких минеральных масел и жидких ПАВ с различными добавками и при изготовлении эмульсионных взрывчатых веществ получаются жидкие продукты с различной вязкостью. Как известно в жидкой среде эмульсии происходит седиментация капелек внутренней фазы, и такие эмульсии имеют ограниченный срок хранения. Кроме того, жидкие эмульсии не поддерживают форму при заливке и без оболочки растекаются или выливаются из нее.

Однако существуют области применения эмульсионных ПВВ с особо высокими требованиями к их качеству, в частности, это относится к длительно хранящимся патронам и дополнительным детонаторам (шашки). В данном случае часто дополнительно в состав масляной фазы вводят стабилизатор. В качестве стабилизатора в литературе рекомендуется вводить плавкие углеводороды с невысокой температурой плавления. Данные углеводороды при получении эмульсии нагреваются выше температуры каплепадения и кроме того имеют растяжимость не менее 15 мм. Такими свойствами обладают, парафины, петролатум и битумы различных марок.

Согласно патенту РФ 1819253, опубл. 30.05.93 стабилизированные этим способом эмульсионные ПВВ при сенсибилизации микрогазовыми пузырьками удовлетворительно детонировали после 3-х месяцев хранения. Для стабилизации в эмульсионных составах часть масла заменяли на плавкие компоненты, но эмульсии оставались жидкими и только была увеличена их вязкость.

Известен эмульгирующий состав (патент РФ №2277523, опубл. 10.06.2006), включающий соединения, выбранные из числа аминопроизводных полиизобутиленянтарных ангидридов и углеводородное горючее - индустриальное масло или его смесь с петролатумом в соотношении 0,1÷1,0.

Известен эмульгирующий состав (патент РФ №2605111, опубл. 20.12.2016), включающий поверхностно-активное соединение - полиизобутиленянтарный ангидрид с алканоламином или их смесь, полимерный стабилизатор - изомеры полиизобутилена, дополнительный стабилизатор смеси - плавкий углеводород в виде петролатума с температурой каплепадения 48°С или 72°С и жидкое горючее - масло индустриальное.

В патенте РФ №2123488, опубл. 20.12.1998 описаны эмульгирующие составы из смеси индустриального масла, производных алкенил (полиизобутилен) янтарных ангидридов и стабилизированные петролатумом или парафином, или битумом в количестве от 0,5 до 4,0%. Патронированные составы детонировали после 6 месяцев хранения при оптимальном уровне сенсибилизации (принят за прототип).

В указанных патентах (№2123488, №2277523, №2605111) также для стабилизации в эмульсионных составах часть масла заменяли на плавкие компоненты, но эмульсии оставались жидкими только была увеличена их вязкость и не была решена проблема увеличения сроков хранения эмульсии до 1 года и более. Известные решения не позволяют формировать составы в виде патронов и шашек без оболочки, и даже при наличии оболочки не исключена утечка жидкого состава при транспортировании и применении.

Устранение вышеперечисленных недостатков существующего уровня техники в заявляемом решении достигается заменой жидкого углеводородного горючего на твердый углеводород при температуре применения ЭВВ. В данном случае применяется церезин или его смеси с предельными углеводородами с точкой каплепадения более 60°С и дополнительно вводится твердый эмульгатор сорбитанполиизобутиленсукцинового ангидрида.

Технической задачей заявляемого решения является создание эмульгирующего состава для изготовления промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, позволяющего регулировать вязко-температурные свойства эмульсионных ВВ за счет перевода их в твердое состояние при температуре применения и гарантировать требуемые характеристики составов при хранении их до 1 года и более.

Технический результат - повышение физической стабильности промышленных эмульсионных взрывчатых веществ и сохранение их характеристик при хранении их до 1 года и более.

Технический результат достигается тем, что эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ содержит стабилизатор на основе продуктов конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином, при этом в качестве горючего используют церезин или его смеси с предельными углеводородами с точкой каплепадения более 60°С и дополнительно вводят твердый эмульгатор сорбитанполиизобутиленсукцинового ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас. %:

продукт конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с
алканоламином	20-80
церезин или его смеси с предельными углеводородами с точкой
каплепадения более 60°С	20-80
сорбитанполиизобутиленсукцинового ангидрида	20-40.

Способ изготовления твердогоэмульгирующего состава по заявляемому изобретению.

Синтез эмульгаторов как продуктов конденсации алкенил (полиизобутилен) янтарных ангидридов с аминопроизводными осуществляется одним из известных способов, приведенных, например, в патентах РФ №2048881, опубл. 07.11.95 или №2155094, опубл. 27.08.00. Полученный в результате реакции конденсации целевой продукт отфильтровывают от примесей и добавляют в него твердый эмульгатор сорбитанполиизобутиленсукцинового ангидрида в количестве 20-40 мас. %. Предварительно в реакторе с мешалкой расплавляют церезин или его смеси с предельными углеводородами с точкой каплепадения более 60°С при температуре 90-100°С и добавляют от 20 до 80 мас. % полученную смесь эмульгаторов. Полученный эмульгирующий состав выливают в картонную тару или выпускают в виде брикетов. Готовый продукт может быть в дальнейшем расплавлен и использован для получения промышленного взрывчатого вещества.

В качестве предельных углеводородовс точкой каплепадения более 60°С могут быть использованы петролатум, парафин, микрокристаллический воск и др.

Примеры осуществления заявляемого изобретения.

Испытания и эффективность действия эмульгирующего состава по заявляемому изобретению проводили при получении эмульсионного ПВВ следующего состава, мас. %:

аммиачная селитра	67,
натриевая селитра	14,
вода	12,
эмульгирующий состав	4-10.

При этом сравнивали образцы эмульсии, содержащие в качестве эмульгатора продукт конденсации алкенил (полиизбутилен) янтарного ангидрида с алканоламином (триэтаноламином) и с добавками стабилизаторов согласно пат. РФ №2123488: обр. 1 с петролатумом, обр.2 с парафином и обр. 3 с битумом.

Образцы эмульсионного ПВВ получали по следующей методике: в термостойкий сосуд помещали навески аммиачной и натриевой селитр и воды. Сосуд с содержимым нагревали до полного растворения компонентов и выдерживали до получения эмульсии при температуре 95±5°С. В обогреваемый с помощью термостата реактор, снабженный устройством для перемешивания, помещали навески твердого эмульгирующего состава и расплавляли при температуре 95±5°С. Горючую фазу также нагревали до 95±5°С и при включенной мешалке приливали раствор окислителя в течении одной минуты. Далее продолжали процесс эмульгирования в течение 3 минут и после проводили исследования полученной эмульсии. Качество получаемой эмульсии оценивали по следующим характеристикам:

1. По электрической емкости датчика, погруженного в эмульсию при температуре 85±5°С в пикофарадах (пФ), фиксируемая измерителем емкости, например Е7-8.

2. По технологической стабильности эмульсии при повышенной температуре 85±5°С за 6 часов выдержки при ней. В данном случае образец считается выдержавшим испытание, если через 6 часов электрическая емкость датчика не превысит 150 пФ.

3. По реологическим характеристикам или консистенции состава при температуре применения или окружающей среды.

Результаты испытаний свойств эмульсий получаемых ЭВВ представлены в таблице 1.

Полученные в результате опытов данные обобщены в таблице, из которой видно, что применение твердого горючего (церезин или его смеси) и твердого эмульгатора в эмульгирующем составе позволяет получить требуемые характеристики эмульсии, повышает стабильность ЭВВ и одновременно увеличивается гарантийный срок хранения, в т.ч. при низких температурах. Твердая форма ПВВ препятствует расслоению эмульсии. Кроме того, твердый эмульгирующий состав позволяет сохранять форму сформованного ПВВ после заливки в виде патронов и шашек.

Эмульгирующий состав для изготовления эмульсионных взрывчатых веществ, содержащий твердый эмульгатор – сорбитанполиизобутиленянтарный ангидрид – или его смесь с продуктом конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином и стабилизатор – церезин – или его смесь с предельными угдеводородами с точкой каплепадения более 60°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сорбитанполиизобутиленянтарный ангидрид	20-40
продукт конденсации полиизобутиленянтарного ангидрида с алканоламином	0-60
церезин или его смесь с предельными углеводородами с точкой каплепадения более 60°С	20-80