全慧鋒

（山西同德化工股份有限公司，山西 忻州 036599）

引 言

乳化炸藥泛指一類用乳化技術制備的油包水（W/O）型抗水工業(yè)炸藥，以氧化劑水溶液的微細液滴為分散相，懸浮在含有分散氣泡或空心玻璃微球或其他多孔性材料的油類物質構成的連續(xù)介質中，形成一種油包水型的特殊乳化體系［1-2］。形成乳化炸藥的油相材料是乳化炸藥不可缺少的重要組分［3-5］。經(jīng)驗表明，如果油相材料選擇得當，不僅能提高爆炸性能和儲存穩(wěn)定性，而且能降低成本，達到事半功倍的效果。它的質量和性能直接關系到乳化炸藥的藥態(tài)、爆炸性能和穩(wěn)定性［6-7］。

目前，乳化炸藥生產(chǎn)中使用的油相材料包括石蠟、地蠟、松香、凡士林和機油等［8-9］。隨著石油資源的日益短缺，這些原材料的價格不斷上漲，從而使得乳化炸藥生產(chǎn)成本持續(xù)上升。為降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高資源的有效利用，本文擬采用價格低廉的煉油副產(chǎn)品替代目前使用的油相材料制備乳化炸藥，考察其在乳化炸藥生產(chǎn)中的適用性。

1 乳化炸藥的制備

實驗中采用的煉油副產(chǎn)品外觀呈黑色凝膠狀，室溫下流動性較差，有瀝青氣味，黏度46.85mm2/s（100 ℃）。

乳化炸藥的制備方法如下：按配比稱取一定量的乳化劑和油相材料，在不銹鋼杯中加熱熔化，形成油相，溫度保持在115℃～125℃；將硝酸銨和硝酸鈉在水中加熱溶解，形成水相，溫度保持在120℃～125℃；將油相置于乳化器中，開啟攪拌，設定轉速150r/min，緩慢加入水相；待水相加完并成乳后，將轉速提高至1 450r/min攪拌1min，得乳化基質；將乳化基質冷卻至50℃進行敏化，得到乳化炸藥。乳化基質配方見表1，敏化劑配方見表2。

表1 乳化基質的配方

表2 敏化劑的配方

2 結果與討論

2.1 煉油副產(chǎn)品成乳性能研究

采用煉油副產(chǎn)品替代生產(chǎn)線配方中的石蠟、凡士林和機械油進行乳化實驗，成乳情況如表3所示。

表3 成乳情況

實驗結果發(fā)現(xiàn)，由于煉油副產(chǎn)品黏度太高，遠高于目前所用油相材料的黏度（4.7mm2/s，100 ℃），所以乳化時分散相難以進入到油相中，而且乳化劑在油相中流動速度減慢，導致乳化效果下降，使得此種情況下難以形成乳化基質。

2.2 煉油副產(chǎn)品和石蠟復配后的成乳情況

由于煉油副產(chǎn)品較高的黏度影響了它的成乳性能，所以需將煉油副產(chǎn)品和其他黏度較小的物質復配。降低煉油副產(chǎn)品黏度后測試成乳效果。石蠟是乳化炸藥中較為常用的石油產(chǎn)品，黏度比較小（3.95mm2/s，100℃），故采用石蠟和煉油副產(chǎn)品復配，結果如表4所示。

表4 石蠟和煉油副產(chǎn)品復配后的成乳情況

將煉油副產(chǎn)品和石蠟復配后，黏度明顯降低，乳化情況有所改善。當復配的油相黏度在8.00mm2/s以上時，在乳化的后半階段，水相難以進入油相中，需提高轉速才能繼續(xù)乳化，所以油相材料的黏度控制在8.00mm2/s以下比較合適。但是，石蠟加入較多，乳化基質比較干、硬，沒有彈性，易成粉，對乳化炸藥的裝藥和儲存有一定的影響。

2.3 煉油副產(chǎn)品和其他蠟復配的成乳情況

加入石蠟后，雖然降低了煉油副產(chǎn)品的黏度，提高了成乳性能，但僅采用石蠟，乳化基質比較干、硬，故采用其他蠟和煉油副產(chǎn)品進行復配。分別采用南陽蠟、茂名蠟和煉油副產(chǎn)品復配，黏度的變化如表5所示。

油相材料配方 黏度（100℃）/mm2·s-1煉油副產(chǎn)品20%，南陽蠟3＃80% 8.54 80% 8.06煉油副產(chǎn)品40%，南陽蠟3＃60% 8.90煉油副產(chǎn)品60%，南陽蠟3＃40% 9.30煉油副產(chǎn)品40%，南陽蠟2＃60% 10.40煉油副產(chǎn)品60%，南陽蠟2＃40% 10.75煉油副產(chǎn)品80%，南陽蠟2＃20% 17.39煉油副產(chǎn)品20%，南陽蠟2＃80% 9.50煉油副產(chǎn)品40%，茂名蠟60% 9.17煉油副產(chǎn)品20%，茂名蠟

南陽蠟2＃、3＃以及茂名蠟在100℃的黏度分別為5.5、7.4、6.6mm2/s，其降低新油黏度的效果不如石蠟，選擇黏度在8mm2/s左右的配方，并考慮復配后油相材料的成本，采用煉油副產(chǎn)品含量在40%和60%的配方進行乳化實驗，結果如表6。

表6 煉油副產(chǎn)品和不同蠟復配后的乳化實驗

由表6可知，雖然黏度比較接近，但只有茂名蠟和煉油副產(chǎn)品油的配方能成乳。原因可能在于，相比于南陽蠟，茂名蠟中含有較多的微晶蠟成分，油膜柔韌性更好，在攪拌下進入油相的分散相小液滴能穩(wěn)定存在。

2.4 煉油副產(chǎn)品配方的進一步調整

根據(jù)前述實驗結果，降低黏度以及存在一部分微晶蠟有助于提高煉油副產(chǎn)品的成乳性能，故表7實驗在降低煉油副產(chǎn)品黏度的基礎上加入微晶蠟進行。

表7 不同配方油相材料的乳化實驗

由表7可知，添加微晶蠟后成乳性能有較大的改善，在乳化的后半段水相也較易進入油相中，同時，加入一部分32＃機械油（4.5mm2/s，100 ℃），將油的黏度降低到8mm2/s以下，成乳性能得到了提高。

3 煉油副產(chǎn)品形成的乳化基質的溶損實驗

采用微晶蠟、石蠟、機械油等與煉油副產(chǎn)品復配，煉油副產(chǎn)品成乳能力得到提高。但是，對于乳化炸藥而言，乳化基質的穩(wěn)定性也同樣重要。本實驗通過測試乳化基質經(jīng)高低溫后的溶損性來判斷煉油副產(chǎn)品對乳化炸藥儲存穩(wěn)定性的影響。

將經(jīng)高低溫循環(huán)（50℃儲存1h，-30℃儲存1h為1次高低溫循環(huán)）后的乳化基質放入裝有100mL蒸餾水的燒杯中，在50℃下儲存14h，測試硝酸銨的析出量。硝酸銨析出得越多，乳化基質穩(wěn)定性越差［2，10］。

3.1 乳化轉速為1 450r/min時形成的乳化基質的溶損實驗（見表8）

由表8可知，經(jīng)15個高低溫循環(huán)，油相材料配方為煉油副產(chǎn)品40%、32＃機油40%、微晶蠟20%，所形成的乳化基質溶損小于目前生產(chǎn)線所用配方，乳化基質呈現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。僅以煉油副產(chǎn)品和石蠟作為油相材料時，乳化基質的溶損最高，體現(xiàn)出了較差的穩(wěn)定性。但以同樣的比例，采用茂名蠟和煉油副產(chǎn)品復配作為油相材料，由于茂名蠟中含有一部分微晶蠟，乳化基質的穩(wěn)定性有所提高。

表8 乳化基質的溶損實驗

3.2 乳化轉速為870r/min時形成的乳化基質的溶損實驗

低轉速下乳化基質的溶損性如表9所示。采用1＃油相材料配方形成的乳化基質溶損性優(yōu)于生產(chǎn)線配方，體現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性。但是，往其中加入10%石蠟后，硝酸銨析出量大幅提高。

表9 870r/min下乳化基質的溶損實驗

4 煉油副產(chǎn)品的敏化情況

采用煉油副產(chǎn)品40%、32＃機油40%、微晶蠟20%的配方作為油相制備乳化基質，將乳化基質的溫度冷卻至50℃，按配比加入敏化劑進行敏化。30min后測試乳化基質的密度為1.17g/mL，敏化情況和生產(chǎn)線油配方相似（1.15g/mL），說明該煉油副產(chǎn)品對乳化炸藥敏化工藝有較強的適應性。

5 結論

本文所采用的煉油副產(chǎn)品在乳化炸藥中具有良好的應用效果。將煉油副產(chǎn)品和微晶蠟、機油進行復配，所形成的乳化基質乳化效果較好。相比于目前生產(chǎn)線所用的油相材料配方，煉油副產(chǎn)品所形成的乳化基質具有較好的穩(wěn)定性，即使在低轉速下也體現(xiàn)了較低的溶損和較高的穩(wěn)定性。同時，煉油副產(chǎn)品形成的乳化基質對敏化工藝和配方適應性強。

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