[发明专利]硝酸铵用防爆剂有效

专利信息
申请号: 200810000654.9 申请日: 2008-01-14
公开(公告)号: CN101333120A 公开(公告)日: 2008-12-31
发明(设计)人: 殷海权;张云升;殷翔;杨前生;任晓雪 申请(专利权)人: 殷海权;山西同德化工股份有限公司
主分类号: C05C1/02 分类号: C05C1/02;C09K3/00
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摘要:
搜索关键词: 硝酸铵 防爆
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种用以制备改性钝化硝酸铵、使其完全失去爆炸性能的表面活性剂,特别是一种制备改性硝酸铵的防爆剂。该防爆剂由抗硬化剂、阻燃剂、熄爆剂和隔爆剂等组成。 

背景技术

硝酸铵既广泛用作农业肥料,又是一种具有可爆炸性的氧化剂,因而它也是工业炸药的主要成分。近年来,国际恐怖分子愈来愈依靠硝酸铵为主要原料制造“土炸药,制造爆炸事端,实施抢劫银行、商场,给社会造成严重不安全因素,所以急需寻求能明显降低硝酸铵爆炸性、又不降低肥效的防爆剂。 

从20世纪60年代开始,世界各国科技人员对降低硝酸铵爆炸性进行了大量研究工作:西欧各国研制成功硝酸铵钙作为硝酸铵的改良品种,改善了硝酸铵热安定差的缺陷,可防止硝酸铵在贮存和运输中引起火灾和爆炸,但由于生产工艺技术和生产设备等原因,此改性方法未推广应用;美国专利3366468报道在硝酸铵中加入5%~10%磷酸一氢铵(MAP)或磷酸二氢铵(DAP)作阻燃剂,并降低硝酸铵在农肥中氮含量,因而降低硝酸铵化肥的爆炸性;中国四川齐达公司连续在2002年~2003年期间,提出二篇发明专利(中国专利申请号为:02156254.7,03117530.9),报道研制了各种防爆剂,采用与美国专利3366468类似技术途径,即采用物理掺混MAP和惰性矿粉来钝化硝酸铵;随后于2004年,另一篇中国专利(专利申请号200410042733.8)报道:由增强剂、钝感剂和稳定剂组成的无机复合粉末防爆剂,添加浓度在3%~10%,其特点是:将无机复合粉末防爆剂加入高塔造粒生成硝酸铵的工艺过程中,认为粉末防爆剂和硝酸铵共晶形成钝化硝酸铵,改善了前人的防爆效果;2005年,中国中北大学采用碱式碳酸镁等单组分抑爆剂来钝化硝酸铵,使制成的铵油炸药的冲击感度爆炸百分数从88%降低到24%。但至今上述各种防爆剂研究探索,均未取得完全成功。存在防爆剂添加用量大、成本高、防爆效果差、改性技术沿用机械掺混途径、产品易结块、肥效降低、适用范围窄等缺陷。面临反恐和国内复肥市场需求,研究硝酸铵的钝化技术和有效的防爆剂,成为急待解决的技术难题。 

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术的不足,设计一种防爆剂使硝酸铵本身改性,不但添加用量小(添加浓度小於2%),可使硝酸铵和可燃剂混合引爆时完全失去爆炸性,而且使防爆结晶或造粒硝铵均具有良好的松散性。 

本发明构思:设计一个组元性能互补、能克服上述背景技术不足的多元复合防爆剂体系,旨在使母液浓度为90%~92%的结晶硝酸铵和防爆剂在结晶机内,通过熔合、真空结晶干燥,得到一种均匀混晶和包膜结构的松散性且抗爆的结晶硝酸铵颗粒分子模型。为此,该复合防爆剂必须由抗硬化剂、阻燃剂、熄爆剂和隔爆剂组成。组成中的抗硬化剂主要防止产品在贮存期内板结,保持产品物理状态呈松散性;阻燃剂是基于热点起爆机理中的“吸热-填充”钝感理论,主要起阻止点火,并阻止热点生成和传递的作用,降低硝酸铵-燃料油系统的引爆率;其中熄爆剂和隔爆剂的设计最为关键:熄爆剂是根据“绝热钝感”理论,选用液态钝感剂,可有效地阻止爆炸的传播,使已引起的爆炸即刻被抑制而衰减或熄灭;隔爆剂是与硝酸铵易生成隔爆膜的防爆涂料。其作用原理是:在生产结晶硝酸铵的真空干燥过程中,该隔爆剂可粘结包胶在硝酸铵粒子表面,形成保护性不渗透膜,有效地将可燃剂柴油与氧化剂硝酸铵粒子分离,从而从本质上阻止了由氧化还原反应产生爆炸的源头,堵截了爆炸的发生。 

根据上述构思:设计一个组元性能互补的多元复合防爆剂体系,起形成隔爆膜的隔爆剂必须采用水溶性低分子量天然或合成聚合物或共聚物,这类材料是:聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、改性淀粉、壳聚糖、羧乙基纤维素钠、木质素磺酸钠、疏松石蜡、改性自胶等;抗硬化剂采用长链脂肪胺或长链脂肪胺无机弱酸盐等阳离子表面活性剂,这类材料是十六、十八烷基伯胺或十八烷基伯胺与无机弱酸(硼酸、甲酸、磷酸)进行中和反应制得;阻燃剂是选用高比热、难燃烧的有机或无机功能化阻燃材料,这类物质是:氯化铵、氢氧化镁、氯化石蜡、卤蜡、六溴环十二烷、十溴二苯醚、磷酸三苯酯、氰尿酸、蜜胺等;熄爆剂是采用液态钝化材料,一般采用液态蜡、十八醇、硅油、甘油、全氟十二烷、液体十八烷等。 

本发明复合防爆剂组成(质量%)为: 

10~40抗硬化剂:十八烷基胺或脂肪酸甘油酯或十八烷胺甲酸盐 

      或十八烷胺硼酸盐; 

4~20阻燃剂:氯化石蜡或十溴二苯醚或氰尿酸或三聚氰酰胺; 

1~5熄爆剂:硅油或全氟十二硅油或石蜡油或液体十八烷; 

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