[发明专利]高强度塑料导爆管制造材料

说明书

本发明涉及到一种制造高强塑料导爆管的高分子材料，确切地说是“高强度塑料导爆管制造材料”。包括单层高强度塑料导爆管制造材料、双层复合高强度塑料导爆管内层管制造材料和外层管制造材料、外层管无记忆制造材料。 

发明背景：塑料导爆管的概念：根据我国部颁标准，塑料导爆管是以爆速传递爆轰波起爆各种工业雷管。国外专利提出的概念a Shock wave conductor，既是一种传递冲击波的导体。它是由外经≥3mm内径＜2mm的塑料管，管内表面用高能活性材料(一种炸药)涂敷，一端连接雷管，一端连接起爆器构成。起爆(施加一定强度的激发冲量)后的高能粒子以爆轰波(冲击波)阵面在管内传播，引爆另一端雷管，该过程称为传爆，爆轰波阵面在管内传播的速度(m/s)称为导爆管的爆速。其优点是可以远距离、用体积很小的电子仪器起爆.这种塑料导爆管与以前的导火索或电引火起爆相比，具有十分突出的优点，它可以在有瓦斯、煤尘及矿尘爆炸危险的环境中使用，它起爆速度快(2000米/秒)，使用时不受距离限制(从几米到几千米)，使用安全可靠(耐电场，耐冲击，防水，耐高低温)，传爆性能可靠(可同时起爆50根塑料导爆管)，适应大型爆破作业，是爆破技术领域的创新技术。因此，近几年来，国内外很多厂家纷纷效仿制作，由于塑料导爆管特殊的使用条件要求和成型工艺要求，使制造塑料导爆管的材料成为技术关键.国内一些较大的科研单位和厂家相继进行研究，但现在尚未见到有关这方面的更创新的报道。 

现有的塑料导爆管制造材料有四种：一种是聚乙烯；二是以聚丙烯(PP)为基材料的改性塑料；三是surlyn(乙烯-丙烯酸共聚物的离子聚合物)材料；四是现在日本推出的尼龙材料。Surlyn材料是美国DU PONT公司独家生产的用于制造双层高强度塑料导爆管里层管制造材料，世界唯一的一种用于塑料导爆管的离子聚合物材料，用它做的导爆管的拉伸强度、韧性、对药粉的吸附性、耐柴油等的综合性能，没有其它材料能与之可比，但是，售价高的惊人，达到3～4万元/吨人民币。近几年国内研制塑料导爆管材料的科研单位或工厂，曾用过聚氯乙烯(PVC)改性、尼龙(PA)改性、聚丙烯(PP)改性、高密度聚乙烯(HPPE)改性和线性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯等材料制造导爆管，虽然取得一些效果，但是在材料综合性能指标上都存在缺点，不能很好的满足导爆管的制造工艺和使用要求，筛选结果，即剩下了三种国内惯用的导爆管制造材料。1.低密度聚乙烯(LDPE)材料。用于制造低级塑料导爆管，主要取其价格低、便宜。该材料强度低、耐高温性能差、是非极性聚合物、分子支链多和密度低，用它制成的导爆管拉伸强度低、管壁耐冲击破坏能力小、管壁对药粉吸附量少、药粉易迁移、透湿性大、耐腐蚀性差，只能用于一般药孔小而浅、装药少的地面上小型、操作距离近的小型爆破；2.聚丙烯改性制造的高强度导爆管，用于地面地下大型爆破，药孔大(直径达300mm)、深(达12m)，灌装乳化炸药，药温达80℃，要求导爆管拉伸强度大；耐高温性能好，在80℃温度下加4kg拉力，拉伸一分钟，其拉伸永久变形要≤10％；耐高温乳化炸药介质(含硝酸铵和柴油)腐蚀。存在的问题是，聚丙烯玻璃化温度15℃，分子链段上有较大的侧基(-CH₃)，属于非极性聚合物，虽经改性有改善而本性难移，用它制造的导爆管表现为，在15℃以下的温度环境里表现为模量大、伸长小，即硬脆、耐低温性能不好，由于侧基它不具备像聚乙烯那样的柔顺性，卡住管的一点折180℃，折痕深而不能回复，失去传爆能力，据用户说冬天使用这种导爆管像弹簧，投放管时反弹严重，不小心有折断现象。管内壁对药粉吸附能力差，药粉易迁移，影响管的传爆性能。3.近几年，也有人引进国外高强度导爆管制造技术，如山东某公司引进澳大利亚技术，生产柔顺性特别好的“无记忆”复合高强度塑料导爆管，该导爆管的缺点是，拉伸强度低，耐高温性 能差，不耐柴油，不能用于乳化炸药爆破。也有国外高强度塑料导爆管产品投放中国内市场，如瑞典产品、美国产品。瑞典产品，内层管用Surlyn材料制造，外层管用改性聚丙烯制造，该产品的缺点是耐低温性能不好、耐折性不好。美国产品，内层管用Surlyn材料制造，外层管用改性高密度聚乙烯制造，该产品无突出的缺点，使用性能比较好。近几年内，国内也有厂家和大科研单位研制双层复合高强度塑料导爆管，但据研究者说，他们缺少导爆管制造材料，外层管用树脂厂生产高密度聚乙烯(HDPE)，用该材料弊病在本说明书后面详述。内层管用树脂厂生产的LDPE，即用一般普通型导爆管做内层管，试验表明，这在技术上存在问题，LDPE软化点低105～110℃，热变性温度只有38.8～49.4℃(0.46Mpa)，在制造复合导爆管引出外层管并向外层管内插入内层管时，外层管经过机头内腔时温度比较高(230℃～250℃)，于是内层管被加热软化，在牵伸外层管时内层管也同时被牵伸，使得在标准之内的管子内径(标准Φ1.2mm)变小，有时甚至管内壁贴在一起堵死管内孔，这时高强度导爆管外观并没有什么变化，看起来很好，但是，它已经失去了传爆能力，这就是有的厂家生产这种高强度导爆管管出售，经常有用户找上门来说“瞎火”的主要原因。并不是被乳化炸药腐蚀侵入造成，因为根据高分子材料被腐蚀的机理，溶剂浸蚀塑料，塑料首先要溶胀，管子要溶胀或变形才能证明是腐蚀溶剂渗入。制造塑料导爆管有其独特的工艺，是单向牵伸，牵伸外径ф3mm左右的细管，材料工艺性要好，否则要断管。制造内层管时，为了向管内添加药粉的安全，机头模具温度不得超过180℃，工艺性好，内壁对药粉吸附性要好，保证药量足、药粉不迁移，内层管材料必须满足这些点。