[发明专利]聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炸药乳化剂，特别是涉及一种生产乳化炸药的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂及其制备方法。

背景技术

乳化剂在乳化炸药中起到关键性的作用，乳化剂使氧化剂水相和燃料油相形成油包水型乳化炸药基质，乳化剂的性能决定着乳化炸药的爆炸性能以及储存性能等。

目前，乳化炸药生产过程中使用比较广泛的乳化剂主要是SPAN-80和聚丁烯丁二酰亚胺(单挂、双挂以及多挂)两类乳化剂。SPAN-80的优点是易乳性能较好，即在较低的转速就能起乳，但是其分子结构中含有双键，被氧化后容易破乳、析晶，使得由其制备的乳化炸药储存时间相对较短。而聚丁烯丁二酰亚胺类乳化剂的优点是由其制备的乳化炸药相对较为稳定，储存时间相对较长，一般为半年以上。但是乳化性能相对较差，较难起乳化作用。为保证乳化剂的乳化性能及稳定性，生产中常将上述两种乳化剂混合使用。高分子乳化剂（T152）作为最典型的聚丁烯丁二酰亚胺类乳化剂，生产中常与SPAN-80复配使用，但是发明人经研究发现，复配使用后的乳化剂的稳定性仍不尽如人意，因此发明一种稳定性更好的聚丁烯丁二酰亚胺类乳化剂具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种稳定性能优良，适用于制备储存时间较长的乳化炸药的乳化剂，以及这种乳化剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂，所述聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂这样制备：取聚异丁烯丁二酸酐与胺化试剂进行胺化反应得到聚异丁烯丁二酰亚胺，所得聚异丁烯丁二酰亚胺再与季铵化试剂进行季铵化反应，即得。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述聚异丁烯丁二酸酐与胺化剂的摩尔比为1.0:0.95-1.0:1.2；所述聚异丁烯丁二酰亚胺与季铵化试剂的摩尔比为1.0:0.95-1.0:1.5。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述胺化反应过程还加入了胺化稀释油，所述胺化稀释油为有机溶剂。

上述有机溶剂为甲苯、二甲苯、正辛烷、壬烷、葵烷、白矿油、机械油或基础油。其中，当稀释油为白矿油、机械油或基础油时，加入的量为聚异丁烯丁二酸酐质量的30%-50%。当稀释油为甲苯、二甲苯、正辛烷、壬烷或葵烷时，加入的量为聚异丁烯丁二酸酐质量的50%-200%。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述季铵化反应过程还加入了季铵化稀释油，所述季铵化稀释油为有机溶剂，或有机溶剂与乙醇或异丙醇的混合溶剂。

上述有机溶剂与乙醇或异丙醇的质量比为1.0:0.25-1.0:2.0。

上述有机溶剂为甲苯、二甲苯、正辛烷、壬烷、葵烷、白矿油、机械油或基础油。有机溶剂的添加量以维持胺化反应即可。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述聚异丁烯丁二酸酐的分子量为500-3000。

具体地说，所述聚异丁烯丁二酸酐的分子量为800-2000。

更具体地说，所述聚异丁烯丁二酸酐的分子量为1000-1500。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述胺化试剂为：分子中同时具有伯胺基团和叔胺基团的二胺类物质。

具体地说，所述胺化试剂为：N,N-二甲基-1,3-丙二胺、N,N-二甲基-1,2-乙二胺，N,N-二乙基-1,3-丙二胺或N,N-二甲基对苯二胺。

更具体地说，所述胺化试剂为：N,N-二甲基-1,3-丙二胺。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂中，所述季铵化试剂为硫酸二甲酯，硫酸二乙酯，3-氯-1,2-丙二醇，氯乙酸钠，氯乙基磺酸钠或溴乙基磺酸钠。

具体地说，所述季铵化试剂为硫酸二乙酯，3-氯-1,2-丙二醇，氯乙酸钠或氯乙基磺酸钠。

前述的聚异丁烯丁二酰亚胺季铵盐乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

①胺化反应过程：将聚异丁烯丁二酸酐投入反应器，添加稀释油，搅拌，升温至30-80℃，滴加胺化试剂，滴加完毕后，继续反应0.5-2.0h后，升温至100-180℃，在真空度为0.02MPa-0.09MPa下，反应至酸值基本不变时，结束反应，得到聚异丁烯丁二酰亚胺；

②季铵化反应过程：将步骤①胺化反应得到的聚异丁烯丁二酰亚胺投入反应器，添加稀释油，升温至50-100℃时，滴加季铵化试剂，非液体的季铵化试剂先溶解在溶剂里再滴加，滴加完毕后，继续反应至胺值基本不变时结束反应，即得。

本发明中，胺化反应与季铵化反应过程加入稀释油，更有利于反应物充分混合均匀。