CN102675006B

CN102675006B - 一种乳化炸药用乳化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102675006B
Application number: CN201210188898.0A
Authority: CN
Inventors: 许虎君; 罗强章; 宋春丽
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: JIANGXI GANZHOU GUOTAI SPECIAL CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: CN102675006A

Abstract

本发明涉及一种主要用于乳化炸药的乳化剂及其制备方法，所述的乳化剂是由聚烃基丁二酸酐与聚甘油进行酯化反应得到的聚烃基羧酸聚甘油酯型乳化剂，其中，聚烃基的分量为500～3500，聚甘油的聚合度为2～12。本发明所述的乳化剂乳化性能良好，制备乳化炸药时，比较容易形成乳状液而且使乳化炸药存储稳定性能得到提高，适用于制备储存时间较长的乳化炸药。

Description

一种乳化炸药用乳化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种主要用于制备乳化炸药的乳化剂及其制备方法。

背景技术

乳化剂是乳化炸药工业中用到的一种关键性重要成分，使氧化剂水相和燃料油相形成油包水型乳化炸药基质而且还具有分散等效果；乳化剂的性能决定着乳化炸药的爆炸性能以及储存性能。

目前，乳化炸药生产过程中用到的乳化剂主要是SPAN-80和聚丁烯丁二亚胺(单挂、双挂)两类乳化剂。SPAN-80的优点是容易起乳化作用，在较低温度和较低转速下就能形成乳胶基质，但是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较短。聚丁烯丁二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，此外其生产原料为多胺，价格相对较高。

开发性能优良而且价格相对较低的高品质乳化剂是目前乳化炸药行业的重要突破口。CN1069097A公开了一种由聚烃基羧酸酐与几种醇胺混合物，如乙醇胺，二异醇胺等制备的乳化剂。CN1158833A公开了由聚烃基羧酸酐和多元醇聚二醇，三乙醇胺，甘油制备的乳化剂。

本发明提出了由聚烃基丁二酸酐与聚甘油进行酯化反应得到的聚烃基羧酸聚甘油酯型高分子乳化剂制备方法。

发明内容

为了解决目前技术的不足以及弥补目前乳化炸药行业所使用的乳化剂的缺陷，本发明提供一种乳化性能优良，稳定性能优良的乳化剂及其制备方法。

本发明所述的乳化剂的主要组成结构为：

其中，R为聚烯基，其分子量为500～3500，最好为800～1500；

R₁为：

其中，n＝2～12。

本发明所述的乳化剂及其制备方法所用的聚烯为聚异丁烯，聚丁烯，聚丙烯，以及乙烯-丙烯的共聚物；所用的聚甘油的聚合度n为2～12。

本发明所述的乳化剂的制备方法，制备过程为：

将聚烯基丁二酸酐，聚甘油，催化剂以及稀释油混合均匀，在氮气保护或是在真空状态(-0.02MPa～0.08MPa)下，于60～160℃下反应2～12h，得到本发明所述的聚烃基丁二酸聚甘油酯型乳化剂。

本发明所述的乳化剂的制备方法中，所用到的催化剂为对甲基苯磺酸、KOH、NaOH、NaOCH₃、NaOCH₂CH₃等，催化剂的浓度为聚烃基丁二酸酐与聚甘油总质量的0.5～3％，或是过程中不添加催化剂，直接进行反应；所加入的稀释油为甲苯、二甲苯、辛烷、壬烷、葵烷、白矿油、机械油等芳香族或脂肪族烃类有机溶剂，或是制备过程不加入稀释油，直接进行反应；本发明所述的乳化剂的制备方法中，所用的聚烃基丁二酸酐与聚甘油的摩尔比为1∶0.3～1∶2.5。

本发明具有如下优点：

1、本发明制备的乳化剂具有乳化性能优良，稳定性能良好，适用于乳化炸药行业。

2、本发明采用聚甘油为原料，制备得到的聚甘油酯乳化剂的极性基团亲水性可以通过聚甘油聚合度来调节，可以满足不同乳化炸药配方对乳化剂极性基团亲水性的要求。

3、由于聚甘油的成本相对较低，而且其相对分子质量较大，使得生产总质量相同的乳化剂，由本发明提出的制备方法制备得到的乳化剂的成本比聚异丁烯丁二酰亚胺的低。

附图说明

图1为原料聚异丁烯丁二酸酐的红外光谱图。

图2为实施例2所制备的乳化剂的红外光谱图。

具体实施方式

实施例1

将皂化值为108.86mg/gKOH的聚异丁烯丁二酸酐(Mn＝1030g/mol)80g，六聚甘油20g和正辛烷80g混合，在氮气保护下，升温至80℃，搅拌反应4h，反应结束后，除去溶剂，得到得到本发明所述的乳化剂P1。

实施例2

将皂化值为108.86mg/gKOH的聚异丁烯丁二酸酐(Mn＝1030g/mol)80g，六聚甘油35g和正辛烷100g混合，并加入质量(酸酐和聚甘油总质量)分数为1.0％的催化剂对甲基苯磺酸，在氮气保护下，升温至120℃，搅拌反应2.5h，反应结束后，除去溶剂，得到本发明所述的乳化剂P2。

实施例3

将皂化值为108.86mg/gKOH的聚异丁烯丁二酸酐(Mn＝1030g/mol)80g，六聚甘油70g和正辛烷120g混合，并加入质量(酸酐和聚甘油总质量)分数为1.5％的催化剂对甲基苯磺酸，在氮气保护下，升温至130℃，搅拌反应9.0h，反应结束后，除去溶剂及未反应甘油，得到本发明所述的乳化剂P3。

实施例4

将皂化值为108.86mg/gKOH的聚异丁烯丁二酸酐(Mn＝1030g/mol)80g，三聚甘油19g和正辛烷80g混合，并加入质量(酸酐和聚甘油总质量)分数为1.0％的催化剂对甲基苯磺酸，在氮气保护下，升温至120℃，搅拌反应2.5h，反应结束后，除去溶剂，得到本发明所述的乳化剂P4。

实施例5

将皂化值为108.86mg/gKOH的聚异丁烯丁二酸酐(Mn＝1030g/mol)80g，三聚甘油38g和正辛烷120g混合，并加入质量(酸酐和聚甘油总质量)分数为1.5％的催化剂对甲基苯磺酸，在氮气保护下，升温至130℃，搅拌反应9.0h，反应结束后，除去溶剂及未反应甘油，得到本发明所述的乳化剂P5。

当然，上述实施例只是对本发明作进一步说明，其主要目的是为了更好地理解本发明的内容，实施例并不限制本专利的保护范围。

取少量原料聚异丁烯丁二酸酐与实施例2制备的反应物做红外分析，如图1和图2所示，2960cm^-1和2894.cm^-1附近出现的吸收峰为甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰，1472cm^-1附近的为亚甲基弯曲振动峰，1389cm^-1和1366cm^-1附近为叔丁基的特征峰，1229cm^-1附近的为C-O伸缩振动峰，这些为原料聚异丁烯丁二酸酐及其酯类衍生物均存在的吸收峰。在图1中，1866.1cm^-1和1786.9cm^-1附近的为五元环状酸酐的不对称与对称伸缩振动峰，是聚异丁烯丁二酸酐的特征吸收峰；与图1相比，图2的主要区别是在3387.1cm^-1附近出现一组宽的吸收峰，此为羟基的特征峰；1736.3cm^-1附近的为酯类羰基特征峰，这说明制备了聚异丁烯丁二酸聚甘油酯，1786.9cm^-1和1866.1cm^-1和1786.9cm^-1附近没有出现吸收峰，说明酸酐已经基本反应完全。

将上诉制备的乳化剂代替成熟配方中的高分子乳化剂(T152)用来制备乳化炸药基质，用高低温循环法测定乳化炸药基质的稳定性，以表征其储存稳定性，乳化剂性能如见表1所示。

表1乳化炸药基质稳定性能

序号	乳化剂名称	高低温循环次数
			1	P1	12
2	P2	12
			3	P3	11
4	P4	10
			5	P5	9
6	T152	8

由表1可以看出，用上诉制备的乳化剂代替原配方中高分子乳化剂T152，制备得到的乳化炸药基质，稳定性能更好，因此，本发明所述方法制备的乳化剂适合用于制备储存时间较长的乳化炸药。

Claims

1.一种主要用于乳化炸药的乳化剂，所述的乳化剂是由聚烃基丁二酸酐与聚甘油进行酯化反应得到的产物，其特征在于主要组成结构为：

其中，R为聚烯基，其分子量为800-1500；

R₁为：

其中，n＝2～12。

2.按权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所用的聚烃基为聚异丁烯、聚丁烯、聚丙烯或者乙烯-丙烯的共聚物。

3.按权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，所用的聚甘油的聚合度n为2～12。

4.按权利要求1所述的乳化剂，其特征在于，制备过程为：将聚烯基丁二酸酐，聚甘油，催化剂以及稀释油混合均匀，在氮气保护或是在真空状态下，于60～160℃下反应2～12h，得到所述的聚烃基丁二酸聚甘油酯型乳化剂。

5.按照权利要求4所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所用到的催化剂为对甲基苯磺酸，KOH，NaOH，NaOCH₃，NaOCH₂CH₃；其中，催化剂的质量为聚烃基丁二酸酐与聚甘油总质量的0.5～3％，或是制备过程不加入催化剂，直接进行反应。

6.按照权利要求4所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，聚烃基丁二酸酐与聚甘油的摩尔比为1∶0.3～1∶2.5。

7.按照权利要求4所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所加入稀释油为甲苯、二甲苯、辛烷、壬烷、葵烷、白矿油、机械油中的一种或两种以上的混合物；其中，所加入稀释油的质量为聚烃基丁二酸酐质量的0.5～2.5倍，或是制备过程不加入稀释油，直接进行反应。