乳化炸藥中專用復合乳化劑及復合蠟的質量與安全探討

張德鋁

摘 要：介紹了乳化炸藥中專用復合乳化劑和復合蠟質量的重要性，并闡述了其質量會在乳化炸藥生產過程中的乳化、冷卻、敏化階段影響乳化炸藥產品質量的穩定性和安全性。

關鍵詞：乳化炸藥；復合乳化劑；復合蠟；安全性

中圖分類號：TQ560.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）20-0041-02

1 概述

乳化炸藥專用乳化劑和復合蠟是指應用在乳化炸藥中，在乳化炸藥中形成水包油——“油膜”的一類產品。乳化炸藥敏化前的半成品，即乳化基質，是一種高內相比（>90%）、高密度、易析晶破乳且形態為黏稠狀的高度分散的、熱力學不穩定體系的乳狀液，油水比界面積非常高。復合乳化劑和復合蠟是乳化炸藥中的核心組分，雖然只占乳化體系的7%左右，但是，它們的質量和理化性能卻關系到乳化炸藥的穩定性、安全性和乳化炸藥的爆轟性能。

經過幾年的努力，乳化炸藥生產工藝和設備能力在產能上有了很大的提高，生產能力基本上達到了12 000 t/a。而我國工業炸藥年產銷量達4×106 t以上，其中，乳化炸藥已經占據了工業炸藥的半壁江山，達到了2×106 t左右。乳化炸藥作為工業炸藥中重點發展的民爆產品，在“十二五”期間，其生產技術將是重點研究的對象。目前，國內乳化炸藥生產線的產能大多在2.5～3.5 t/h，在今后的發展過程中，其年產量要達到2×104～3×104 t，每小時產能要達到7.0～9.0 t。這就對乳化炸藥復合乳化劑和復合蠟的質量提出了更高的要求，它們不但要滿足安全要求，還要確保產品質量，達到產能要求。如果按照復合乳化劑和復合蠟在乳化炸藥中的使用量為6.5%計算，其市場規模在1.3×105 t左右。從目前的情況看，乳化炸藥在工業炸藥中所占的市場份額有逐年遞增的趨勢，所以，相應的專用乳化劑和復合蠟的使用量也會逐漸增大。但是，隨著乳化炸藥產量的逐年增大，市場上出現了質量參差不齊的復合乳化劑和復合蠟，將其應用在乳化炸藥中，顯現出了一系列的問題。

2 復合乳化劑和復合蠟的質量

復合乳化劑的質量控制主要取決于所復配的原料質量，其理化指標主要是指其外觀狀態、酸值、皂化值、羥值和黏度等。這些指標符合標準后，最主要的就是觀察其乳化效果，即乳化穩定性和安全性，其判定依據是使用小批量的乳化基質儲存穩定性低溫至室溫循環法，以此檢驗其穩定性。同時，還包括比較常用的是加速老化法、電導法、電子顯微鏡法、DSC法和離心分離法等。它們都是通過加劇分子的布朗運動來增加乳化液滴的碰撞機會。雖然這些方法的原理不同，但是，其目的都是為了促使分散相的乳化液滴聚合，以便較快地判斷乳狀液的穩定性。

現在有的廠家稱，其復合乳化劑的乳化活性物能達到99%，其實，這是不可能達到的，原因是在復合乳化劑中有一定的中性油存在，將其水解后發現有部分三甘油存在，這足以證明乳化活性物中存在中性油成分。中性油是原材料中因為分離不徹底而伴生的成分，它是沒有乳化性能，混合在復合乳化劑中也不可能有乳化活性。在復合乳化劑中，應充分重視運動黏度指標。在乳化炸藥中使用復合蠟和復合乳化劑時，雖然復合蠟的黏度指標對乳化炸藥的影響要大于復合乳化劑的黏度指標，但是，復合乳化劑的黏度會影響乳化炸藥儲存的穩定性和安全性。

復合蠟是屬于石油加工后各種產品或半成品的混合物，它在乳化炸藥中作為還原劑參與爆轟反應，并提供爆轟所需的熱值。其質量指標體系包括外觀、閃點、針入度、運動黏度、滴（熔）點、含油率、機械雜質和水分等。其中，運動黏度、滴（熔）點、含油率和針入度是比較關鍵的指標，只有合適的黏度、含油率、針入度和滴熔點才能在乳化炸藥中作為油相使用，才能使乳化炸藥的“油膜”具有良好的包覆性、氧平衡值和比較好的化學發泡敏化或珍珠巖敏化黏度。

總之，要把控復合乳化劑和復合蠟的質量，首先就要控制好原材料的質量，然后控制好生產完成后理化指標的情況，而其應用效果主要取決于乳化穩定性和安全性。

3 復合乳化劑和復合蠟的安全性

上面已經指出，乳化炸藥屬于高內相比和高度不穩定的熱力學體系。復合乳化劑和復合蠟在乳化炸藥中的使用牽涉到其使用的安全性和儲存的穩定性。

在乳化炸藥制造過程中，復合乳化劑和復合蠟在乳化器中高度分散、剪切和乳化。將含油率過高的復合蠟在此高度分散、剪切和乳化不是很安全，因為受輕質油成分和閃點值的影響，在高度剪切的過程中會伴隨摩擦，進而引起潛在的不穩定性。在乳化基質的冷卻過程中，以前采用的浸水式冷卻和鋼帶式冷卻，由于其黏度會產生劇烈的變化，所以，如果使用達不到理化指標的復合蠟所制造的乳化基質，在冷卻后收料過程中會產生收料刮板壓力，相應地增大破乳概率，從而引起皮帶表面和鋼帶表面的硝酸銨結晶結垢，使整個生產過程存在潛在的安全隱患。如果使用運動黏度和含油率過低的復合蠟，也會在后續冷卻后出現乳化基質和珍珠巖混拌不均的情況，給乳化炸藥的生產過程埋下安全隱患，降低乳化炸藥的初始性能。

使用達不到理化指標的復合乳化劑和復合蠟生產出的乳化炸藥，雖然其初始性能也許不錯，但是，由于乳化基質的熱力學不穩定，使得乳化炸藥很容易出現性能衰減和破乳失效的情況，輕則表面層破乳，影響爆炸性能，重則使乳化炸藥完全破乳失效而產生拒爆。曾經發生過此類事故，由于復合蠟的運動黏度不夠或過多，在其儲存過程中，由于乳化炸藥的穩定性很差，很容易引起破乳，堆垛的乳化炸藥箱體會出現熱積累，導致乳化炸藥出現自然的現象，進而引發嚴重的安全事故。

4 總結

乳化炸藥國家標準對其有比較嚴格的質量要求。現在有些廠家為了降低成本，使用一些不合格的原材料，這為生產過程埋下了不安全因素，并降低了產品的儲存性能。雖然炸藥的初始性能尚可，但是，一個月或兩個月后，乳化炸藥的爆轟性能會衰減得很快，甚至會完全失效，而在使用過程中拒爆或半爆的乳化炸藥也會引發潛在或明顯的安全事故。

參考文獻

[1]汪旭光.乳化炸藥[M].北京：冶金工業出版社，1993.

〔編輯：白潔〕