DOC《乳化炸药用乳化剂》

乳化炸药用乳化剂 第1部分 span―80 编制说明 (征求意见稿) 2017年9月

一、工作简况 任务来源及计划要求 2009年,工业和信息化部办公厅以工信厅科[2009]104号文《工业和信息化部办公厅关于印发2009年第一批行业标准制修订计划的通知》下达了民爆行业标准《乳化炸药用高分子乳化剂标准》(计划编号为:2009-1843T-WJ)的制定计划,该项目由上海路博润国际贸易有限公司主要承担.

计划调整情况 由于该标准技术难度较大,标准的编制工作一直未完成.经研究,乳化剂是民爆行业生产乳化炸药的重要原材料之一,制定行业标准对于乳化炸药生产企业采购、选用合适的乳化剂,保证乳化炸药产品质量有积极作用.同时考虑到标准的覆盖面应涵盖乳化炸药用乳化剂的主流产品,因此将该标准计划进行如下调整: 标准名称调整为:"乳化炸药用乳化剂 第1部分 span-80"和"乳化炸药用乳化剂 第2部分 聚异丁烯马来酸酐(PIBSA)类". 计划完成时间调整为:2017年12月. 本部分由南京理工大学主编、深圳市金奥博科技有限公司、福建民爆化工有限责任公司、荆门市燎原科技开发有限公司、中煤科工集团淮北爆破技术研究院有限公司等单位参加编制.

(三)主要工作过程 2016年初,中国兵器工业标准化研究所在对民爆行业在研标准计划进行梳理过程中,与原主编单位上海路博润国际贸易有限公司确认该标准计划继续执行. 2016年3月9日,中国兵器工业标准化研究所在北京召开了"乳化炸药用高分子乳化剂"标准研讨会,上海路博润国际贸易有限公司、北京理工大学、南京理工大学、湖北凯龙化工集团股份有限公司等13个单位代表参加了会议.与会代表认真研讨了乳化炸药用乳化剂标准的需求、编写难点和编制方案.会议认为乳化炸药用乳化剂标准对于规范乳化剂使用,保证乳化炸药产品质量非常重要,应该投入力量开展标准的编制.建议标准题目改为:乳化炸药用乳化剂;

标准内容涵盖目前民爆行业常用的span―80乳化剂、聚异丁烯马来酸酐类乳化剂(PIBSA),按照这两类产品编制系列标准,其中,span―80乳化剂部分由南京理工大学主编,聚异丁烯马来酸酐(PIBSA)类乳化剂由上海路博润国际贸易有限公司主编. 2016年4月至8月,各主编单位编制初稿.兵器标准所与各参编单位签订合同. 2016年8月19日,中国兵器工业标准化研究所在北京召开了"乳化炸药用乳化剂"标准研讨会,南京理工大学、路博润管理(上海)有限公司珠海实验室等17个单位的代表参加了会议.南京理工大学介绍了《乳化炸药用乳化剂 第1部分 sp-80乳化剂》的编写情况及技术内容.会议认为:标准中所列指标项目合理,由各参编单位把相关数据提供给主编单位,对指标的具体范围做进一步完善,尽量引用易操作、环保的方法标准. 2016年9月至2017年2月,各编制单位按照研讨会讨论结果对初稿对标准进行完善. 2017年2月28日,中国兵器工业标准化研究所在珠海召开了"乳化炸药用乳化剂"标准研讨会,南京理工大学、路博润管理(上海)有限公司珠海实验室等16个单位的代表参加了会议.对标准初稿进行了进一步讨论,会议认为标准两部分的技术指标能够满足乳化炸药用乳化剂的实际要求,体现了行业需求并具有一定的先进性.下一步由四川雅化实业集团和贵州久联民爆器材发展有限公司牵头对SP-80乳化剂标准进行试用,形成试用报告. 2017年3月至7月,四川金雅科技有限公司和贵州巨能化工有限公司牵头对SP-80乳化剂标准进行了试用. 2017年8月,在标准试用的基础上,主编单位和兵器标准所对标准进行了进一步完善,形成征求意见稿.

二、标准编制原则和主要内容 编制原则 1.1 与现有国家标准行业标准保持一致,本标准的编制与HG/T 3508-2010《乳化剂S-80》基本保持一致. 1.2 适应乳化炸药生产需要.本标准的编制结合乳化炸药生产经验,对指标的范围进行了调整,更适应乳化炸药生产的需要. 主要技术内容说明 2.1 span-80作用 乳化炸药通常由氧化剂(水相)、可燃物(油相)及其他附加剂组成,通过乳化工艺制得.乳化就是把整个氧化剂水相分散在连续相(油相)中,形成油包水型的乳胶体,它是一个热力学不稳定体系.为了保持乳胶体稳定以及长期贮存,需要添加乳化剂,它既可以防止凝聚,又可以降低界面张力,是稳定乳化体系不可少的.有了优良的乳化体系,才能确保乳化炸药优良的爆轰性能和贮存稳定性. 2.2 span-80的合成 目前,在乳化炸药中应用最广泛的乳化剂是span-80,它的化学名为失水山梨糖醇单油酸酯,是一种低分子非离子型表面活性剂.span-80由油酸和山梨醇合成,反应过程包括山梨醇失水成环的内醚化反应,失水山梨醇与油酸反应生成酯的酯化反应,反应式如图1所示.由图1可见,脱水酯化反应的产物很复杂,主要是单酯,其次是倍半油酸酯,双油酸酯,叁油酸酯及失水山梨醇的内醚化产物等,它受反应温度、原料投料比、真空度、反应保护气体及所使用的油酸种类等影响.上述条件发生变化,所得产品的内在组成有很大差异,且是个混合物.因此,不能简单的用产物的分子式(图1)来表征,故本标准不列入分子式. 图1 span-80合成反应式 2.3 span-80质量指标 根据现有国家标准,span-80的主要检测项目酸值、羟值、皂化值等各项指标表明的是某一官能团的总量,与样品中各组分的真实含量有异.例如酸值,它既包括工业油酸中主要成分十八烯酸,也包括其他有机酸的酸值;

羟值反应的是样品中失去一分子水的山梨醇油酸单酯,失去两分子水的山梨糖醇油酸单酯,倍半酯,双酯等的羟基总量.原乳化炸药中使用的span-80标准引用化工部HG/T 3508-2010标准,规定的质量指标见表1. 表1 原乳化剂span-80的技术指标 等级 项目 指标 优等品 合格品 外观 浅黄色至黄色粘稠液体 琥珀色至棕色粘稠油状物 酸值(mgKOH/g) ≤6.0 ≤8.0 皂化值(mgKOH/g) 149-160 140-160 羟值(mgKOH/g) 193-209 190-220 含水量(%) 0.5 1.5 上述标准主要是针对span-80在非炸药化工、纺织、机械等行业的应用,并考虑满足这些行业的技术需要而制定的.然而在乳化炸药生产中,常出现这样的情况:在生产条件、工艺参数等不变的前提下,不同厂家的span-80产品,性能指标均达到了国家标准优级品的标准,但有的使用效果好,有的较差或根本无法使用.同一厂家不同批次的产品使用效果也不完全一致.由此可见,可用于乳化炸药的乳化剂有别于其他行业.因此,本标准在分析了span-80现有性能指标及其对乳化炸药生产的影响,进而提出了适合于乳化炸药生产的span-80的质量标准,在此基础上制定行业标准. 2.4 用于乳化炸药span-80部分生产企业指标现状,如表2. 表2 不同厂家span-80指标 指标 厂家 酸值mgKOH/g 羟值mgKOH/g 皂化值mgKOH/g 水分% 常州润星 ≤6.0 190-270 140-160 ≤0.5 山东天宝 ≤6.0 186-218 144.13-150.7 0.3-0.5 广东科律 ≤8.0 190-230 130-150 ≤1.0 湖南南岭 ≤3.0 215-245 140-155 ≤1.5 河北云山 ≤5.0 245-270 145-160 ≤1.0 江西丰城 ≤4.0 中低温:220-240 中高温:240-260 140-160 ≤0.5 江苏剑峤