Емульсійна вибухова речовина “анемікс-1″

Реферат: Винахід належить до вибухових речовин та може бути використаний при приготуванні емульсійної вибухової речовини. Емульсійна вибухова речовина "Анемікс-1" містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію. Як емульгатор використовують суміш модифікованої рослинної олії та індустріального масла, а як газогенеруючу добавку, яка додатково містить карбамід, використовують заемульгований водний розчин нітриту натрію та карбаміду. Винахід дозволяє покращити функціональні властивості емульсійної вибухової речовини. UA 111525 C2 (12) UA 111525 C2 UA 111525 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до вибухових речовин та може бути використаний при приготуванні емульсійної вибухової речовини. Відома емульсійна вибухова речовина по патенту України № 27896, МПК6, С06В 39/00, опублікованому 16.10.2000, яка містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію. На відміну від заявленого винаходу в наведеній емульсійній вибуховій речовині як емульгатор використовують суміш на основі поліізобутиленсукцинового ангідриду та органічних амінів з органічними ефірами фосфорної кислоти, а як газогенеруючу добавку використовують водний розчин нітриту натрію та карбаміду або водний розчин нітриту натрію та тіокарбаміду. Найбільш близьким аналогом до заявленого винаходу за сукупністю ознак та очікуваним технічним результатом є емульсійна вибухова речовина по патенту України № 4540, МПК 7, С06В 31/00, опублікованому 17.01.2005, що містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію. На відміну від заявленого винаходу в наведеній емульсійній вибуховій речовині як емульгатор використовують суміш поверхнево активної речовини з мінеральним маслом та амінами, а як газогенеруючу добавку використовують водний розчин нітриту натрію та тіоціанату натрію. Загальним недоліком наведених емульсійних речовин є їх недостатні функціональні показники, такі як недостатня швидкість детонації, великий критичний діаметр та низька чутливість до початкового імпульсу засобів ініціювання. Зумовлено це їх мікронеоднорідною структурою, а саме неоднорідним розподілом по об'єму та різним розміром сенсибілізуючих газових бульбашок, що утворюються при реакції газогенеруючої добавки з емульсійною матрицею. Утворення мікронеоднорідної структури зумовлено незрівноваженістю структурної системи, пов'язаної з незрівноваженістю поверхневих натягів водного розчину нітриту натрію та поверхневого натягу зовнішньої плівки міцел емульсійної матриці, в результаті чого при змішуванні газогенеруючої добавки з емульсійною матрицею не досягається рівномірний розподіл газогенеруючої добавки в емульсійній матриці. Газогенеруюча добавка після змішування знаходиться в емульсійній матриці у вигляді краплин різного розміру з різними відстанями між ними. Через це не досягається оптимальний режим взаємодії змішуваних компонентів, що є основною причиною вищевказаних недоліків. В основу винаходу поставлена задача удосконалити емульсійну вибухову речовину "Анемікс-1" шляхом зміни якісного складу компонентів та їх кількісного вмісту підвищити стабільність, швидкість детонації, чутливість до початкового імпульсу засобів ініціювання, зменшити критичний діаметр детонації та за рахунок цього покращити функціональних властивості емульсійної вибухової речовини. Задача вирішена тим, що в емульсійній вибуховій речовині "Анемікс-1", що містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію, згідно з винаходом, як емульгатор використовують суміш модифікованої рослинної олії та індустріального масла, а як газогенеруючу добавку, яка додатково містить карбамід, використовують заемульгований водний розчин нітриту натрію та карбаміду при наступному співвідношенні компонентів в мас. %: водний розчин аміачної 90-94,95 селітри емульгатор 4,8-6,0 тіокарбамід 0-0,15 оцтова кислота 0,1-0,3 газогенеруюча добавка на основі заемульгованого 0,15-0,6 водного розчину нітриту натрію та карбаміду вода решта. Згідно з винаходом в емульсійній вибуховій речовині "Анемікс-1" емульгатор містить модифіковану рослинну олію та індустріальне масло при наступному співвідношенні компонентів у мас. %: модифікована рослинна олія 16-35 індустріальне масло 65-84. Згідно з винаходом в емульсійній вибуховій речовині "Анемікс-1" газогенеруюча добавка містить нітрит натрію, карбамід, емульгатор та воду у наступному співвідношенні компонентів у мас. %: 1 UA 111525 C2 5 10 15 20 25 30 35 нітрит натрію 5-23 карбамід 5-35 емульгатор 10-25 вода решта. Використання в емульсійній вибуховій речовині "Анемікс-1" як емульгатора суміші модифікованої рослинної олії та індустріального масла, а як газогенеруючої добавки заемульгованого водного розчину нітриту натрію та карбаміду при зазначеному співвідношенні компонентів в мас. % дозволило в отриманій емульсійній вибуховій речовині покращити наступні ії функціональні властивості: стабільність, швидкість детонації, чутливість до початкового імпульсу засобів ініціювання та досягти зменшення критичного діаметру детонації. Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу. Згідно з рецептурою емульсійної вибухової речовини "Анемікс-1", що містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію, емульгатор, за який використовують суміш модифікованої рослинної олії та індустріального масла, та газогенеруючу добавку на основі заемульгованого водного розчину нітриту натрію та карбаміду при наступному співвідношенні компонентів в мас. %: водний розчин аміачної 90-94,95 селітри емульгатор 4,8-6,0 тіокарбамід 0-0,15 оцтова кислота 0,1-0,3 газогенеруюча добавка на основі заемульгованого 0,15-0,6 водного розчину нітриту натрію та карбаміду вода решта, попередньо готують емульсійну матрицю. Для цього готують окремо розчин окисника та емульгатора, а потім проводять операцію емульгування та отримують кінцевий продукт емульсійну матрицю. Для приготування розчину окисника використовують наступні компоненти із заданим співвідношенням у мас. %: аміачна селітра 79,71 тіокарбамід 0,10 оцтова кислота 0,19 вода решта. Розчин окисника готують в ємності, оснащеній рамковою мішалкою. Для цього у ємність заливають воду і при перемішуванні та нагріванні додають аміачну селітру, тіокарбамід та оцтову кислоту. Перемішування ведуть до повного розчинення компонентів. Температура готового розчину окисника становить 80-85 °C. Далі згідно з рецептурою емульгатора, що містить модифіковану рослинну олію та індустріальне масло при наступному співвідношенні компонентів у мас. %: модифікована рослинна олія 16-35 індустріальне масло 65-84, готують емульгатор, в якому компоненти використовують у наступному співвідношенні у мас. %: модифікована рослинна олія 25 індустріальне масло 75. Модифікована рослинна олія являє собою соняшникову олію, оброблену сумішшю органічних амінів та спиртів. Як індустріальне масло використовують масло 1-20. Змішування компонентів емульгатора проводять в змішувачі рамкового типу при нагріванні до досягнення гомогенної суміші модифікованої рослинної олії та індустріальної олії. Температура готового емульгатора становить 50-60 °C. Далі розчин окисника та емульгатор подають в змішувач попереднього змішування, який представляє собою утеплену ємність з рамковою мішалкою. Змішування проводять при швидкості обертів мішалки 300 об/хв. до отримання емульсії. Далі отриману емульсію подають насосом під тиском на гомогенізатор, який представляє собою статичний міксер. На виході статичного міксера отримують кінцевий продукт цього процесу емульсійна матриця. 2 UA 111525 C2 5 10 15 20 Далі згідно з рецептурою газогенеруючої добавки, що містить нітрит натрію, карбамід, емульгатор та воду у наступному співвідношенні компонентів у мас. %: нітрит натрію 5-23 карбамід 5-35 емульгатор 10-25, окремо готують вказану добавку, компоненти якої узяті у наступному співвідношенні у мас. %: нітрит натрію 8 карбамід 24 вода 48. Спочатку готують розчин нітриту натрію та карбаміду в воді. Для цього в змішувач пропелерного типу наливають воду і при перемішуванні вводять нітрит натрію та карбамід. Перемішування компонентів ведуть до отримання гомогенного водного розчину нітриту натрію з карбамідом. Температура готового розчину становить 10-30 С (температура виробничого приміщення). Для приготування емульгатора використовують наступні компоненти із заданим співвідношенням у мас. %: модифікована рослинна олія 20 індустріальне масло 80. Змішування компонентів емульгатора проводять в змішувачі рамкового типу до досягнення гомогенної суміші модифікованої рослинної олії та індустріальної олії. Температура готового емульгатора становить 10-30 С (температура виробничого приміщення). Емульсійну вибухову речовину "Анемікс1" отримують змішуванням попередньо приготовленої емульсійної матриці що містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі заемульгованого водного розчину нітриту натрію та карбаміду. Граничні параметри співвідношення компонентів заявленої емульсійної вибухової речовини у мас. % встановлені експериментально. Результати експериментальних випробувань з метою визначення граничних параметрів співвідношення компонентів в мас. % залежно від вибухових властивостей емульсійної вибухової речовини наведені в таблиці. Таблиця Компонентний склад емульсійної вибухової речовини Аналог Патент UA № 1* № 2 № 3 № 4 № 5 № 6* № 4540 1 Водний розчин аміачної селітри 49,11 95,31 94,93 94,53 94,23 9.3,73 93,23 2 Емульгатор 4,34 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 6,5 Дизельне пальне 1,0 Тіокарбамід 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 Оцтова кислота 0,19 0,19 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 Вода 6,76 Гранульована аміачна селітра 30 3 Газогенеруюча добавка 0,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Вибухові властивості емульсійної вибухової речовини Швидкість детонації, м/с 5150 5100 5950 6100 5700 5450 5300 Критичний діаметр відкритого 90 90 60 50 55 75 95 заряду, мм Стабільність після зберігання Відсутня Відсутня Добра Добра Добра Добра Добра протягом 20 діб Здатність до газогенерації при Практично відсутня Добра Добра Добра Добра Добра Добра 20 °C Примітки: * 3а межами заявленого діапазону. 1 концентрація водного розчину аміачної селітри 86 %. 2 Суміш поверхнево активної речовини з мінеральною олією та амінами. 3 17 %-ний розчин нітриту натрію. 25 3 UA 111525 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Емульсійна вибухова речовина, що містить водний розчин аміачної селітри, емульгатор, оцтову кислоту, тіокарбамід та газогенеруючу добавку на основі водного розчину нітриту натрію, яка відрізняється тим, що як емульгатор використовують суміш модифікованої рослинної олії та індустріального масла, а як газогенеруючу добавку, яка додатково містить карбамід, використовують заемульгований водний розчин нітриту натрію та карбаміду при наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: водний розчин аміачної селітри 90-94,95 емульгатор 4,8-6,0 тіокарбамід 0-0,15 оцтова кислота 0,1-0,3 газогенеруюча добавка на основі заемульгованого водного 0,15-0,6 розчину нітриту натрію та карбаміду вода решта. 2. Речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що емульгатор містить модифіковану рослинну олію та індустріальне масло при наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: модифікована рослинна олія 16-35 індустріальне масло 65-84. 3. Речовина за п. 1, яка відрізняється тим, що газогенеруюча добавка містить нітрит натрію, карбамід, емульгатор та воду у наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: нітрит натрію 5-23 карбамід 5-35 емульгатор 10-25 вода решта. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4