Емульсійна вибухова речовина (варіанти), емульсія типу вода в маслі, емульгатор та спосіб його одержання

1 Эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее нитрат аммония, сложный эфир фосфорной кислоты, масло или масло и парафин, воду, газообразующий реагент и эмульгатор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит винную или соответствующую эквивалентную органическую кислоту, а в качестве эмульгатора смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу, при следующем соотношении компонентов, мае % Сложный эфир фосфорной кислоты Масло или масло и парафин Вода Газообразующий реагент Винная или соответствующая эквивалентная органическая кислота Смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу Нитрат аммония причем рН эмульсии состав 0,01-2,0 2,5-20 1-24 0,05-5 0,1-2,0 0,1-3,0 остальное, ляет от 0,5 до 6,5 2 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 1, отличающееся тем, что в качестве полигидроксильного соединения взят спирт или моносахарид, или олигосахарид, или полисахарид, или полигидроксильное соединение, содержащее по меньшей мере одно соединение из ряда производных сорбита или сорбитана, а органическая кислота имеет углеродную цепь с числом атомов углерода от 2 до 50, которая является по меньшей мере одной из ряда таких, как насыщенная или ненасыщенная углеродная цепь, прямая цепь, разветвленная цепь, включающая ароматические или циклические группы из числа полимеров или олигомеров, таких как а-олефины, алкены, изоалкены, алкины, этилен, пропилен, бутилен, изобутилен, пентен, бензол, циклогексан или циклопентан, причем замещающей группой является полиизобутиленовая группа, имеющая молекулярную массу от 300 до 2000 3 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 2, отличающееся тем, что полиизобутиленовая группа имеет молекулярную массу порядка 950 4 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из пп 1-3, отличающееся тем, что в качестве двухосновной органической кислоты взята янтарная кислота 5 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из пп 1-4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит коэмульгатор в количестве не более 2,0 мае % 6 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 5, отличающееся тем, что оно имеет следующий состав, мае % Сложный эфир фосфорной кислоты 0, 1-1,0 Масло или масло и парафин 5-11 Вода 7-24 Газообразующий реагент 0,4-2,0 Винная или соответствующая эквивалентная органическая кислота 0, 1-0,4 Эмульгатор 0, 1-2,2 Коэмульгатор 0, 1-0,8 Нитрат аммония остальное. причем рН эмульсии составляет от 2,5 до 5,8 О Ю ГО Ю 7 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит нитраты в количестве не более 35 мае % 8 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 7, отличающееся тем, что оно имеет следующий состав, мае % Сложный эфир фосфорной кислоты 0,1-1,0 Масло или масло и парафин 5-11 Вода 7-24 Газообразующий реагент 0,4-2,0 Винная или соответствующая эквивалентная органическая кислота 0,1-0,4 Эмульгатор 0,1-2,2 Коэмульгатор 0,1-0,8 Нитраты не более 15 Нитрат аммония остальное, причем рН эмульсии составляет от 2,5 до 5,8 9 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно газировано при рН вплоть до 0,5 10 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит гранулированный нитрат аммония и сульфонаты, введенные в качестве стабилизатора или на стадии образования, или и на стадии газирования 11 Эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее нитрат аммония, масло или масло и парафин, воду, газообразующий реагент, эмульгатор и коэмульгатор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит винную или соответствующую эквивалентную органическую кислоту, а в качестве эмульгатора смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу, при следующем соотношении компонентов, мае % Масло или масло и парафин 6,5 Вода 18,4 Газообразующий реагент 0,6 Винная или соответствующая эквива0,2 лентная органическая кислота Смесь по меньшей мере двух сложных 0,6 эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу Коэмульгатор 0,25 Нитрат аммония 73,45, причем рН эмульсии составляет 2,5 12 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 11, отличающееся тем, что в качестве полигидроксильного соединения взят спирт или моносахарид, или олигосахарид, или полисахарид, или полигидроксильное соединение, содержащее по меньшей мере одно соединение из ряда произ 45315 водных сорбита или сорбитана, а органическая кислота имеет углеродную цепь с числом атомов углерода от 2 до 50, которая является по меньшей мере одной из ряда таких, как насыщенная или ненасыщенная углеродная цепь, прямая цепь, разветвленная цепь, включающая ароматические или циклические группы из числа полимеров или олигомеров, таких как а-олефины, алкены, изоалкены, алкины, этилен, пропилен, бутилен, изобутилен, пентен, бензол, циклогексан или циклопентан, причем замещающей группой является полиизобутиленовая группа, имеющая молекулярную массу, от 300 до 2000 13 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 12, отличающееся тем, что полиизобутиленовая группа имеет молекулярную массу порядка 950 14 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из пп 11-13, отличающееся тем, что в качестве двухосновной органической кислоты взята янтарная кислота 15 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из пп 11-14, отличающееся тем, что оно газировано при рН вплоть до 0,5 16 Эмульсионное взрывчатое вещество по любому из пп 11-15, отличающееся тем, что оно содержит гранулированный нитрат аммония и сульфонаты, введенные в качестве стабилизатора или на стадии образования, или и на стадии газирования 17 Эмульсионное взрывчатое вещество, содержащее нитрат аммония, сложный эфир фосфорной кислоты, масло или масло и парафин, воду, газообразующий реагент и эмульгатор, отличающееся тем, что в качестве эмульгатора оно содержит смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу, при следующем соотношении компонентов, мае % Сложный эфир фосфорной кислоты 0,4 Масло или масло и парафин 6,5 Вода 18,4 Газообразующий реагент 0,90 Смесь по меньшей мере двух слож1,5 ных эфиров, образованных по меньшей мере одним полигидроксильным соединением и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, имеющей или не имеющей замещающую группу Нитрат аммония 72,30, причем рН эмульсии составляет 5 18 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 17, отличающееся тем, что в качестве полигидроксильного соединения взят спирт или моносахарид, или олигосахарид, или полисахарид, или полигидроксильное соединение, содержащее по меньшей мере одно соединение из ряда производных сорбита или сорбитана, а органическая кислота имеет углеродную цепь с числом атомов углерода от 2 до 50, которая является по меньшей мере одной из ряда таких, как насыщенная или ненасыщенная углеродная цепь, прямая цепь, 45315 6 29 Эмульгатор, содержащий смесь сложных эфиразветвленная цепь, включающая ароматические ров, образованных по меньшей мере одним полиили циклические группы из числа полимеров или гидроксильным соединением и по меньшей мере олигомеров, таких как а-олефины, алкены, изоалодной моно- или многоосновной нежирной органикены, алкины, этилен, пропилен, бутилен, изобуческой кислотой тилен, пентен, бензол, циклогексан или циклопен30 Эмульгатор по п 29, отличающийся тем, что тан, причем замещающей группой является полигидроксильным соединением является спирт полиизобутиленовая группа, имеющая молеку31 Эмульгатор по п 29, отличающийся тем, что лярную массу от 300 до 2000 полигидроксильным соединением является сахар 19 Эмульсионное взрывчатое вещество по п 18, 32 Эмульгатор по п 31, отличающийся тем, что отличающееся тем, что полиизобутиленовая сахаром является моно-, олиго- или полисахарид группа имеет молекулярную массу порядка 950 33 Эмульгатор по п 29, отличающийся тем, что 20 Эмульсионное взрывчатое вещество по любополигидроксильное соединение содержит по му из пп 17-19, отличающееся тем, что в качестменьшей мере одно соединение из ряда произве двухосновной органической кислоты взята янводных сорбита и сорбитана тарная кислота 34 Эмульгатор по любому из пп 29-33, отли21 Эмульсионное взрывчатое вещество по любочающийся тем, что органическая кислота имеет му из пп 17-20, отличающееся тем, что оно газиуглеродную цепь с числом атомов углерода от 2 ровано при рН вплоть до 0,5 до 50 22 Эмульсионное взрывчатое вещество по любо35 Эмульгатор по пункту 34, отличающийся тем, му из пп 17-21, отличающееся тем, что оно сочто углеродная цепь является по меньшей мере держит гранулированный нитрат аммония и сульодной из ряда таких, как насыщенная или ненафонаты, введенные в качестве стабилизатора на сыщенная углеродная цепь, прямая цепь, разстадии образования, и/или на стадии газирования ветвленная цепь, включающая ароматические или 23 Эмульсия типа вода в масле, содержащая циклические группы из числа полимеров или олиэмульгатор, отличающаяся тем, что в качестве гомеров, таких как а-олефины, алкены, изоалкеэмульгатора она содержит смесь по меньшей мены, алкины, этилен, пропилен, бутилен, изобутире двух сложных эфиров, образованных по меньлен, пентен, бензол, циклогексан или шей мере одним полигидроксильным соединенициклопентан ем и по меньшей мере одной моно- или двух-, или многоосновной нежирной органической кислотой, 36 Эмульгатор по п 34 или 35, отличающийся имеющей или не имеющей замещающую группу, в тем, что в углеродной цепи замещающей группой количестве от 0,1 до 3 мае % является полиизобутиленовая группа, имеющая молекулярную массу от 300 до 2000 24 Эмульсия по п 23, отличающаяся тем, что она содержит упомянутую смесь по меньшей мере 37 Эмульгатор по пункту 36, отличающийся тем, двух сложных эфиров в количестве от 0,6 до 1,5 что молекулярная масса полиизобутиленовой мае % группы имеет порядок величины 950 25 Эмульсия по п 23 или 24, отличающаяся тем, 38 Эмульгатор по любому из пп 29-37, отличто в качестве полигидроксильного соединения чающийся тем, что кислотой является двухосноввзят спирт или моносахарид, или олигосахарид, ная кислота или полисахарид, или полигидроксильное соеди39 Эмульгатор по любому из пп 29-38, отлинение, содержащее по меньшей мере одно соедичающийся тем, что кислотой является янтарная нение из ряда производных сорбита или сорбитакислота на, а органическая кислота, имеет углеродную 40 Эмульгатор по любому из пп 29-39, отлицепь с числом атомов углерода от 2 до 50, коточающийся тем, что он состоит из смеси по меньрая является по меньшей мере одной из ряда ташей мере двух из следующих соединений ких, как насыщенная или ненасыщенная углерода) ная цепь, прямая цепь, разветвленная цепь, включающая ароматические или циклические группы из числа полимеров или олигомеров, таких как а-олефины, алкены, изоалкены, алкины, этирщ лен, пропилен, бутилен, изобутилен, пентен, бензол, циклогексан или циклопентан, причем замещающей группой является полиизобутиленовая группа, имеющая молекулярную массу от 300 до Ь) 2000 26 Эмульсия по п 25, отличающаяся тем, что полиизобутиленовая группа имеет молекулярную массу порядка 950 27 Эмульсия по любому из пп 23-26, отличающаяся тем, что в качестве двухосновной органической кислоты взята янтарная кислота 28 Эмульсия по любому из пп 23-27 отличающаяся тем, что в своей водной фазе она содержит нитрат в концентрации, достаточно высокой для того, чтобы образовалось эмульсионное взрывчатое вещество РІВ с) 45315 -РІВ причем п- от 15 до 150, предпочтительно 60-75, R-сорбит ОН ОН н ОН ОН ОН R—O н,с -РЮ 7 н Ri-сорбитан ,0, н с- 'СН R—-О—СR^O—C 2 нс- -сн он он -РІВ но-сн2 -РЮ О нс-о -РЮ НО-СН -РЇВ Д о -СН-СВрО—С п РІВ с—сон н :—сн 2 он ~сн~ -сн—он 41 Способ получения эмульгатора, заключающийся в нагреве 0,5-3,0 М сорбита до температуры 60-160°С, нагреве 0,5-4,0 М полиизобутиленсукцинангидрида (ПИБСА) до температуры 100200°С, постепенном добавлении сорбита к ПИБСА в оборудованном для этого реакторе, нагреве реакционной смеси до температуры 120-240°С и поддержании температуры в указанных пределах, при этом через равные промежутки времени берут пробы для проверки кислотного числа, и при достижении заданного значения кислотного числа 1015 мг КОН/г эмульгатора реакционную смесь охлаждают до температуры ниже 60°С 42 Способ по п 41, отличающийся тем, что концентрация сорбита на этапе его нагрева составляет 1,0-1,5 М, концентрация ПИБСА на этапе его нагрева составляет 1,0-1,5 М, а нагрев реакционной смеси производят до температуры 150-160°С 43 Способ по п 41 или 42, отличающийся тем, что к одному из реагентов добавляют катализатор в виде одного или более веществ, выбранных из группы серная кислота, фосфорная кислота, полифосфорная кислота, тетрахлорид титана, этаноламин, соли олова, органотитанаты, силикагель, соляная кислота, сульфоновые кислоты, соли других металлов и катионообменные смолы, в количестве, не превышающем 10000 частей на миллион 44 Способ по п 43, отличающийся тем, что катализатор к одному из реагентов добавляют в количестве, не превышающем 100 частей на миллион РЇВ где РІВ Изобретение относится к эмульгаторам, в частности, используемым в приготовлении взрывчатых эмульсий типа вода-в-масле Согласно изобретению, заявляемый эмульгатор состоит по меньшей мере из одного сложного эфира соединения с полигидроксильными группами и одно- или многоосновной органической ки слоты Соединением с полигидроксильными функциональными группами является спирт и/или сахар, причем последний предпочтительно состоит из моно-, олиго- или полисахарида Предпочтительно, полифункциональное соединение с гидроксильными группами- это сорбит 45315 10 и/или сорбитан или их производные обладать сильной полярностью Органическая кислота имеет углеродную цепь А, соответственно, липофильные свойства с числом атомов углерода от 2 до 50, и связи в эмульгатора при этом должны быть обеспечены этой цепи могут быть насыщенными и ненасыприродой конкретной углеродной цепи щенными, а цепь может быть разветвленной и Согласно изобретению эмульгатор является неразветвленной и может содержать ароматичесмесью двух или более соединений со следуюские или циклические группы из ряда полимеров щими структурными формулами или олигомеров типа а-олефинов, алкенов, изоало кенов, алкинов, этилена, пропилена, бутилена, изобутилена, пентена, бензена, циклогексана или циклопентана Предпочтительно, углеродная цепь кислоты содержит в качестве заместителя полиизобутиленовую группу с молекулярной массой от 300 до 2000, предпочтительно, порядка 950 Предпочтительно также, чтобы кислота была двухосновной, в частности, янтарная кислота В основу изобретения положена задача обесРІВ печения гидрофильных свойств у заявляемого здесь эмульгатора благодаря природе полигидроксильной части его молекулы, которая должна h} но -\ d) РІВ 0 = є) о но но С R —OR —О где РІВ сн3 CH, ^— с — сн, сн, сн?— с СНЗ / n-2 снз причем п - от 15 до 150, предпочтительно 6075, HO — CH R- сорбит ОН ОН Н ОН н -сорбитан ^С\ РІВ ОН С _. РІВ ОН p(J он н сн 2 не си ОН -сн Г"U )Н ОН Заявителем установлено, что эмульгатор, содержащий смесь указанных веществ, стабилен в кислой эмульсии типа вода в масле и что он пригоден к использованию как эмульгатор при низких значениях рН, порядка 0,5, и при температурах до 80°С Известны эмульгаторы для создания эмульсий типа вода в масле (см патент США № 5034071, C06G 45/34, опубл 1991 г и заявка ЕР 0155800, С06В 47/14, опубл 1985 г), содержащие 11 45315 12 продукты конденсации аминов или спиртов и погазообразующий раствор нитрита натрия лиизобутиленянтарной кислоты или полиизобутиБлагодаря заявляемому здесь изобретению ленсукцинангидрида (ПИБСА) Из этих же докуудалось подавить чувствительность эмульгатора ментов известно, что такие эмульгаторы на основе ПИБСА к кислотности путем использоприменяются для получения эмульсионных вания в этом качестве сложных эфиров производвзрывчатых веществ, наиболее близкое из котоных сахара рых к заявляемому здесь эмульсионному взрывЗаявителем также установлено, что эмульгачатому веществу имеет следующий состав, мае % тор образует стабильные эмульсии в присутствии нитраты (нитрат кальция) - от 0 до 35, эмульгатор сульфонатов, которые используются во взрывном (эмульгатор на основе ПИБСА) - 0,1 - 2,0, коделе в качестве модификаторов, оказывающих эмульгатор (моноолеат сорбита) - от 0 до 2,0, влияние на способность к кристаллизации у нитсложный эфир ортофосфорной кислоты - 0,1 - 2,0, рата аммония масло или масло и парафин - 2,5 - 20, вода - 1 Концентрация эмульгатора в такой эмульсии 24, газообразующий реагент - 0,4 - 5, нитрат амвода-в-масле находится в пределах от 0,1мас% мония - остальное, причем рН составляет от 2 до до Змас %, предпочтительно, от О.бмас % до 6,5 (см заявку ЕР 0655430, С06В 47/14, опубл 1,5мас % 31 05 95) Эмульгатор может быть использован для получения эмульсии вода-в-масле с весьма высокой Известные эмульгаторы на основе полиизобуконцентрацией нитратов в водной фазе и, тем тиленсукцинангидрида (ПИБСА) склонны к солесамым, для получения эмульсионного взрывчаобразованию под действием окислителя при низтого вещества ком рН в процессе приготовления взрывчатых эмульсий типа вода в масле Низкое значение рН, Ниже приведена таблица, в которой перечискоторое обеспечивают добавляя кислоту, необхолены составы эмульсионных взрывчатых веществ димо для того, чтобы обеспечить насыщение согласно заявляемому изобретению, концентраэмульсии газом, когда к ней медленно прибавляют ции выражены в массовых процентах Вещество Нитраты Заявляемый эмульгатор Коэмульгатор Фосфорнокислый эфир Масло (или масло с воском) Вода Винная кислота Газообразующий реагент Нитрат аммония рН Содержание в пределах 0-35% Содержание в предпочтительных пределах 0-15% 0,1 - 3 , 0 % 0,1 - 2 , 2 % 0,6% 1,5% 0-2 % 0,1 -0,8% 0,25% 0% 0,01 - 2,0% 0,1 -1,0% 0,0% 0,4% 2,5 - 20% 5-11% 6,5% 6,5% 1 - 24% 0,1 -2,0% 7 - 24% 0,1 -0,4% 18,4% 0,2% 18,4% 0% 0,05 - 5% 0,4 - 2,0% 0,60 % 0,90% остальное 0,5-6,5 остальное 2,5-5,8 73,45 % 2,5 72,30 % 5,0 Примечание в качестве ко-эмульгатора берут сорбитанмоноолефин (СМО) и\или другое производное сорбита и/или других эмульгаторовполимеров Эмульсию приготавливают известным способом, и она готова к употреблению, то есть насыщена газом, при любом низком рН, близком к 0,5 Эмульсию можно также использовать совместно с гранулированным нитратом аммония, если стабилизировать ее сульфонатами или другими стабилизаторами, в готовом, то есть насыщенном газом, виде Как видно из таблицы, эмульгатор позволяет также использовать его совместно с коэмульгаторами, когда необходимо обеспечить специфические свойства взрывчатым эмульсиям Эмульгатор согласно изобретению может быть получен любым известным способом из числа традиционных для получения сложных эфиров Когда полигидроксильньм соединением является сорбит, а органической кислотой является полиизобутиленсукцинатангидрид (ПИБСА), заяв Наиболее предпочтительное содержание № 1 № 2 0% 0% ляемый здесь эмульгатор можно получить в следующие стадии сорбит в количестве от 0,5 до 3,0 (предпочтительно, от 1,0 до 1,5) молей нагревают до температуры от 60°С до 160°С (предпочтительно, от 90°СдоЮ0°С), ПИБСА в количестве от 0,5 до 4,0 (предпочтительно, от 1,0 до 1,5) молей нагревают до температуры от 100°С до 200°С (предпочтительно, от 100°Сдо120°С), в количестве от 0 до 10000 частей на миллион по массе вводят катализатор в виде одного или более веществ из ряда таких, как серная кислота, фосфорная кислота, полифосфорная кислота, тетрахлорид титана, этаноламин, соли олова, органотитанаты, силикате ль, соляная кислота, сульфоновые кислоты, соли других металлов и катионообменные смолы, совместно с одним из реагентов, сорбит медленно прибавляют к ПИБСА в оборудованном для этого реакторе, и реакционную смесь нагревают до температуры в интервале от 13 14 Объектом изобретения в пределах заявляемых им прав является также насыщенная газом взрывчатая эмульсия вместе с эмульгатором, как это описано выше Очевидно, что существует множество вариантов выполнения заявляемого здесь изобретения, касающегося эмульгатора и взрывчатой эмульсии, а также способов их получения, в пределах сущности этого изобретения и в пределах установленных пунктами патентной формулы пределов правовых притязаний 45315 120°С до 240°С (предпочтительно, от 150°С до 160°С), температуру реакционной смеси на стадии (d) поддерживают в указанных пределах значений, и при этом берут пробы для проверки кислотности через равные промежутки времени, как только заданное значение кислотности будет достигнуто (от 10мг до 15мг КОН на грамм эмульгатора), реакционную смесь охлаждают до температуры ниже 60°С, эмульгатор направляют в сосуды для хранения ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71