[发明专利]一种爆破延期药的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种爆破延期药的制备方法，属于爆破材料制备技术领域。

背景技术

延期药是控制时间的元件，它一般由火帽火焰点燃，经过稳定燃烧来控制作用的时间，以引燃或引爆序列中的下一个元件。延期药的延期时间虽然不如电子延期和机械延期那么精准，但是它的结构简单、制造方便、体积小、成本低、原料丰富、耐温抗震、延期范围宽、重量轻、使用生产安全、作用可靠性高。延期药的这些优点使得延期药元件在兵器、航天、火箭、导弹、采矿以及民用爆破中得到广泛的应用。

延期药主要是由氧化剂、可燃剂和缓延剂颗粒组成。研究表明，延期药密度越高，其燃烧越稳定，贮存后秒量漂移越小，而密度低则燃烧不稳定。这是因为把氧化剂和可燃剂近似看作球形颗粒，无论压药压力多大，颗粒间总会形成空隙，这些空隙的尺寸在几纳米至二百纳米之间，当延期药燃烧时，其形成的压力波易通过颗粒间的缝隙先行于燃烧波的前面，透过空隙传递热量和压力，使延期药的燃烧产生层状龟裂和震动燃烧，从而影响延期药的稳定性和精度。另外，颗粒间的空隙填充的主要是空气，由于延期药颗粒呈超大比表面积状态，可燃剂表面随时间延长会形成一层氧化膜，使其钝感，导致延期药燃烧速度降低，秒量漂移提高。

王春乐等人在延期药铅丹和硅颗粒间加入纳米级的添加剂，使氧化剂和可燃剂的表面接触的更好，大大提高了延期药的密度，一定程度上抑制了延期药燃烧产生层状龟裂、振动燃烧和秒量漂移现象，但纳米粉体直接添加后，在混料过程中难以在体系中稳定均匀分散，易发生团聚现象，添加后使用效果降低；任庆国等人在制备硅系延期药时采用共沉淀的方法，得到的延期药流散性很好，延期精度也提高了，并与手工混合制备的延期药进行性能对比，共沉淀法制备的延期药的平均燃速为1.25mm/s，燃速的标准差0.073，而手工混合制备的延期药的平均燃速为1.41mm/s，燃速的标准差为0.25，由此可知，共沉淀法制备的延期药延期精度得以有效提高，但并未对产品的贮存稳定性和防水性能加以测试和阐述。

因此，如何避免延期药的延期时间和延期精度随贮存时间发生漂移，燃烧产物发生龟裂，同时提高其贮存稳定性和延期精度，使延期药在武器弹药、采矿业和工程爆破等诸多领域内可安全使用，是未来延期药的发展方向。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统工艺制备的延期药产品延期精度易随时间发生漂移，贮存稳定性不佳的问题，提供了一种爆破延期药的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按质量比为1：30～1：50将硅粉与腐蚀酸液混合后，超声振荡2～3h，再经过滤，酸洗、水洗和干燥，得多孔硅粉，再将多孔硅粉与多巴胺溶液按质量比为1：60～1：80搅拌混合30～45min，再经过滤、洗涤和干燥，得改性多孔硅粉；

（2）按质量比为1：40～1：60将铅丹与酸液混合后，恒温搅拌反应30～45min，再经过滤、洗涤和干燥，得多孔铅丹，再将多孔铅丹与多巴胺溶液按质量比为1：60～1：80搅拌混合30～45min，再经过滤、洗涤和干燥，得改性多孔铅丹；

（3）按重量份数计，在反应釜中依次加入200～300份质量分数为12～15%硝酸钡溶液，100～120份质量分数为5%聚乙烯醇溶液，30～50份改性多孔铅丹，20～40份改性多孔硅粉，用氢氧化钠溶液调节pH至8.4～8.6，恒温搅拌混合30～45min，再向反应釜中加入硝酸钡溶液体积3～4倍的质量分数为5%硫酸钠溶液，待加入完毕，继续恒温搅拌反应2～4h；

（4）待上述恒温搅拌反应结束，于室温条件下，静置陈化8～12h后，过滤、洗涤并干燥至恒重，得干燥陈化料，并将所得干燥陈化料移入管式炉，以30～50mL/min速率向炉内通入载有异丙醇钛的氮气，连续通入30～45min，再以10～20mL/min速率向炉内通入含水氮气，连续通入20～40min，再将管式炉中物料移出，并干燥至恒重，即得爆破延期药。

步骤（1）所述的腐蚀酸液是由以下重量份数的原料混合而成：30～50份质量分数为20%氢氟酸溶液，10～20份质量分数为30%硝酸溶液，10～20份质量分数为10%双氧水，80～100份去离子水。

步骤（2）所述酸液为质量分数为10%盐酸、质量分数为8%乙酸溶液或质量分数为8%硝酸溶液中任意一种。

步骤（3）所述的硫酸钠溶液加入速率为10～20mL/min。

步骤（4）所述的载有异丙醇钛的氮气为异丙醇钛质量含量为3～5%的氮气。