[发明专利]交联乳化剂、合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种交联乳化剂、合成方法及其应用，所述乳化剂为聚异丁烯丁二酸酐与长链醇反应的反应产物；将反应制得的乳化剂制成乳胶基质，再利用无机交联剂与溶于油相的多官能酸交联，从而使乳胶基质粘度增加。本发明合成的乳化剂乳化能力强，通过交联剂交联提高乳化基质的粘度从而增强基质的挂壁能力，可以满足低粘度泵送高粘度装填的作业要求，并且制备的乳化炸药贮存稳定性好且爆轰性能优良。

技术领域

本发明属于表面活性剂以及乳化炸药领域，涉及一种乳化炸药用乳化剂、制备方法及其应用。

背景技术

乳化炸药是国外上世纪60年代末发展起来的一种新型工业炸药，其具有优良的抗水性能、爆轰性能，且原料来源广、工艺较简单等一系列优点。

目前国内乳化炸药行业所用的主要乳化剂为失水山梨糖醇单油酸酯(Span-80)和聚异丁烯丁二酰亚胺(T152)及复合乳化剂。Span-80亲水基水溶性较好，较易乳化，乳化时对温度和剪切力的要求不高，但贮存稳定性不好。T152与Span-80相比，显著的优点是它在贮存方面的稳定性，但乳化力不及Span-80。复合乳化剂只是简单的物理混合，并不能达到人们预期的目标，不能真正实现降低剪切线速度，提高贮存期的目的。

国内关于聚异丁烯丁二酸多元醇酯的较早报道出现在王鼎聪等人的专利中，该专利以聚异丁烯丁二酸酐等一些酸和一系列多元醇为原料，在碱性催化剂的作用合成了酯化产物。郭晓晶等人采用聚异丁烯丁二酸酐与山梨醇、木糖醇、Span-80合成新型乳化剂。在该合成方法中不采用催化剂，聚异丁烯丁二酸酐直接与多元醇反应生成聚异丁烯丁二酸糖酯。研究结果表明，新合成的乳化剂制备的乳化炸药稳定性比Span-80制备的乳化剂的稳定性高，而且其乳化力比T-152高。

有关乳化炸药交联型乳化剂的研究，Forsberg等人首先提出了乳化基质可用交联剂改变其粘度。谭本岭等人采用PIBSA与丙烯酸合成，再加入交联敏化剂使其粘度增加。但乳化炸药现场混装技术是由装药车装载乳化炸药原料或半成品，驶入爆破作业现场后，在爆破现场一边混制炸药一边泵送至炮孔，与传统的乳化炸药包装产品不同，现场混装乳化炸药特殊的现场输送及使用特性决定现场混装乳化炸药必须具有好的流变性和较低的黏度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乳化炸药用乳化剂及其合成方法。

本发明的技术方案：一种乳化炸药用乳化剂，该乳化剂为聚异丁烯丁二酸长链醇单酯，其结构如下：

上述乳化剂的合成方法，包括如下步骤：

(1)将聚异丁烯丁二酸酐(PIBSA)与溶剂1:1(质量比)混合，真空下升温；

(2)将长链醇加入反应体系中继续升温，加入NaHCO₃做催化剂；反应至酸值变化不大时结束，分离提纯得到乳化剂。

较佳的，步骤(1)中，所述的PIBSA中聚异丁烯长链的分子量为1000，溶剂为白油，反应温度为140℃。

较佳的，步骤(2)中，所述的长链醇可以为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇中任意一种，反应温度为190℃，PIBSA与长链醇的摩尔比为1:1。

本发明还提供了一种乳胶基质的制备方法，以乳胶基质百分含量计，包括以下步骤：

(1)在加热条件下，16wt％水和77wt％氧化剂混合形成水相；

(2)在加热条件下，2wt％乳化剂和5wt％油相材料形成油相；

(3)在加热条件下，将水相缓慢倒入油相中，在高剪切力的作用下，形成乳胶基质。

较佳的，步骤(1)中，加热温度为80℃，氧化剂为硝酸铵。