專利名稱：一種晶體控制型乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)晶硝酸銨用防結(jié)塊劑，主要用做工業(yè)結(jié)晶硝酸銨的防結(jié)塊。
硝酸銨具有強烈的吸濕性和多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，結(jié)晶硝酸銨剛生產(chǎn)出來呈粉末狀，在很短的時間內(nèi)就結(jié)成堅硬的板狀，不易破碎，給用戶的使用帶來了諸多不便。在使用結(jié)晶硝酸銨為原料生產(chǎn)工業(yè)(主要是硝酸銨炸藥)、農(nóng)業(yè)制品(主要是各種硝基復(fù)合肥)時，必須經(jīng)過艱苦的破碎工序，同時其制成品還有再結(jié)塊的問題，必須做防結(jié)塊處理。因此，解決結(jié)晶硝酸銨的防結(jié)塊問題具有相當(dāng)重要的作用。
解決結(jié)晶硝酸銨的結(jié)塊最早的方法是將結(jié)晶狀的硝酸銨制成顆粒狀，進而研究顆粒狀硝酸銨的防結(jié)塊，這種方法被廣泛地使用。
針對顆粒狀硝酸銨展開的研究工作經(jīng)過了較長的發(fā)展過程，加入防結(jié)塊劑是最主要的研究方向，研究出的防結(jié)塊劑可以分為以下幾類1.惰性粉末。如滑石粉、高嶺土、硅藻土等。
2.無機鹽。常用的有硝酸鹽(鎂、鈣、鉀等)、硅酸鹽、磷酸鹽、多磷酸鹽、硫酸鹽等。
3.表面活性劑。常用的有陰離子表面活性劑，諸如亞甲基雙萘磺酸鈉、丁基萘磺酸鈉、烷基硫酸酯鈉、亞甲基芐基萘磺酸鈉等；陽離子表面活性劑，諸如C12～18烷基伯胺、季銨及鹽類；氫化牛油胺等。
4.疏水涂層材料。如石蠟、礦物油、硬脂酸、聚酯、聚乙烯等。
國外早在40年代，就有企業(yè)使用有機涂層涂覆處理硝酸銨顆粒表面，目前國外多延續(xù)這種思路，美國、前蘇聯(lián)、法國、日本等對此研究比較活躍。
國內(nèi)硝酸銨的防結(jié)塊研究始于70年代，比較有代表性的如中國申請專利(申請?zhí)?94107498，97120331，99114733等，所述的防結(jié)塊劑由穩(wěn)定劑、擴散劑、增強劑、憎水劑、阻燃劑等組成，比較適合中國顆粒硝酸銨生產(chǎn)企業(yè)的實際情況。
但是即便如此，由于結(jié)晶硝酸銨在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是硝酸銨炸藥生產(chǎn)中不可替代的作用，更由于顆粒狀硝酸銨在中國已經(jīng)被禁止生產(chǎn)和使用，因此結(jié)晶硝酸銨在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將進一步擴大，對產(chǎn)品防結(jié)塊的要求也將越來越強烈。
國內(nèi)外針對顆粒狀硝酸銨的防結(jié)塊研究比較活躍，成果也較多，但幾乎很少有針對結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊研究的專利報道。
本發(fā)明的目的就是要解決結(jié)晶硝酸銨易結(jié)塊的難題。
本發(fā)明的構(gòu)思在于設(shè)計一種防結(jié)塊劑，加入到硝酸銨溶液中，使硝酸銨的物理性能得到改善，抑制結(jié)晶硝酸銨的硬化、板結(jié)，使其在使用時不需破碎，且以此為原料的下游產(chǎn)品無需再經(jīng)過防結(jié)塊處理。
通過加入一種或幾種晶體控制劑，控制硝酸銨的結(jié)晶過程，通過對硝酸銨晶體的修正作用，抑制或消除其晶型轉(zhuǎn)變，促使硝酸銨晶體以更穩(wěn)定的晶體形式存在；同時引入防潮劑，抑制硝酸銨的表面吸濕作用；為適應(yīng)真空結(jié)晶操作系統(tǒng)防結(jié)塊劑自動添加的需要，防結(jié)塊劑外觀設(shè)計為乳液狀，在乳化劑和穩(wěn)定劑的作用下，各組份形成穩(wěn)定的乳液，該乳液經(jīng)過稀釋或預(yù)熱在使用溫度下具有較低的粘度。
根據(jù)上述構(gòu)思，設(shè)計了一個組份性能互補的五元體系。起晶體修正作用的晶體控制劑采用含-NH2類化合物，包括C12～18烷基伯胺、仲胺及其鹽，或季胺鹽，氫化牛油胺、三聚氰胺等；起防潮作用的防潮劑采用疏水性物質(zhì)，包括石蠟、礦物油、硬脂酸、凡士林、硅油、機械油、白油等，這類物質(zhì)要求選擇閃點和燃點相對較高的牌號，燃點應(yīng)不低于180℃，以確保使用安全；乳化劑采用陰離子型或非離子型表面活性劑，包括烷基磺酸鈉、十二烷基磺酸鈣、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、平平加-A等，為了適合較高的使用溫度，乳化劑的濁點應(yīng)盡量選擇高一些的，要求乙氧基的數(shù)量應(yīng)至少不低于10；穩(wěn)定劑采用具有較強防沉、增稠作用的物質(zhì)，包括C12～18烷胺改性膨潤土，氫化牛油胺改性膨潤土、棒土、白碳黑等。
本發(fā)明的防結(jié)塊劑的組成(質(zhì)量百分比)如下晶體控制劑10～30％防潮劑30～60％乳化劑2～5％穩(wěn)定劑0.5～3％溶 劑20～50％其中，晶體控制劑為C12～18烷基、氫化牛油基伯胺、仲胺及其鹽、季銨鹽或三聚氰胺之一種或幾種的混合物。防潮劑為石蠟、礦物油、硬脂酸、凡士林、機油、白油之一種；乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚之一種；穩(wěn)定劑為C12～18烷基伯胺改性膨潤土、氫化牛油基伯胺改性膨潤土、棒土、白碳黑之一種；溶劑為水。
優(yōu)選地，本發(fā)明的組成(質(zhì)量百分比)如下晶體控制劑十八烷基伯胺12～25％防潮劑白油35～55％乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚2.5～4.0％穩(wěn)定劑十八烷胺改性膨潤土 1.2～1.8％溶劑 水 15～30％該結(jié)晶狀硝酸銨防結(jié)塊劑的制備方法如下將穩(wěn)定劑加入防潮劑中，加熱至60℃左右，攪拌使分散均勻，再加入乳化劑、溶劑充分?jǐn)嚢?，形成均勻的乳液體系，最后加入液體狀晶體控制劑，(常溫下為固體的晶體控制劑應(yīng)預(yù)先熔化)攪拌10-15分鐘，制得乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明的防結(jié)塊劑能有效地防止結(jié)晶硝酸銨的結(jié)塊。
2.本發(fā)明的防結(jié)塊劑引入了晶體控制劑，抑制或消除硝酸銨的多晶轉(zhuǎn)變，促使硝酸銨晶體以更穩(wěn)定的形式存在。
3.本發(fā)明的防結(jié)塊劑外觀為乳液狀，稀釋后或在使用溫度下粘度較低，流動性好，適合真空結(jié)晶操作系統(tǒng)防結(jié)塊劑的自動添加。
實施例1按如下質(zhì)量組成實施晶體控制劑十八烷基伯胺15％防潮劑白油50％乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚3.5％穩(wěn)定劑十八烷胺改性膨潤土 1.5％溶劑 水 30％將1.5g十八烷胺改性膨潤土加入50g白油中，加熱至60℃左右，攪拌，使膨潤土在白油中分散均勻，再加入壬基酚聚氧乙烯醚1.5g，水30g充分?jǐn)嚢瑁纬删鶆虻娜橐后w系，最后加入融溶的十八烷基伯胺15g，攪拌10-15分鐘，制成乳液狀結(jié)晶硝銨防結(jié)塊劑成品。
稱取1000g結(jié)晶硝酸銨，加入水60g，用1L燒杯于電爐上熔化，140℃左右以1.2-1.5‰的加入量加入本實施例的防結(jié)塊劑(加防結(jié)塊劑為防結(jié)樣，不加的為空白樣)，攪拌均勻，倒入瓷盤中，冷卻，研磨，過60目篩)，產(chǎn)品取樣做抗壓實驗和模擬堆放實驗。
(1)抗壓實驗將水份含量1％以下的細(xì)度為60目粉狀硝酸銨8g，加入φ30×300的金屬開合圓筒內(nèi)，加壓4Kg，烘箱80℃加熱1小時，取出在20℃下放置1小時，制成25mm左右柱狀，用強度儀測抗壓強度值。結(jié)果見表1表1
由上表可見，加入本實施例的防結(jié)塊劑的硝酸銨抗壓強度值低，防結(jié)塊性能好。
(2)模擬堆放實驗取1000g細(xì)度為60目的粉狀硝酸銨，裝入大小為φ92mm×265mm的塑料袋中，密封，排凈殘留空氣，扎緊，壓上4.5Kg重的重物，85℃下于烘箱中加熱7小時，12小時后從烘箱中取出，放置15日或30日測產(chǎn)品的松散度，方法如下產(chǎn)品加重物2Kg，從1米高處自由落下，正反面各1次，產(chǎn)品過20目篩。測定結(jié)果見表2表2
實施例2按如下質(zhì)量組成實施晶體控制劑 十八烷胺醋酸鹽 12％防潮劑 白油 36％乳化劑 辛基酚聚氧乙烯醚 1.2％穩(wěn)定劑 十八烷胺改性膨潤土 0.8％溶劑水 50％將1.2g十八烷胺改性膨潤土加入36g白油中，加熱至60℃左右，攪拌，使膨潤土在白油中分散均勻，再加入辛基酚聚氧乙烯醚1.2g，水50g充分?jǐn)嚢?，形成均勻的乳液體系，最后加入融溶的十八烷胺醋酸鹽12g，攪拌10-15分鐘，制成乳液狀結(jié)晶硝銨防結(jié)塊劑成品。
同實施例1，用本實施例所制成的防結(jié)塊劑加入硝酸銨，抗壓實驗結(jié)果見表3(測定方法參見實施例1)
表3
由表3可見，本實施例的防結(jié)塊劑防結(jié)塊性能好，抗壓強度值低。
實施例3按如下質(zhì)量組成實施晶體控制劑 氯化十六烷基三甲基銨 10％防潮劑 礦物油58％乳化劑 壬基酚聚氧乙烯醚 4.0％穩(wěn)定劑 棒土 0.5％溶劑水27.50％將0.5g棒土加入58g礦物油中，加熱至60℃左右，攪拌，使膨潤土在礦物油中分散均勻，再加入壬基酚聚氧乙烯醚4.0g，水27.5g充分?jǐn)嚢?，形成均勻的乳液體系，最后加入氯化十六烷基三甲基銨10g，攪拌10-15分鐘，制成乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑成品。
同實施例1，用本實施例所制成的防結(jié)塊劑加入硝酸銨，抗壓強度見表4(測定方法參見實施例1)表4
由上表可見，本實施例的防結(jié)塊劑防結(jié)塊性能好，抗壓強度值低。
實施例4按如下質(zhì)量組成實施晶體控制劑 氫化牛脂胺 28％防潮劑 白油30％乳化劑 辛基酚聚氧乙烯醚1.0％穩(wěn)定劑 十八烷胺改性膨潤土 1.0％溶劑水 30％將1.0g十八烷胺改性膨潤土加入30g白油中，加熱至60℃左右，攪拌，使膨潤土在白油中分散均勻，再加入辛基酚聚氧乙烯醚1.0g，水30g充分?jǐn)嚢?，形成均勻的乳液體系，最后加入氫化牛脂胺28g，攪拌10-15分鐘，制成乳液狀結(jié)晶硝銨防結(jié)塊劑成品。
同實施例1，用本實施例所制成的防結(jié)塊劑加入硝酸銨，抗壓強度見表5(測定方法參見實施例1)表5
由上表可見，加入本實施例的防結(jié)塊劑的硝酸銨固結(jié)強度值明顯低于空白樣，防結(jié)塊效果明顯。
實施例5停止攪拌，結(jié)晶機內(nèi)吸入硝銨溶液800Kg，打開結(jié)晶機人孔，加入本發(fā)明實施例1的防結(jié)塊劑1.2Kg，關(guān)閉人孔，攪拌5min，抽真空結(jié)晶操作5min，真空度控制0.08Mpa，破真空，打開鍋門出料。將本實驗樣送炸藥廠做炸藥實驗，實驗結(jié)果表明，用本實施例生產(chǎn)的硝酸銨容易破碎，可大幅度縮短輪碾時間，細(xì)度好，可提高殉爆距離，不影響炸藥爆炸性能，測定數(shù)據(jù)見表6表六6
用本發(fā)明的所有實施例制成的防結(jié)塊劑以1.2-1.5‰添加入硝酸銨中均不影響硝酸銨的性能，所生產(chǎn)的硝酸銨均可用于炸藥生產(chǎn)，包括乳化炸藥的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種晶體控制乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑，由晶體控制劑、防潮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑和溶劑組成，各組份配比(質(zhì)量百分比)為晶體控制劑10～30％防潮劑30～60％乳化劑2～5％穩(wěn)定劑0.5～3％溶 劑20～50％其中，晶體控制劑為C12～18烷基、氫化牛油基伯胺、仲胺及其鹽、季銨鹽或三聚氰胺之一種或幾種的混合物。防潮劑為石蠟、礦物油、硬脂酸、凡士林、機油、白油之一種；乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚之一種；穩(wěn)定劑為C12～18烷基伯胺改性膨潤土、氫化牛油基伯胺改性膨潤土、棒土、白炭黑之一種；溶劑為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑，其組成(質(zhì)量百分比)為晶體控制劑十八烷基伯胺 12～25％防潮劑白油 35～55％乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚 2.5～4.0％穩(wěn)定劑十八烷胺改性膨潤土1.2～1.8％溶劑 水15～30％
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體控制型乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑，是由晶體控制劑、防潮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑和溶劑組成的一種乳液體系。
全文摘要
一種晶體控制乳液狀結(jié)晶硝酸銨防結(jié)塊劑，由晶體控制劑、防潮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑和溶劑組成，通過對硝酸銨晶體的修正作用，輔以防潮濕處理，達到防止結(jié)晶硝酸銨結(jié)塊的目的。該防結(jié)塊劑外觀為乳液狀，滿足可控制的自動添加的需要。該防結(jié)塊劑能有效防止結(jié)晶硝酸銨的結(jié)塊，且其組成對各種結(jié)晶硝酸銨下游產(chǎn)品無任何影響。
文檔編號C01C1/18GK1506310SQ0212801
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者常守平, 王麗, 李正, 王寧志, 顧江燕, 龔敏, 黃氡 申請人:川化股份有限公司