第38卷第6期2020年12月
Vol.38No.6
Dec.2020 Coal Mine Blasting
一种新型乳化剂的合成及其在乳化炸药中的应用
贾凯1，付涛1，王宝2，史楠1，王彪1
(1.內蒙古生力民爆股份有限公司，內蒙古鄂尔多斯017000；
2.內蒙古生力中伟爆破有限责任公司，內蒙古鄂尔多斯017000)
摘要：笔者采用三乙醇胺单硬脂酸酯和马来酸酐为原料合成了三乙醇胺单硬脂酸酯马来酸酐
改性的乳化剂(TSM)。以酸值为指标，得到了最佳的反应温度为190七，最佳反应时间为3h，产物
的最终酸值为1.6mgKOH/g。以TSM为乳化剂制备了乳化基质，与失水山梨醇单油酸酯、聚异丁
烯丁二酰亚胺制备的乳化基质的乳化颗粒直径大小进行了对比，并对TSM乳化剂制备的乳化炸药
的储存期和爆炸性能进行了测试。结果表明:TSM制备的乳化颗粒直径最小，为1.08^m；TSM乳
化剂制备的乳化炸药储存期达到190d以上，爆炸性能优良，符合《工业炸药通用技术条件》的
要求。
关键词：三乙醇胺单硬脂酸酯；马来酸酐；乳化剂；乳化炸药；爆炸性能
中图分类号:TQ560文献标志码:A文章编号：1674-3970(2020)06-0001-03 Synthesis of a new emulsifier and its application in emulsion explosive
JIA Kai1,FU Tao1,WANG Bao2,SHI Nan1,WANG Biao1
(1.Inner Mongolia ShengH Civil Explosive Co.,Ltd.,Ordos017000,China；
(2.Inner Mongolia Shengli Zhongwei Blasting Co.,Ltd.,Ordos017000,China)
Abstract:Modified emulsifier(TSM)is made from triethanolamine monostearate and maleic anhydride.The optimal reaction temperature of TMS is190壬,the optimal reaction time is3h,and the final acid value of the product is
1.6mgKOH/g,with the acid value as index.The emulsion matrix is prepared with TSM as the emulsifier,and the particle diameter of emulsion matrix made from dehydrated sorbitol monooleate and polyisobutylene succinimide is compared with
that made from TSM.The storage period and explosive performance of emulsion explosives prepared by TSM are tested.The results show that the diameter of emulsified particles prepared by TSM is the smallest,which is1.08^m；the storage period
of emulsion explosive is more than190days.And the explosive performance is excellent,which meets the requirements of General Requirements for Industrial Explosive.
Key words:triethanolamine monostearate;maleic anhydride;emulsifier；emulsion explosive;explosive performance
收稿日期：2020-12-01
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作者简介：贾凯(1987—)，男，江苏淮安人，硕士，主要从事工业炸药安全技术方面的研究。E-mail：157****1018@ 。
引用格式：贾凯，付涛，王宝，等.-种新型乳化剂的合成及其在乳化炸药中的应用[J].煤矿爆破,2020,38(6):1-3.
JIA Kai,FU Tao,WANG Bao,et al.Synthesis of a new emulsifier and its application in emulsion explosive[J].Coal Mine Blasting，2020，38(6)1-3.
1
煤矿爆砒
第38卷第6期
Coal Mine Blasting
2020 年 12 月
Vol. 38 No. 6Dec. 2020
0引言
目前，国内用于包装型乳化炸药生产的乳化剂
主要为低分子类的失水山梨醇单油酸酯和高分子鱿鱼的做法大全家常
类的聚异丁烯丁二酰亚胺类系列乳化剂「T 。失 水山梨醇单油酸酯作为乳化剂具有易乳性强、储存
期短的特点，聚异丁烯丁二酰亚胺类系列乳化剂具 有储存期长、乳化性能差的特点。因此，两者均不 能单独作为乳化剂应用于乳化炸药的生产中。生
产实践中将失水山梨醇单油酸酯作为主乳化剂，聚 异丁烯丁二酰亚胺为辅助乳化剂，将两者按照一定
比例复配形成复合乳化剂，在一定程度上解决了乳
化性能和储存性能之间的矛盾。此种方法有效改善
了乳化性能，提高了乳化炸药的储存期撚而这种简 单的物理混合并不能达到人们预期的目标，不能真
正实现降低剪切速率，提高储存期的目的［3_4］ O
积攒的近义词为了降低剪切速率，缩短乳化时间，笔者采用
具有较强乳化性能的小分子乳化剂三乙醇胺单硬 脂酸酯与马来酸酹为原料制备分子量较大、临界胶 束浓度较低的TSM 乳化剂［5-7］，用该乳化剂代替现 有的乳化剂产品，并考查了其在乳化炸药中的应用 情况。
1试验部分
1.1试验仪器与试剂
试验采用的多功能高低温反应釜为上海岩征
实验仪器有限公司生产，采用的试剂和对应的生产 厂家见表1
o
推荐一本书西游记表1试验试剂与生产厂家
试验试剂生产厂家
三乙醇胺单硬脂酸酯
湖北万得化工有限公司
马来酸为南京化学试剂股份有限公司氢氧化钠
济南利扬化工有限公司
硝酸钠山西文诚化工有限公司
硝酸铵河南永昌硝基肥有限公司
空心玻璃微球美国3M 公司复合蜡
荆门维佳实业有限公司磷酸
上海国药试剂有限公司
1.2 TSM 乳化剂的合成
在氮气保护下，将820 g 三乙醇胺单硬脂酸酯
和98 g 马来酸酹装入2 000 mL 的三口烧瓶中，烧 瓶上部装有冷凝管。升温至100 °C ，保温反应1.5 h , 然后打开冷凝管尾端的真空吸气阀门，关闭氮气进 气阀门，开始抽真空，将反应物料升温至190 C ，保
温约3 h，至产物酸值不再变化时，反应结束。此
时，制得TSM 乳化剂。
宣传工作的重要性
1.3乳化炸药的制备
首先，称量750 g 硝酸铵、85 g 硝酸钠和100 g 水配置水相，加热至115 C 保温。然后，称量25 g 乳化剂、0 g 复合蜡配置油相，加热至105 C 保温。
其次，控制乳化机的转速为600 r/min，将水相溶 液缓慢加入油相中，缓慢调节乳化机的转速至
1 600 r/min ，搅拌60 s 后，向乳化基质中加入30 g
空心玻璃微球，搅拌均匀，即为乳化炸药。
1. 4酸值的测试
取1 g 左右的样品溶解到50 mL 乙醇中，加
3滴酚酚指示剂，用已标定的氢氧化钠溶液滴定至
溶液由无色变为粉红色，并保持30 s 不褪色，记录
消耗的氢氧化钠的体积［8-9］ O
酸值的计算公式为：
A =凶 x 56. 1
(1)
m
式中：为产物的酸值，mgKOH/g;c 为氢氧化钠溶 液的浓度，mol/L；卩为耗用标准溶液的体积，mL ;
m 为试样的质量,g;56. 1为1 mol 氢氧化钾的质
量，g/ mol o
2结果与讨论
2.1反应温度的选择
真空条件下，测试不同反应温度下,3 h 后产物 酸值的变化，影响结果如图1所示。由图1可知： 随着温度的升高，产物的酸值相应减小；当温度达
到185 C 后严物的酸值变化缓慢；当达到190 C
后，产物酸值基本不再变化。因此，确定该反应体 系的最佳反应温度为190 C
o
2
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2020年12月Coal Mine Blasting Dec.2020
温度
图1反应温度对产物酸值的影响
由表2可得,3种乳化剂中，聚异丁烯丁二酰亚胺制备的乳化基质颗粒平均直径最大,TSM乳化剂制备的乳化基质颗粒平均直径最小，为1.08“m，则TSM乳化剂的乳化性能最好。
2.4乳化炸药的储存稳定性和爆炸性能的分析
形容性格
按照上述方法制备乳化炸药，将其装入032x 160mm的药卷中，按照GB28286—2012《工业炸药通用技术条件》⑴的要求进行储存并对其爆速、
殉爆距离、猛度进行测试，测试结果见表3o
2.2最佳反应时间的确定
在真空环境、190C条件下反应，测试不同反应时间后产物酸值的变化，影响结果如图2所示。由图2可知：随着反应时间的延长，反应体系的酸值逐渐下降；当反应时间超过3h时，反应体系的酸值基本保持不变，为1.6mgKOH/g o因此，确定反应体系的最佳反应时间为3h。
2.3乳化基质颗粒形貌分析
乳化基质颗粒直径的大小是乳化剂乳化性能的重要反馈指标，乳化颗粒直径越小，则表明乳化剂的乳化性能越好［I0］O采用上述方法制备乳化基质，利用电子显微镜扫描观察不同乳化剂制备的乳化基质的颗粒大小，对比情况见表2O
表2不同乳化剂制备的乳化基质的颗粒直径
乳化剂乳化颗粒直径/“m
TSM 1.08
失水山梨醇单油酸酯 1.12
聚异丁烯丁二酰亚胺 1.52
表3TSM乳化剂制备的乳化炸药的性能测试结果
储存时间/d爆速/(m-s-1殉爆距离/cm猛度/mm 205136719.1
805008618.9
1305101517.3
1605021617.6
明虾和基围虾的区别1904865517.5
由表3可得：使用TSM乳化剂制备的乳化炸药190d后的爆速、猛度、殉爆距离仍然满足文献［11］的要求。因此,TSM乳化剂制备的乳化炸药储存期可达到190d以上。
3结论
1）采用三乙醇胺单硬脂酸酯和马来酸为为原料合成了TSM乳化剂。以酸值为指标，得到了最佳的反应温度为190C，最佳反应时间为3h，产物的最终酸值为1-6mgKOH/g o
2）分别上失水山梨醇单油酸酯、聚异丁烯丁二酰亚胺和TSM为乳化剂制备乳化基质，通过乳化颗粒直径对比发现，TSM制备的乳化颗粒直径最小，为1.08⑷。3种乳化剂中,TSM乳化剂的乳化性能最好。
3）对TSM乳化剂制备的乳化炸药的储存期和爆炸性能进行了测试。结果表明：使用TSM为乳化剂制备的乳化炸药190d后的爆速达4865m/s，猛度为17.5mm，殉爆距离为5cm，满足《工业炸药通用技术条件》的要求；TSM乳化剂制备的乳化炸药爆炸性能良好，储存期可达到190d上上。
（下转第12页）
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煤矿爆砒Coal Mine Blasting 第38卷第6期2020年12月
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