苦味酸鉀在彈性藥頭上的研究和探討

楊 中 毅

（福建海峽科化烽林分公司， 福建 明溪 365201）

苦味酸鉀在彈性藥頭上的研究和探討

楊 中 毅

（福建海峽科化烽林分公司， 福建 明溪 365201）

苦味酸鉀作為點火藥的主要成分之一，憑其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛運用于電引火元件的生產(chǎn)。通過理論分析和試驗研究，確定電參數(shù)良好的配比來生產(chǎn)、制造彈性藥頭并裝配成電雷管，與鉛丹硅藥頭進(jìn)行性能實驗。實驗結(jié)果表明苦味酸鉀用于彈性藥頭的實際效果比鉛丹硅藥頭更加良好。

苦味酸鉀；電參數(shù)；彈性藥頭；鉛丹硅

根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃中的民爆行業(yè)技術(shù)指導(dǎo)意見書中提出：“提高本質(zhì)安全生產(chǎn)水平，實現(xiàn)安全發(fā)展、清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展”的要求。我司生產(chǎn)電引火元件主要半成品DDNP，由于該藥劑中DDNP生產(chǎn)廢水較多，無法達(dá)到指導(dǎo)意見要求，而且也不利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

苦味酸鉀是一種無重金屬的耐熱炸藥和性能良好的單體延期藥和點火藥[1]。美、俄、英、日等國在火工品中均有應(yīng)用。我國也有將苦味酸鉀作為點火藥用于雷管的應(yīng)用實踐。本文對苦味酸鉀制備、試驗和生產(chǎn)進(jìn)行了研究，以及探討作為點火藥替代DDNP-鉛丹硅藥頭，以解決生產(chǎn)的環(huán)保問題和質(zhì)量的不足。

1 針狀苦味酸鉀的制備

制備針狀結(jié)晶的苦味酸鉀的投料比，苦味酸∶碳酸鉀∶去離子水=3.5∶1.5∶20（質(zhì)量比）。蒸汽加熱帶有夾層的化合灌中去離子水至75～95 ℃。其反應(yīng)原理如下：

將所得的苦味酸鉀球磨、洗滌至中性過濾，備用。取樣用顯微鏡觀察晶型效果如圖1所示。

圖1 球磨后的苦味酸鉀晶型Fig.1 Potassium picrate crystal shape after the ball mill

2 苦味酸鉀酸鉀在彈性藥頭的研究

2.1 苦味酸鉀的性能

苦味酸鉀機械感度低，安全性能較好。熱穩(wěn)定性、相容性、安定性較好。其5 s延滯期爆發(fā)點是390 ℃, 而DDNP的5S延滯期爆發(fā)點是170～173 ℃[2]。苦味酸鉀與金屬鐵、鋁、銅的相容性較好[3]。取備用的苦味酸鉀，采用聚乙烯醇粘合劑配制點火藥劑，涂于直徑為0．045 mm的Ni-Cr合金橋絲外層(聚氯乙烯絕緣外層鍍鋅鐵腳線)，塑料塞外涂過氯乙烯清漆。檢測其電阻范圍4.8～5.2 Ω，在正常產(chǎn)品存放庫房里放置1.5 a后，檢查藥頭外觀良好并解剖，顯微鏡下未發(fā)現(xiàn)橋絲有腐蝕反應(yīng)痕跡。表明這種藥劑與橋絲和腳線具有良好的相容性,適宜雷管長期儲存的需要。

2.2 苦味酸鉀藥頭研究實驗

電雷管作為我國工業(yè)雷管中正在大量使用的品種之一。電引火元件是電雷管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(包括瞬發(fā)雷管和延期雷管)的關(guān)鍵部件。根據(jù)電雷管的熱起爆原理[4]，電雷管起爆的可靠性和一致性，主要取決于電引火元件發(fā)火的可靠性和一致性。

影響彈性藥頭藥頭電參數(shù)主要是有橋絲電阻、點火藥劑的熱感度、藥劑與橋絲包覆的緊密程度等。試驗中采用自動儲能焊接橋絲，所以橋絲電阻比較穩(wěn)定，對電引火元件的影響較小。藥劑與橋絲的包覆取決于采用的粘結(jié)劑，而粘結(jié)劑采用DDNP-鉛丹硅藥頭相同配比的聚乙烯醇膠。因此苦味酸鉀藥劑是彈性藥頭可靠性和一致性的主要影響因素。

2.3 苦味酸鉀藥頭電參數(shù)研究

根據(jù)查閱的相關(guān)資料，苦味酸鉀作為電引火元件中點火藥的主要成分。對其與二元混合物在不同配比情況下的單發(fā)發(fā)火電流進(jìn)行了研究試驗，試驗結(jié)果如表1所示。

表1 苦味酸鉀與二元混合物不同配比下的電參數(shù)Table 1 Potassium picrate with binary mixtures under different ratio of electrical parameters

表2 配比1∶1.3電引火元件電參數(shù)Table 2 The ratio of 1∶1. 3 electric firing components electrical parameters

根據(jù)《工業(yè)雷管》電雷管的性能要求[5]：最大安全電流大于200 mA恒定直流,單發(fā)發(fā)火電流不大于450 mA恒定直流,并做20發(fā)串聯(lián)準(zhǔn)爆試驗，以0.2 A恒定直流通電5 min全部不發(fā)火，以1.2 A恒定直流，全部發(fā)火。該配比下制得的電引火元件都滿足以上要求。所以該配比下的苦味酸鉀藥頭電參數(shù)可靠性和一致性好。

2.4 苦味酸鉀藥頭裝配研究

苦味酸鉀藥頭電參數(shù)滿足要求，進(jìn)一步試驗研究藥頭裝配成電雷管對成品是否產(chǎn)生影響。主要對期雷管的延期時間與DDNP-鉛丹硅藥頭對比是否產(chǎn)生影響。見表3。

表3 延期時間對比Table 3 Delay time contrast

根據(jù)實驗結(jié)果對比，苦味酸鉀藥劑的燃燒精度更好，對產(chǎn)品的延期時間沒有產(chǎn)生影響。同時能夠把毫秒高段延期和秒電高段延期都成功點火，滿足點火能力的要求。

2.5 苦味酸鉀藥頭生產(chǎn)

苦味酸鉀的生產(chǎn)比DDNP的生產(chǎn)過程更加簡單?？辔端徕浰巹└鞣矫嫘阅芏純?yōu)越于DDNP。運用苦味酸鉀對于企業(yè)的發(fā)展更有優(yōu)勢?？辔端徕涀鳛辄c火藥，在藥頭生產(chǎn)中，使用含水量12%～15%的濕態(tài)苦味酸鉀和二元混合物進(jìn)行藥劑混合，確保在混藥過程中操作人員的安全。涂制每發(fā)藥頭的重量平均13～18 mg范圍內(nèi)，鉛丹硅藥頭每發(fā)重量30～45 mg[6]。每發(fā)苦味酸鉀藥頭可以節(jié)省藥劑，節(jié)約生產(chǎn)成本。苦味酸鉀比重小，在涂制過程中不易下垂，能夠很好的包覆橋絲，且容易干燥，機械強度好，不易掉塊，廢品率小。

3 結(jié) 論

（1）苦味酸鉀生產(chǎn)方法簡單?？辔端徕洘岱€(wěn)定性、相容性、安定性較好。機械感度低于DDNP，且生產(chǎn)過程中，廢水較少，沒有重金屬污染。同時安全性更高。

（2）苦味酸鉀藥劑運用于彈性藥頭，在橋絲不蘸防潮漆的情況下，儲存時間1年半之后仍無腐蝕情況?？梢娍辔端徕浥c橋絲的相容性滿足儲存要求。

（3）運用球磨后的苦味酸鉀制造電引火元件，吸濕性小，容易干燥；烘干后藥頭的機械強度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率少。燃速精度高，發(fā)火可靠性和一致性好。

（4）相比較DDNP-鉛丹硅，苦味酸鉀比重較小，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本節(jié)約。

［1］勞允亮．起爆藥化學(xué)與工藝學(xué)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社,1997:275-282.

［2］韋愛勇.用苦味酸鉀制造電引火元件[J].爆破，2006,9(3):89-92.

［3］蔣榮光,劉自鐋.起爆藥[M].北京：兵器工業(yè)出版社,2005:315-319.

［4］蔡瑞嬌．火工品設(shè)計原理[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社,1999.

［5］GB8031--2005工業(yè)電雷管[S].

［6］諶宵，楊中毅.鉛丹硅的改性研究[J]. 煤礦爆破,2010(04): 23-24.

從表中數(shù)據(jù)分析可知，苦味酸鉀在一定范圍內(nèi)決定了電引火元件的感度，苦味酸鉀含量多則感度高。當(dāng)達(dá)到比例1∶1.5以上之后，感度就不在降低。所以選取配比1∶1.5作為實驗主要研究方向。對該配比下的涂制的電引火元件電參數(shù)進(jìn)行多組實驗，實驗數(shù)據(jù)見表2。

Research and Discussion on Potassium Picrate on Elastic Fuse-head

YANG Zhong-yi
(Fenglin Branch of Fujian Haixia Technology Co.,Ltd., Fujian Mingxi 365200，China)

Potassium picrate as one of the main components of the ignition powder, with its superior performance has been widely used in the production of the electric flash elements. In this paper, through theoretical analysis and experimental research, good electric parameters matching was determined to produce the elastic medicine head and manufacture electric detonator, and its performance was compared with the red lead silicon medicine head performance. The experimental results show that actual effect of potassium picrate for elastic medicine head is better than red lead silicon medicine.

Potassium picrate; Electrical parameters; Elastic fuse-head; Red lead-silicon

TQ 028

A

1671-0460（2015）01-0053-02

2014-07-24

楊中毅（1960-），男，遼寧阜新人，中級職稱，副總工程師，研究方向：起爆器材、爆破技術(shù)工作。E-mail：yangzhongyi1960163.com。