煙火色彩組合物的製作方法
2023-06-22 19:20:16
專利名稱:煙火色彩組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包含5-氨基四唑鹽的煙火組合物，優選地一種包含5-氨基四唑鹽的煙花組合物(焰火組合物，fireworkscomposition)。
背景技術：
傳統的彩色煙花具有的主要缺點為它們產生大量的煙，這在封閉的集合地點例如市內體育場中引起嚴重問題。
在US 6，214，139和US 5，917，146中，提出了多種高氮、低碳含量的高能材料的金屬鹽作為用於低煙煙花組合物的可行成分。
然而，在這些文獻中提及的高氮、低碳含量高能材料不是易於可獲得的化合物。為 了製備這些化合物，要求多步驟合成。此外，在這些合成的一部分中，需要環境不友好、有毒或有害的化學前體。這兩個問題顯著地提高了高氮、低碳含量的金屬鹽的價格。
發明內容
本發明的目的是通過提供能夠用於大規模工業化生產煙花的低煙、無高氯酸鹽煙火組合物而減少煙花的環境影響。
出人意料地，現在已經發現，當使用包含5-氨基四唑的金屬鹽的含氯煙火組合物時可以實現這個目的。本發明的發明人發現，包含5-氨基四唑的金屬鹽的煙火組合物，優選煙花製品產生相對少的煙霧，同時在燃燒時能夠產生彩色火焰。由於所述金屬鹽的可獲得性，所以這對現有技術中提出的低煙煙火組合物提供了具有吸引力的替代方案。另外，煙火組合物中的組分的合成、以及煙火組合物本身是環境友好的。此外，甚至本發明的煙火組合物的燃燒也稱得上環境友好的。
有利地，5-氨基四唑的金屬鹽易於處理並且另外沒有自燃的危險。
因此，本發明涉及含氯煙火組合物，其包括粘結劑、氧化劑(oxidator)、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發色劑(顏料或著色劑，colourant)。
金屬鹽可以通過使相應的金屬化合物與5-氨基四唑反應而獲得。優選地，金屬鹽通過使相應的金屬氫氧化物、金屬硫酸鹽、金屬氯化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應來獲得。更優選地，金屬鹽通過使相應的金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應來獲得。最優選地，金屬鹽通過使相應的金屬氫氧化物與5-氨基四唑反應來獲得。
5-氨基四唑可以是無水形式或者含結晶水。
合適地，在金屬鹽中使用的金屬選自由鈣、鍶、鋇、銅、鉀、鐵、鎂、鋰、硼、鈦、銻和鋁組成的組。
優選地，金屬為鍶、鋇或銅。
各種金屬鹽的混合物可以適合地採用以產生所需的顏色。
合適地，粘結劑以在2 96被％範圍內的量存在，氧化劑以在I 85wt%範圍內的量存在，煙火燃料以在20 96wt%範圍內的量存在，5-氨基四唑的金屬鹽以在2 30wt %範圍內的量存在，所有的量均基於總的煙火組合物。
優選地，基於總的煙火組合物，5-氨基四唑的金屬鹽以在4 10wt%範圍內的量存在。
合適地，粘結劑包括硝化纖維素(硝化纖維,nitrocellulose)或PVC。優選地,粘結劑包括硝化纖維素。
合適地，根據本發明使用的硝化纖維素具有的氮含量低於14wt %，優選地，氮含量在12 13. 5wt%的範圍內。
根據本發明使用的粘結劑通常是可擠出的(extrudable)和高能的。術語高能的是指粘結劑將放熱性地分解。合適地，氧化劑選自由硝酸銨、高氯酸銨、硝酸鋇、氯酸鋇、硝酸鍶、硝酸鉀以及高氯酸鉀組成的組。
優選地，氧化劑包括硝酸銨或高氯酸銨。
煙火燃料選自由硝化纖維素、纖維素、硝酸纖維素、硝酸胍、阿拉伯膠、赤桉樹膠(red gum)和蟲膠(schellack)組成的組。
優選地，煙火燃料包括硝化纖維素或纖維素。
對本領域技術人員來說很明顯，硝化纖維素可以用作粘結劑以及煙火燃料。
根據本發明的煙火組合物含有氯。合適地，基於總的煙火組合物，本發明的煙火組合物包含的氯的量在0. 2 20界七％的範圍內，優選在I 5wt%的範圍內。
氯可以由粘結劑、氧化劑和/或發色劑提供。
在一個有吸引力的實施方式中，5-氨基四唑的金屬鹽藉助於酸來質子化。該質子化可以通過使5-氨基四唑與鹽酸在合適溶劑中接觸並且回收所形成的晶體而實現。
合適地，酸選自由以下組成的組鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、氫氟酸、硝酸、氯酸以及高氯酸。
優選地，酸是鹽酸、氯酸或高氯酸。
根據本發明所使用的煙火組合物可以包括本領域技術人員公知的其他常規組分(燃燒速度調節劑、穩定劑、加工助劑、鈍感劑等)。如果存在，則基於總的煙火組合物，這些組分以低於IOwt %的量存在。
本發明還涉及包含根據本發明的煙火組合物的煙花製品。
另外，本發明涉及如上所述的5-氨基四唑的金屬鹽在煙花製品中的用途。更具體地，本發明涉及本文所述的5-氨基四唑的金屬鹽在低煙煙火組合物中的用途。本發明的煙火組合物，尤其是當用於煙花製品中時，在燃燒後能夠產生彩色火焰，而與傳統的煙火組合物相比僅產生非常少的煙。優選地，該煙火組合物基本上是無煙的。
本發明還涉及一種用於製備根據本發明的煙火組合物的發色劑的方法，該方法包括使例如金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應，以及收回這樣獲得的5-氨基四唑的金屬鹽形式的發色劑。
合適地，所述工藝是在水存在下進行。
根據本發明的煙火組合物可以合適地通過將各個組分乾燥混合併將這樣獲得的組合物壓製成所需的形式而製備。在另一種實施方式中，各個組分在溶劑存在下進行混合，之後將獲得的混合物擠出，以及通過蒸發去除溶劑。[0035]溶劑可以合適地選自由以下組成的組乙醇，或酯類溶劑如乙酸乙酯、乙酸丁酯，或醇類溶劑如異丙醇、丁醇。當與傳統使用的溶劑如丙酮和己烷相比時，這樣的溶劑具有這樣的優點，即它們對環境的影響很小並且顯著地減少了安全危害(爆炸)的危險。優選地，溶劑包括丙酮。
基於總的煙火組合物，溶劑合適地以在0至20wt%範圍內的量存在。優選地，基於總的混合物，溶劑以在5 1:%至14wt%範圍內的量存在。本領域技術人員將理解，由於所涉及溶劑的蒸發，所述溶劑在最終獲得的煙火組合物中將基本不存在。
具體實施方式
實施例
實施例I
製備的根據本發明的煙火組合物具有以下組成94.8wt%硝化纖維素(13.5%N) ;5wt%鍶-氨基四唑絡合物；以及0. 2被％氯化銨。
所述煙火組合物通過混合100克幹NC 13. 5 %與5. 27克鍶-氨基四唑絡合物和0. 22克氯化銨來製備。然後將丙酮加入到所述混合物，並將這樣獲得的混合物進行混合直到該組合物可以在柱塞式擠出工藝中成型為IOmm直徑的股束。丙酮在室溫下去除。這樣獲得的股束切成IOmm長的顆粒，該顆粒在煙花製品中進一步加工。煙花製品燃燒時具有紅色火焰。
實施例2
製備的根據本發明的煙火組合物具有以下組成83wt%硝酸銨；6wt%具有氯化氫的鋇-氨基四唑絡合物；以及llwt%硝化纖維素(13.5%N2)。所述煙火組合物在湍流器中幹混。在混合後，組合物壓製成直徑15_的顆粒。這樣製備的組合物燃燒時具有綠色火焰。
實施例3
製備的根據本發明的煙火組合物具有以下組成48wt%高氯酸銨；17wt%氨基四唑；5wt%鍶-氨基四唑絡合物；以及30wt%硝化纖維素(13. 5% N2)。所述煙火組合物在湍流器中幹混。在混合後，組合物壓製成直徑15_的顆粒。這樣製備的組合物燃燒時具有紅色火焰。
權利要求
1.一種煙花製品，包括含氯無高氯酸鹽煙火組合物，所述含氯煙火組合物包括粘結劑、氧化劑、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發色劑，所述氯由所述粘結劑、氧化劑和/或發色劑提供。
2.根據權利要求
I所述的煙花製品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽是通過使相應的金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應來獲得的。
3.根據權利要求
I所述的煙花製品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽中的金屬選自由I丐、銀、鋇、銅、鉀、鐵、鎂、鋰、鈦、鋪和招組成的組。
4.根據權利要求
1-3中任一項所述的煙花製品，其中，所述粘結劑以在2 20wt%範圍內的量存在，所述氧化劑以在I 85wt%範圍內的量存在，所述煙火燃料以在20 96wt %範圍內的量存在，所述5-氨基四唑的金屬鹽以在2 30wt %範圍內的量存在，所有這些量均基於總的煙火組合物，其中，所述粘結劑、所述氧化劑、所述煙火燃料、以及所述5-氨基四唑的金屬鹽的總量不超過IOOwt%。
5.根據權利要求
4所述的煙花製品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽以在2 10wt%範圍內的量存在，所有這些量均基於總的煙火組合物。
6.根據權利要求
1-3中任一項所述的煙花製品，其中，所述粘結劑包括硝化纖維素或PVC。
7.根據權利要求
1-3中任一項所述的煙花製品，其中，所述氧化劑選自由硝酸銨、硝酸鋇、氯酸鋇、硝酸鍶、以及硝酸鉀組成的組。
8.根據權利要求
1-3中任一項所述的煙花製品，其中，所述煙火燃料選自由硝化纖維素、纖維素、硝酸纖維素、硝酸胍、阿拉伯膠、赤桉樹膠和蟲膠組成的組。
9.根據權利要求
1-3中任一項所述的煙花製品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽藉助於酸來質子化。
10.根據權利要求
9所述的煙花製品，其中，所述酸選自由鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、氫氟酸、硝酸、和氯酸組成的組。
11.權利要求
2-3中任一項所述的5-氨基四唑的金屬鹽在煙花製品中的用途。
專利摘要
本發明提供了含氯煙火組合物，其包括粘結劑、氧化劑、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發色劑。本發明還涉及包含這樣的煙火組合物的煙花製品。另外，本發明提供了製備所述發色劑的方法。
文檔編號C06C15/00GKCN101679137 B發布類型授權 專利申請號CN 200880012088
公開日2012年11月7日 申請日期2008年4月16日
發明者穆爾克·彼得·范羅伊恩, 約翰·弗朗西斯庫斯·塞文貝爾根, 魯特格爾·韋布 申請人:克裡爾斯巴克有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),