一種煙花用開爆黑火藥的製作方法
2023-06-30 01:19:21 1
專利名稱:一種煙花用開爆黑火藥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煙花產品用開爆藥，特別是涉及一種禮花或盆花產品開爆用黑火藥。
背景技術：
目前煙花產品空中炸開的效果即禮花或盆花的空中展開效果，一般都是通過開爆藥的燃燒爆炸來實現，開爆藥的性能直接影響和決定了禮花或盆花產品的效果質量，所以眾多煙花技術人員在開爆藥上都進行了大量的試驗和研究，力求製作出安定性好、成本低、 開爆效果好的開爆藥。按照各國的法規條例，開爆藥大致可以分為白藥開爆藥和黑藥開爆藥。
所謂白藥開爆藥是以鋁、鎂鋁合金等活潑金屬粉和硫磺做還原劑，按照一定比例配製而成的煙火藥，其開爆效果一般都較理想，但其缺點就是由於含有活潑金屬粉末成份， 穩定性差，安全係數低。許多國家對禮花或盆花類產品的開爆藥禁止使用白藥開爆藥，譬如美國、加拿大等國家的煙花爆竹條例就明確規定禮花和盆花產品的開爆藥中不能含有金屬粉的成分。
黑藥開爆藥分為普通黑火藥和類似黑火藥，普通黑火藥是以硝酸鉀、木炭、硫磺三種成份配置成的煙火藥，是中國的古代四大發明之一，類似黑火藥是指不含有金屬成份的具有與普通黑火藥燃燒和爆炸效果相似的煙火藥。
生產要求以黑藥開爆藥開爆的一些國家的禮花和盆花產品，使用白藥開爆藥是不允許的，而只能使用普通黑火藥或者類似黑火藥。但是用普通黑火藥作禮花和盆花的開爆藥，雖然穩定性好，安全係數高，但其開爆效果卻是非常差的，甚至根本無法開爆，這也就使產品的設計效果無法充分展現或者根本無法展現，而這是各生產廠家和消費者都無法接受的事實。因此改進普通黑火藥，生產出高品質的類似黑火藥就顯得非常重要了。
發明內容
為了解決上述問題，本發明所要解決的技術問題是，在不使用金屬材料成份的前提下，提供一種開爆效果好，安全係數高，穩定性好，無環境汙染的類似黑火藥，用於禮花或盆花的開爆藥。
為了解決以上技術問題，本發明採用的技術方案是，一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為
高氯酸鉀 40-75份硝酸鉀 0-35份
重鉻酸鉀 1-5份硫磺5-15份
木炭5-25份炭黑0.5-2份
對苯二甲酸氫鉀或鄰苯二甲酸氫鉀之一 5-20份
從學術角度來說，開爆黑火藥其實就是一種民用低能炸藥，而炸藥的基本原理是 反應速度越快、反應溫度越高、反應產物中生成的氣體量越大，其爆炸效果就越好。[0013]本發明以高氯酸鉀和硝酸鉀的混合物或單一的高氯酸鉀作為開爆黑火藥的氧化劑。是因為高氯酸鉀是含氧量很高的一種氧化劑，其有效氧為46%，由於其供氧效率高，所以在反應過程中反應速度更快、反應產物溫度更高，爆炸能力更強。另外高氯酸鉀在610°C 時才會熔化分解，其安定性能和吸溼性能都很優越。同時，本發明中還可以採用少量硝酸鉀作為氧化劑，硝酸鉀有效氧為40%，在560°C時就開始分解。雖然硝酸鉀的整體性能低於高氯酸鉀，但硝酸鉀的特點就是它本身在分解時可以釋放出氧氣以外，同時還可以釋放出氮氣，氮氣在藥物燃燒爆炸過程中起到增加爆炸氣體量的作用，也就是說可以提高爆炸的效果，所以少量使用硝酸鉀還是能起到比較理想的助爆效果。
本發明以硫磺、對苯二甲酸氫鉀或鄰苯二甲酸氫鉀之一、木炭等混合物作為開爆黑火藥的還原劑。主要是因為硫磺的燃燒性能非常優異，特別是單位質量的燃燒熱高達到 10. 8kj/kg，並且有一定的氣體產物生成，對整個炸藥的爆炸性能有很好的補充作用；對苯二甲酸氫鉀或鄰苯二甲酸氫鉀之一的燃燒速度比木炭和硫磺更快、氣體產物更多，所以對改善黑火藥的爆炸性能有突出的作用；本發明中使用的木炭以杉木炭、麻杆炭、松木炭等結構比較鬆散的木炭最佳，其中首選麻杆炭。因為麻杆炭具有雜質含量少，含碳量高、熱值高， 結構疏鬆，燃燒反應速度快，產物成氣量大等優點。
本發明中還採用了重鉻酸鉀作為高氯酸鉀的分解催化劑，大量實驗證明當高氯酸鉀跟木炭反應時，加入1-5%的重鉻酸鉀可以使反應速度提高2倍，這可以起到很好的助爆效果。
本發明中採用炭黑作為開爆黑火藥的染黑劑，原因有三個第一、當本發明不用黑色染料染黑時，開爆藥物混合物是淺灰白色的，這與開爆黑火藥的名稱中的「黑」不相符，很容易給相關口岸檢驗機構或用戶造成是白藥開爆藥的誤解，所以必須染黑。而炭黑的黑度值很高，染黑能力強，當用量在0. 5-2%時，就能將整個開爆黑火藥混合物體系染成很深的黑色；第二、炭黑本身是固體粉末狀，適合本發明藥物體系的操作；第三、炭黑本身具備一定的可燃性，所以不會對開爆黑火藥的爆炸性能造成明顯的阻燃作用。
基於上述各組分的性能，各組分協同增效作用明顯。本發明中採用高氯酸鉀做主體氧化劑，因其供氧能力大，能做到單位重量的氧化劑與更多的還原劑發生燃燒爆炸反應， 也就使單位重量的黑火藥燃燒後能放出更大的熱量和更多的氣體，這是保證開爆黑火藥具有高爆炸威力的根本。
硝酸鉀的使用是充分利用了硝酸鉀跟木炭結合後具備很好的點火性能，確保產品的成功率更高，同時硝酸鉀在分解時能釋放出除氧氣以外的氮氣，釋放出的氮氣能保證黑火藥燃燒時有更大的成氣量，增加爆炸威力，而這一點高氯酸鉀是做不到的，另外，硝酸鉀的價格比高氯酸鉀低很多，所以適量的採用硝酸鉀，不僅不會降低爆炸性能，反而能保證更加可靠的點火能力，增加爆炸威力，並且還可以降低成本。
重鉻酸鉀本身就是一種強氧化劑，雖然其有效供氧量很低，但是少量的加入，它可以對高氯酸鉀跟木炭的燃燒作用起到很好的催化作用，使該反應速度提高2倍，這對黑火藥爆炸威力的提高是非常突出的。
木炭由於其結構疏鬆，空隙多，在組合成的黑火藥燃燒過程中，多空隙結構能形成很好的所謂火藥的槍管效應，大大提高火藥燃燒傳遞速度，也就達到提高爆速的目的。木炭由於炭原子量小，所以單位重量的木炭燃燒後能生成更多的氣體產物。木炭跟氧化劑混合後的良好點火性能，是其他常規低能材料無法替代的。
硫磺最大的特點就是燃燒熱值高，所以在黑火藥的燃燒過程中它可以提高整個藥物體系產物的燃燒溫度，提高爆炸威力，另外，硫磺在燃燒後的產物雖然以二氧化硫氣體為主，但仍然會有一部分二氧化硫跟高氯酸鉀中分解出來的鉀離子結合成硫酸鉀高溫固體顆粒，這些高溫固體顆粒能很好的附著在禮花或盆花產品中的被爆炸物-亮珠的表面，並且將熱能傳遞給亮珠，使亮珠被充分加熱並點燃，保證了禮花或盆花開爆後亮珠的良好點火。
對苯二甲酸氫鉀和鄰苯二甲酸氫鉀由於其裡面富含氫元素，所以燃燒後的成氣量更大，加上硫磺燃燒時的高熱量，能使燃燒生成氣體產物溫度更高，產生的壓力更大，保證爆炸威力更加理想。
經過大量試驗，將各組分按上述比例製備而成的開爆黑火藥。摒棄了金屬材料和有毒藥物成分的使用，機械感度低，安定性好；開爆幅面大、開爆聲響好、藥物顏色黑、原材料易得、成本相對較低，是一種理想的開爆黑火藥。
具體實施方式
以下實施例詳細地說明了本發明，在這些實施例中，其組分比均按重量計算，其製備方法均按以下步驟進行。
第一步首先將各種還原劑分別粉碎後與炭黑按下述比例混合均勻，然後投入到轉鼓球磨機中進一步混合，使還原劑混合物充分被炭黑染成黑色。
第二步將染黑後的還原劑混合物跟高氯酸鉀和硝酸鉀的混合物及其重鉻酸鉀按下述比例均勻混合，製成粉狀開爆黑火藥。
第三步將粉狀開爆黑火藥用水溼潤後過16目以上的篩子，形成篩下小顆粒狀開爆黑火藥。
第四步將粒狀開爆黑火藥攤開成薄薄的一層，利用太陽曬乾或者用烘房烘乾， 包裝入庫備用。
實施例1
高氯酸鉀65份硝酸鉀
炭黑1份硫磺
對苯二甲酸氫鉀 10份
實施例2
高氯酸鉀60份硝酸鉀
炭黑0.5份硫磺
鄰苯二甲酸氫鉀 8份
對苯二甲酸氫鉀和鄰苯二甲酸氫鉀均可用於本發明，而大量的試驗證明鄰苯二甲酸氫鉀在本發明中效果更理想，所以在本發明中優選鄰苯二甲酸氫鉀。
實施例3
高氯酸鉀70份炭黑1.5份重鉻酸鉀3份
木炭 10份硫磺7份鄰苯二甲酸氫鉀15份
本例硝酸鉀含量為0。
實施例4
5份重鉻酸鉀2份 5份木炭 8份
10份重鉻酸鉀1份 8份木炭 12份[0043]高氯酸鉀75份炭黑2份重鉻酉_3份[0044]木炭5份硫磺7份鄰苯二二甲酉髮氫鉀20份[0045]本例硝酸<鉀含量為0。[0046]實施例5[0047]高氯酸鉀40份炭黑1份重鉻酉_5份[0048]木炭15份硫磺10份鄰苯二二甲酉髮氫鉀5份[0049]硝酸鉀35份[0050]實施例6[0051]高氯酸鉀昍份炭黑1份重鉻酉_4份[0052]木炭25份硫磺5份鄰苯二二甲酉髮氫鉀5份[0053]硝酸鉀20份[0054]實施例7[0055]高氯酸鉀50份炭黑1份重鉻酉_4份[0056]木炭15份硫磺15份鄰苯二二甲酉髮氫鉀5份[0057]硝酸鉀20份[0058]上述各實施例的開喪暴黑火藥我們對其摩擦感度、撞擊感度、75°C穩定性、開爆能力
做了詳細檢測，其實測數據如下表
權利要求
1 一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀 40—75份硝酸鉀0-35 份重鉻酸鉀 1—5份疏橫5-15 份木炭5—25 份炭黑0. 5—2 份對笨二甲酸氫鉀和鄰苯二曱酸氫鉀之一5—20 份
2.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀65份硝酸鉀5份重鉻酸鉀 2份對苯二甲酸氫鉀10份。
3.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀60份硝酸鉀10份重鉻酸鉀1份炭黑 0. 5份硫磺 8份木炭 12份鄰苯二甲酸氫鉀8份。
4.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀70份炭黑 1. 5份重鉻酸鉀3份木炭 10份硫磺 7份鄰苯二甲酸氫鉀15份。
5.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀75份炭黑 2份重鉻酸鉀3份木炭 5份硫磺 7份鄰苯二甲酸氫鉀20份。
6.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀 40份炭黑1份重鉻酸鉀5份木炭15份硫磺10份鄰苯二甲酸氫鉀5份硝酸鉀 35份。
7.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀55份炭黑 1份重鉻酸鉀4份木炭 25份硫磺 5份鄰苯二甲酸氫鉀5份硝酸鉀 20份。
8.如權利要求
1所述的一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為 高氯酸鉀50份炭黑 1份重鉻酸鉀 4份木炭 15份硫磺 15份鄰苯二甲酸氫鉀5份硝酸鉀 20份。炭黑 1份硫磺 5份木炭
專利摘要
本發明公開了一種煙花用開爆黑火藥，其組份和重量比為高氯酸鉀40-75份；硝酸鉀0-35份；重鉻酸鉀1-5份；硫磺5-15份；木炭5-25份；炭黑0.5-2份；對苯二甲酸氫鉀或鄰苯二甲酸氫鉀之一5-20份。將各組分按上述比例製備而成的開爆黑火藥。摒棄了金屬材料和有毒藥物成分的使用，機械感度低，安定性好；開爆幅面大、開爆聲響好、藥物顏色黑、原材料易得、成本相對較低，是一種理想的開爆黑火藥。
文檔編號C06B29/12GKCN101270014 B發布類型授權 專利申請號CN 200810031210
公開日2012年5月9日 申請日期2008年5月6日
發明者湯德勝 申請人:湖南省瀏陽金生花炮有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2),