一種煙花炮竹組合物及其製造方法
2023-12-08 08:49:01
專利名稱:一種煙花炮竹組合物及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種煙花炮竹組合物及其製造方法，更具體地說，涉及一種以金屬硫化物取代可燃劑硫磺，從而提高煙花炮竹生產安全性能的煙花炮竹組合物及其製造方法。
背景技術：
在現有技術中，煙花炮竹行業響爆類煙花(包括爆炸、禮花彈)使用氯酸鉀作氧化劑，硫磺作可燃劑，這類藥劑在機械作用的撞擊、摩擦下極易引起自發性燃燒和爆炸，傷亡事故屢見不鮮，氯酸鉀、硫磺混合藥劑的高度危險性的原因是1、氯酸鉀的熔點為356℃，硫磺的熔點為119℃，二者極易反應；2、氯酸鉀的塔曼溫度為42℃，即其42℃便可分解放熱，引起藥物爆炸；3、硫磺易氧化表面產生硫酸，氯酸鉀遇酸產生氯酸和二氧化氯，它們比氯酸鉀活性更高，可使氯酸鉀、硫磺混合物體系成為極不穩定的系統，稍受外界撞擊或摩擦即產生熱點，可激發燃燒或爆炸。目前使用的花炮藥劑中的氯酸鉀、硫磺配方，撞擊感度為100％，摩擦感度為100％，屬高度危險性火藥。現有的氯酸鉀、硫磺配方，由於氯酸鉀的熔點為356℃，燃燒溫度低點易熔，而且含氯酸鉀的藥劑較其它藥劑有更明亮的火光，並且在聲響炮竹中可得到更響的聲響，易於燃燒且不易「瞎火」，因此，以氯酸鉀為氧化劑的混合煙火劑雖然具有良好的易燃性、可燃性、助色性和經濟實用性等優點，但其高度的危險性及感度高卻是致命的弱點，因而必須改進。
發明內容
本發明的目的在於提供一種機械感度和摩擦感度低、安全性能高的煙花炮竹組合物及其製造方法。
為了達到上述目的，本發明提供了如下的技術方案研製一種煙花炮竹組合物，含有氯酸鉀、珍珠巖和鋁粉，為固態微粉混合物，所述組合物的成份及重量份數為氯酸鉀100份，金屬硫化物2-15份，珍珠巖0.1-6份，鋁粉1-3份，所述的金屬硫化物是硫化鋇、硫化銅、硫化銀、硫化鍶、硫化銻、硫化鋅、硫化鎘、硫化鐵、硫化鈉、硫化鈣、硫化鎢或硫化鉛之任意一種、幾種或所有種的任意比例的混合物。氯酸鉀是氧化劑，提供炸藥的氧，其分解反應為放熱反應，可以保持足夠的爆溫，所述的金屬硫化物分解放出二氧化硫，提供足夠的氣體爆炸，這些金屬硫化物的比熔熱較大，導熱率低的物質在其表面形成有效的熱阻，可以延緩熱流時間，從而使熱電傳播困難以達到降低感度的目的，上述的各種金屬硫化物可以單獨使用，也可以以任意成分和任意比例混合使用，只要在所述的比例範圍內，均可以起到預期的效果；鋁粉是輕金屬，燃燒時溫度高達1800-2500℃，可以提高爆溫以提高爆炸威力和聲響；珍珠巖粉是填充劑，加入後可以稀釋炸藥的分布密度，同時降低成本。在具體實施過程中，必須按照所述的比例加入，若金屬硫化物的含量過低，產生的氣體量太少，爆炸時碎紙率差，紙桶炸不碎，若其用量過高，則氣體量過多，由於硫化物過多，吸熱量大，直接損失及降低爆溫，爆竹可能炸不開且響聲低；鋁粉加入量過多，雖能提高爆溫，但會使成本提高；珍珠巖若加入過多則爆竹聲響提高，但碎紙率明顯下降；因此，應按前述的成分和比例加入，這樣才能保證產品的質量。
本發明煙花炮竹組合物的製造方法是過程包括粉碎、乾燥、混合及包裝，在金屬硫化物表面處理時，將其乾燥至含水重量0.05％-0.2％，粉碎至粒度120-200目，加入金屬硫化物重量的1％-3％的矽烷偶聯劑和金屬硫化物重量的2％-4％的粒度為2-5微米的輕質碳酸鈣，在捏合機中混合併於80-90℃的溫度下處理至少20分鐘，所述的矽烷偶聯劑為乙烯基三(β甲氧乙氧基)矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-巰丙基三甲氧基矽烷、γ-丙基三甲氧基矽烷和乙烯基三乙氧基矽烷之一種或幾種任意組份任意比例的混合物。這類物質可以用通式表達為RsiX3，其中X為水解性官能團，R為有機官能團。表面處理的目的是1、提高金屬硫化物的活性，矽烷偶聯劑是一種分子中具有兩種以上不同反應基的有機矽單體，它可以與有機材料和無機材料發生化學偶合，矽烷偶聯劑中的水解性官能基X可與甲氧基、乙氧基、溶纖劑乙氧基、乙烯基、氨基、鋶基等有機基以及無機材料發生偶聯反應；2、輕質碳酸鈣主要防止金屬硫化物產生酸性雜質，用碳酸鈣中和，抑制氯酸鉀產生活性高的氧酸和二氧化氯，以降低感度，防止氯酸鉀的分解。
本發明較好的技術方案可以是矽烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷。該化合物廉價易得，用其處理金屬硫化物，可以增加硫化物遇熱分解的活性，使硫化物分解完全。
與現有技術相比，本發明具有以下明顯的優點1、由於採用金屬硫化物而免除了使用硫磺，其熔點高達800℃以上，(硫磺熔點為119℃，即使氯酸鉀低溫分解，也不能引燃硫化物，炸藥不易自燃及爆炸，其撞擊感度達到0％，摩擦感度可達8％-14％，故其安全性高；2、使用金屬硫化物生產的煙花炮竹的打響率、聲級值、碎紙率及色光均可以達到國家規定的標準，因而實用性強。
具體實施方式
以下通過具體的實施例對本發明進行更加詳細的描述實施例1取硫化鋇及硫化銅重量各1份，在捏合機中，將其乾燥至含水重量0.2％以下，粉碎至粒度150目，加入矽烷偶聯劑乙烯基三乙氧基矽烷0.04份(二金屬硫化物重量的2％)和粒度為5微米以下的輕質碳酸鈣0.06份(二金屬硫化物重量的3％)，並加入150目的珍珠巖粉重量5份，在捏合機中混合併於80-90℃的溫度下處理30分鐘，在製作煙花炮竹崗位加入氯酸鉀粒度為150目的重量100份和鋁粉重量3份，充分混合即可製作。根據GJB772A-970之601.1和601.2方法檢測組合物撞擊感度重10公斤，落高點25釐米，測得值為1％，摩擦感度表壓1.25MPa，擺角60°，測得值為7％，爆發點為345℃，吸溼率0.2％。
實施例2
配方及檢測值見表1，工藝方法及檢測方法同例1，加入矽烷偶聯劑乙烯基三乙氧基矽烷0.12份(二金屬硫化物重量的1％)和粒度為5微米以下的輕質碳酸鈣0.24份(二金屬硫化物重量的2％)，在捏合機中處理40分鐘。
實施例3配方及檢測值見表1，工藝方法及檢測方法同例1，加入矽烷偶聯劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)矽烷0.3份(二金屬硫化物重量的3％)和粒度為5微米以下的輕質碳酸鈣0.2份(二金屬硫化物重量的2％)，在捏合機中處理20分鐘。撞擊感度0％，摩擦感度3％。
實施例4配方及檢測值見表1，工藝方法及檢測方法同例1，矽烷偶聯劑γ-氯丙基三甲氧基矽烷和輕質碳酸鈣的加入比例同例1。
實施例5配方及檢測值表1，工藝方法及檢測方法同例1，矽烷偶聯劑γ-巰丙基三甲氧基矽烷和輕質碳酸鈣的加入比例同例2。
實施例6配方及檢測值表1，工藝方法及檢測方法同例1，矽烷偶聯劑為γ-氨丙基三甲氧基矽烷及乙烯基三(β甲氧乙氧基)矽烷各半的混合物，矽烷偶聯劑和輕質碳酸鈣的加入比例同例3。
表1 組合物配方及質量數據一攬表
註表中各物質為重量份數。
權利要求
1.一種煙花炮竹組合物，含有氯酸鉀、珍珠巖和鋁粉，為固態微粉混合物，其特徵在於組合物的成份及重量份數為氯酸鉀 100份金屬硫化物 2-15份珍珠巖 0.1-6份鋁 粉 1-3份所述的金屬硫化物是硫化鋇、硫化銅、硫化銀、硫化鍶、硫化銻、硫化鋅、硫化鎘、硫化鐵、硫化鈉、硫化鈣、硫化鎢或硫化鉛之任意一種、幾種或所有種的任意比例的混合物。
2.權利要求
1組合物的製造方法，包括粉碎、乾燥、混合及包裝，其特徵在於在金屬硫化物表面處理時，將其乾燥至含水重量0.05％-0.2％，粉碎至粒度120-200目，加入金屬硫化物重量的1％-3％的矽烷偶聯劑和金屬硫化物重量的2％-4％的粒度為2-5微米的輕質碳酸鈣，在捏合機中混合併於80-90℃的溫度下處理至少20分鐘，所述的矽烷偶聯劑為乙烯基三(β甲氧乙氧基)矽烷、γ-氯丙基三甲氧基矽烷、γ-巰丙基三甲氧基矽烷、γ-丙基三甲氧基矽烷和乙烯基三乙氧基矽烷之一種或幾種任意組份任意比例的混合物。
3.根據權利要求
2所述的製造方法，其特徵在於矽烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷。
專利摘要
本發明公開了一種煙花炮竹組合物,其成份及重量份數為:氯酸鉀100份,金屬硫化物2－15份,珍珠巖0.1－6份,鋁粉1－3份,金屬硫化物是硫化鋇、硫化銅、硫化銀、硫化鍶、硫化銻、硫化鋅、硫化鎘、硫化鐵、硫化鈉、硫化鈣、硫化鎢或硫化鉛之任意一種、幾種或所有種的任意比例的混合物,在金屬硫化物表面處理時,用金屬硫化物重量的1%－3%的矽烷偶聯劑和金屬硫化物重量2%－4%的輕質碳酸鈣,在捏合機中混合併於80－90℃的溫度下處理至少20分鐘,解決了現有組合物機械感度和摩擦感度高、安全性能低等問題,具有機械感度和摩擦感度低、安全性能高等優點,廣泛適合於各種煙花炮竹的藥劑。
文檔編號C06B29/02GKCN1376657SQ02115155
公開日2002年10月30日 申請日期2002年4月24日
發明者劉瓊吾, 餘祥生 申請人:深圳市華之泰投資有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan