CN100554223C - 烟花爆竹用复合型氧化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟花爆竹用复合型氧化剂及其制备方法。它由高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈组成，其中高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈的质量百分比分别为63～68∶29～34∶3～8。制备上述烟花爆竹用复合型氧化剂的方法，其步骤为：烘药，将高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别烘干至含水量低于0.5%；过筛，将烘干的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别过筛；混合，将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈按质量百分比为63～68∶29～34∶3～8混合均匀得到烟花爆竹用复合型氧化剂。本发明烟花爆竹用复合型氧化剂吸湿性较小、安全性能高、成本低、烟火效果好，制备方法简便安全。
Description
一技术领域
本发明属于一种烟花爆竹用氧化剂，特别是一种烟花爆竹用复合型氧化剂及其制备方法。
二背景技术
目前，氯酸钾是烟花爆竹生产中最常用的氧化剂，属于强氧化剂，其热分解过程为放热反应，分解温度低，易燃性好，点燃后不易“断火”、“瞎火”，爆炸性好，因此，以氯酸钾作氧化剂的烟花爆竹产品的燃放效果较好，但在采用氯酸钾与硫磺或硫化物组成混合药剂投入使用后，不但事故的发生率较前增加，而且事故的破坏力也较前大大增加。为了提高烟花爆竹生产、贮存和使用过程中的安全性，寻找安全、高能、价格较低的烟花爆竹用氧化剂替代氯酸钾氧化剂已成为烟花爆竹行业研究者所追求的方向和烟花爆竹行业的发展方向。在寻找氯酸钾的代替品时，人们想到更多的是用高氯酸钾来代替氯酸钾，与其相比：高氯酸钾的热稳定性、熔点、塔曼温度及分解温度均比氯酸钾高，可提高烟火药剂的安全性能；同时，高氯酸钾吸湿性很小，其贮存稳定性好。高氯酸钾虽也是强氧化剂，但与氯酸钾相比，它的化学性质相对稳定些，更重要的是它分解时，同极大多数氧化剂一样，需要吸收热量，对热、机械感度的敏感度也没有氯酸钾高。但是，由于高氯酸钾的热分解过程为吸热反应，分解时所需的温度较高、放氧速度较慢，则仅以高氯酸钾代替氯酸钾作氧化剂的烟花爆竹产品燃放效果则相对差些，且成本也较高。曾经也有人成功研制出不含氯酸钾的安全爆竹药用氧化剂，即：用高氯酸钾和硝酸钡代替以前使用的高氯酸钾，虽然提高了安全性，但由于价格较高无法进行推广以至于完全替代氯酸钾。因此，寻找用于烟花爆竹时燃放效果较为理想，且价格较低的氧化剂或复合型氧化剂，仍具有重要的现实意义，但迄今为止还未寻找到一种在性能、成本、效果上可和氯酸钾相媲美的、安全性能明显优于氯酸钾的氧化剂或者复合型氧化剂。
三发明内容
本发明的目的在于提供一种吸湿性较小，性能、成本、烟火效果优越的烟花爆竹用复合型氧化剂及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种烟花爆竹用复合型氧化剂，由高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈组成，其中高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈的质量百分比分别为63～68∶29～34∶3～8。
一种制备上述烟花爆竹用复合型氧化剂的方法，其步骤为：
a)烘药，将高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别烘干至含水量低于0.5％；
b)过筛，将烘干的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别过筛；
c)混合，将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈按质量百分比为63～68∶29～34∶3～8混合均匀得到烟花爆竹用复合型氧化剂。
本发明烟花爆竹用复合型氧化剂的制备方法中，烘药的烘箱采用水浴烘箱，烘干高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈的温度条件为40～50℃，时间为5～8h。
本发明烟花爆竹用复合型氧化剂的制备方法中，过筛的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈粒度分别为100目以上。
本发明烟花爆竹用复合型氧化剂的制备方法在混合时，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合20～30min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合20～30min。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)吸湿性较小、安全性能高、成本低、烟火效果好；(2)氧化铈对高氯酸钾热分解过程的催化作用，纯高氯酸钾的热分解温度为619.65℃，加入7wt％氧化铈后，高氯酸钾的热分解温度为528.22℃，复合型氧化剂中加入氧化铈能够降低高氯酸钾的热分解温度，并使其更容易释放出氧，增加复合型氧化剂的烟火效应；(3)在燃放效果上，使用本发明复合型氧化剂的声音响度可达115～117dB；(4)在安全性能上，使用本发明复合型氧化剂的撞击感度为32～36％，摩擦感度为8～12％；(5)制备方法简便安全，成本低，本发明的复合型氧化剂为7000～7200元/吨。
四具体实施方式
本发明烟花爆竹用复合型氧化剂是由高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈组成，其中高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈的质量百分比分别为63～68∶29～34∶3～8。制备上述烟花爆竹用复合型氧化剂的方法，其步骤为：
a)烘药，将高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别烘干至含水量低于0.5％；烘药的烘箱采用水浴烘箱，烘干高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈的温度条件为40～50℃，时间为5～8h。
b)过筛，将烘干的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别过筛；过筛的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈粒度分别为100目以上。
c)混合，将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈按质量百分比为63～68∶29～34∶3～8混合均匀得到烟花爆竹用复合型氧化剂。混合时，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合20～30min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合20～30min。
下面以具体实施例来说明本发明烟花爆竹用复合型氧化剂的制备方法。
实施例1
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，40℃的条件下烘干8h；
2)过筛：获取120目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比65.3∶29.7∶5混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合20min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合30min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为116.91dB；
(3)安全性能，撞击感度为36％，摩擦感度为12％；
(4)制作成本为7200元/吨。
实施例2
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，50℃的条件下烘干5h；
2)过筛：获取100目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比64.7∶29.4∶5.9混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合30min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合20min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为116.47dB；
(3)安全性能，撞击感度为36％，摩擦感度为12％；
(4)制作成本为7200元/吨。
实施例3
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，43℃的条件下烘干7h；
2)过筛：获取100目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比63.1∶31.5∶5.4混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合25min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合25min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为115.63dB；
(3)安全性能，撞击感度为36％，摩擦感度为12％；
(4)制作成本为7100元/吨。
实施例4
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，45℃的条件下烘干6h；
2)过筛：获取110目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比64.6∶30.8∶4.6混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合22min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合28min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为115.37dB；
(3)安全性能，撞击感度为32％，摩擦感度为8％；
(4)制作成本为7100元/吨。
实施例5
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，48℃的条件下烘干6h；
2)过筛：获取120目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比63.4∶31.7∶4.9混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合28min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合25min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为115.46dB；
(3)安全性能，撞击感度为32％，摩擦感度为8％；
(4)制作成本为7100元/吨。
实施例6
(1)复合型氧化剂的制备方法
1)烘药：高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈于普通水浴烘箱，45℃的条件下烘干7h；
2)过筛：获取110目以上的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈；
3)混合：将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈按质量百分比68∶29∶3混合，混合时采用普通混合机，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合28min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合26min，制得复合型氧化剂。
(2)复合型氧化剂、S、Al按质量百分比60.2∶18.4∶21.4混合；
(3)燃放结果：声音响度为115.88dB；
(3)安全性能，撞击感度为32％，摩擦感度为8％；
(4)制作成本为7200元/吨。
Claims (5)
1、一种烟花爆竹用复合型氧化剂，其特征在于：由高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈组成，其中高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈的质量百分比分别为63～68∶29～34∶3～8。
2、一种制备权利要求1所述的烟花爆竹用复合型氧化剂的方法，其步骤为：
a)烘药，将高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别烘干至含水量低于0.5％；
b)过筛，将烘干的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈分别过筛；
c)混合，将筛分得到的高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈按质量百分比为63～68∶29～34∶3～8混合均匀得到烟花爆竹用复合型氧化剂。
3、根据权利要求2所述的烟花爆竹用复合型氧化剂制备方法，其特征在于：烘药的烘箱采用水浴烘箱，烘干高氯酸钾、硝酸钾、氧化铈的温度条件为40～50℃，时间为5～8h。
4、根据权利要求2所述的烟花爆竹用复合型氧化剂制备方法，其特征在于：过筛的高氯酸钾、硝酸钾和氧化铈粒度分别为100目以上。
5、根据权利要求2所述的烟花爆竹用复合型氧化剂制备方法，其特征在于：混合时，先将高氯酸钾放入混合机内，开启混合机，慢慢放入硝酸钾，混合20～30min后，再将氧化铈慢慢放入混合机内，混合20～30min。
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