CN101613245A - 一种安全鞭炮药用氧化剂 - Google Patents
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Abstract
一种安全鞭炮药用氧化剂，其配方组分重量百分比为：膨化硝酸钾20％～60％，有机包覆剂0.5％～2％，改性高氯酸钾20％～65％，硝酸镁0.1％～2％，硝酸钡5％～15％，催化剂5％～15％。其制备方法是：先将硝酸钾膨化，用有机包覆剂把膨化硝酸钾、硝酸镁包覆，加入改性高氯酸钾、硝酸钡、催化剂，再混合均匀即可。本氧化剂安全性好，成本较低，各种指标均符合国家标准，而且其堆积密度较小，单个鞭炮的装药量少，大大降低了用户的综合成本，具有很大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造烟花鞭炮火药的氧化剂。
背景技术
长期以来，制造烟花鞭炮火药的氧化剂一直使用氯酸钾，由于氯酸钾与硫磺、铝粉混合后撞击感度和摩擦感度极高，在生产过程中稍不注意就会发生爆炸起火，造成人员伤亡。因此，全国禁止使用氯酸钾作为烟花鞭炮火药的氧化剂。现在大多数厂家使用高氯酸钾作为氧化剂。虽然高氯酸钾安全性能较高，但是高氯酸钾的熔点较高，做成的鞭炮点火较难，而且价格比较高，很多厂家难以接受。因此，出现了复合型的鞭炮药氧化剂。大多数复合型的鞭炮药氧化剂是以高氯酸钾为主要原料，再配上其他的氧化剂组成。CN101020617A公开了一种低性复合晶氧化剂。该氧化剂主要由高氯酸钾、硝酸钡、碳酸钙组成。该氧化剂成本较低，安全性能也不错。但是该氧化剂具有如下缺点：其自然堆积密度较大，单个鞭炮的装药量较多，导致用户的综合成本偏高；其组分中使用较多的硝酸钡，而硝酸钡是一种重金属盐，对人体的毒性和对环境的污染都较大；原料——碳酸钙是一种惰性物质，不参与化学反应，因此，用该氧化剂制造的鞭炮碎纸率、响度均不令人满意。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全鞭炮药用氧化剂及其制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明的氧化剂其原料组分重量百分比为：膨化硝酸钾20％～60％，有机包覆剂0.5％～2％，改性高氯酸钾20％～65％，硝酸镁0.1％～2％，硝酸钡5％～15％，催化剂5％～15％。
所述的膨化硝酸钾由重量百分比99.5％～99.9％的硝酸钾和0.1％～0.5％的膨化剂组成，其中膨化剂可以是十八烷基硝酸盐、十八烷基硫酸盐、十八烷基醋酸盐、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇胺、椰油酰胺丙基甜菜碱等原料中的一种或几种。其制备方法是：取99.5％～99.9％硝酸钾外加其质量的20％～30％的水及0.1％～0.5％的膨化剂进行溶解，溶液温度为100℃～120℃，溶液在真空度为-0.085MPa～-0.098MPa条件下，减压干燥5min～20min，成为一种具有大量微气孔的膨化硝酸钾。当鞭炮引线被引燃后，所产生的能量极易对膨化硝酸钾中的微气孔进行绝热压缩，产生“热点”，从而激发鞭炮火药爆炸。因此，加入了膨化硝酸钾的鞭炮火药大大提高了点火性能和反应活性。
所述的有机包覆剂为硬酯酸、石蜡、地蜡、蜂蜡、凡士林等有机物的一种或几种。该有机包覆剂可以大大提高膨化硝酸钾、硝酸镁的防潮防结块性能。
所述的改性高氯酸钾由重量百分比99.5％～99.9％的高氯酸钾、0.1％～0.5％的改性剂组成。其中，高氯酸钾要求为粒径1000μm以上的大颗粒晶体；改性剂为10％～90％的表面活性剂和10％～90％的无机粉末组成，表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八烷胺磺酸盐、十八烷胺醋酸盐等表面活性剂的一种或几种；无机粉末可以是白炭黑、膨润土、硅藻土、沸石中的一种或几种。
改性高氯酸钾的制备方法是：取99.5％～99.9％的高氯酸钾和0.1％～0.5％的改性剂，先混合均匀，进行初级粉碎后，再混合，然后进行二次粉碎，得到粒径100μm以下的改性高氯酸钾颗粒。高氯酸钾大颗粒晶体经过粉碎、改性处理后，成为有缺陷的晶体。在晶体缺陷位置反应活性有了很大的提高，从而成为活化中心。使用本发明的生产工艺可以使高氯酸钾晶体产生大量的活化中心。当鞭炮引线被引燃后，所产生的能量极易促使硫磺在活化中心进行氧化-还原反应，放出更多的能量，从而激发鞭炮火药爆炸。因此，改性高氯酸钾的点火性能和反应活性有了显著提高。
所述的催化剂由重量百分比70％～90％的三氧化二铁和10％～30％的二氧化锰组成。该催化剂大大提高了高氯酸钾、硝酸钡的点火性能和反应活性。
所述的硝酸镁熔点较低，当鞭炮引线被引燃后，所产生的能量极易促使硫磺与硝酸镁进行氧化-还原反应，放出更多的能量从而激发鞭炮火药爆炸。因此，硝酸镁的加入使本氧化剂的点火性能和反应活性有了显著提高。
本发明与现有技术相比具有如下优点：因不含氯酸钾等国家禁用成分，所以其安全性好，摩擦感度和机械感度较低；成本较低，比高氯酸钾成本降低20％以上；密度较小，自然堆积密度为0.5～0.7g/cm3，而高氯酸钾的自然堆积密度为1.2g/cm3左右，单个鞭炮的装药量少，综合成本低，深受用户的欢迎；性能较好，制造成鞭炮，碎纸率、响度、着火率都很高；有毒有害成分大大降低，对人体和环境的不良影响也大大减少；生产工艺简单实用，容易推广使用。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合实施例对本发明一种新型安全鞭炮药氧化剂及制造方法作进一步描述。
实施例1
取氧化剂组分：(重量kg/重量％)为膨化硝酸钾20kg(20％)、有机包覆剂0.6kg(0.6％)、改性高氯酸钾64.2kg(64.2％)、硝酸镁0.2kg(0.2％)、硝酸钡5kg(5％)、催化剂10kg(10％)。把膨化硝酸钾、硝酸镁加入轮碾机升温至75～85℃，干燥，碾碎，再将熔化好的有机包覆剂(预先加热到75～85℃，熔化，保温)加入，再碾压，混和均匀，降温至45℃以下，出料后加入球磨机，然后加入改性高氯酸钾、硝酸钡、催化剂混和均匀即可。
实施例2
取氧化剂组分：(重量kg/重量％)为膨化硝酸钾40kg(40％)、有机包覆剂1.2kg(1.2％)、改性高氯酸钾39.5kg(39.5％)、硝酸镁0.3kg(0.3％)、硝酸钡8kg(8％)、催化剂11kg(11％)。把膨化硝酸钾、硝酸镁加入轮碾机升温至75～85℃，干燥，碾碎，再将熔化好的有机包覆剂(预先加热到75～85℃，熔化，保温)加入，再碾压，混和均匀，降温至45℃以下，出料后加入球磨机，然后加入改性高氯酸钾、硝酸钡、催化剂混和均匀即可。
实施例3
取氧化剂组分：(重量kg/重量％)为膨化硝酸钾35kg(35％)、有机包覆剂1.0kg(1.0％)、改性高氯酸钾41.6kg(41.6％)、硝酸镁0.4kg(0.4％)、硝酸钡10kg(10％)、催化剂12kg(12％)。把膨化硝酸钾、硝酸镁加入轮碾机升温至75～85℃，干燥，碾碎，再将熔化好的有机包覆剂(预先加热到75～85℃，熔化，保温)加入，再碾压，混和均匀，降温至45℃以下，出料后加入球磨机，然后加入改性高氯酸钾、硝酸钡、催化剂混和均匀即可。
鞭炮火药组合物的配制：
将上述实施例按照配方氧化剂∶Al∶S∶珍珠岩＝1∶0.4∶0.4∶0.15配成鞭炮火药。其摩擦感度为：20％～40％，撞击感度为：16％～32％，吸湿率≤0.3％，鞭炮声级值(响度)为：105～112分贝，鞭炮打响率(着火率)为：≥99％，碎纸率为：≥95％。由此可见，本发明是很好的一项技术，值得推广使用。
Claims (5)
1、一种安全鞭炮药用氧化剂，其特征在于：配方组分重量百分比为膨化硝酸钾20％～60％、有机包覆剂0.5％～2％、改性高氯酸钾20％～65％、硝酸镁0.1％～2％、硝酸钡5％～15％、催化剂5％～15％；所述的膨化硝酸钾由99.5％～99.9％的硝酸钾和0.1％～0.5％的膨化剂组成，其中膨化剂可以是十八烷基硝酸盐、十八烷基硫酸盐、十八烷基醋酸盐、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇胺、椰油酰胺丙基甜菜碱等原料中的一种或几种；所述的有机包覆剂为硬酯酸、石蜡、地蜡、蜂蜡、凡士林等有机物的一种或几种；所述的改性高氯酸钾由99.5％～99.9％的高氯酸钾和0.1％～0.5％的改性剂组成；其制备方法是：取99.5％～99.9％的高氯酸钾和0.1％～0.5％的改性剂，先混合均匀，进行初级粉碎后，再混合，然后进行二次粉碎，得到粒径100μm以下的改性高氯酸钾颗粒，其中高氯酸钾要求为粒径1000μm以上的大颗粒晶体，其中改性剂由10％～90％的表面活性剂和10％～90％的无机粉末组成，表面活性剂可以是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八烷胺磺酸盐、十八烷胺醋酸盐中的一种或几种组成，无机粉末可以是白炭黑、膨润土、硅藻土、沸石中的一种或几种；所述的催化剂由70％～90％的三氧化二铁和10％～30％的二氧化锰组成。
2、根据权利要求1所述的一种安全鞭炮药用氧化剂，其特征在于：氧化剂组分重量百分比为膨化硝酸钾20％、有机包覆剂0.6％、改性高氯酸钾64.2％、硝酸镁0.2％、硝酸钡5％、催化剂10％。
3、根据权利要求1所述的一种安全鞭炮药用氧化剂，其特征在于：氧化剂组分重量百分比为膨化硝酸钾40％、有机包覆剂1.2％、改性高氯酸钾39.5％、硝酸镁0.3％、硝酸钡8％、催化剂11％。
4、根据权利要求1所述的一种安全鞭炮药用氧化剂，其特征在于：氧化剂组分重量百分比为膨化硝酸钾35％、有机包覆剂1.0％、改性高氯酸钾41.6％、硝酸镁0.4％、硝酸钡10％、催化剂12％。
5、根据权利要求1所述的一种安全鞭炮药用氧化剂的制备方法，按配方组分重量百分比为膨化硝酸钾20％～60％、有机包覆剂0.5％～2％、改性高氯酸钾20％～65％、硝酸镁0.1％～2％、硝酸钡5％～15％、催化剂5％～15％，将硝酸钾膨化，用有机包覆剂把膨化硝酸钾、硝酸镁包覆，加入改性高氯酸钾、硝酸钡、催化剂，再混合均匀即可。
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