CN102161605B - 一种吸湿性催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种吸湿性催化剂及其制备方法，包括氧化剂、燃烧剂、氯化物和碳酸盐，以质量比为10～20％的液态橡胶做粘合剂，加入甲苯二异氰酸酯作为固化剂，并且固化剂的含量为粘合剂用量的1/15～1/13。将氯化物、燃烧剂、碳酸盐以及粘合剂放入捏合机混合均匀，分次加入氧化剂混合均匀后再加入固化剂混合，将混合好的物料真空浇注、或挤压、挤注在壳体中，在烘箱中经高温固化后即为成品。由于液态橡胶粘合剂的交联包覆作用，采用浇注生产工艺生产的吸湿性催化剂各成份在生产过程中不容易吸湿变质，保证了产品性能。并且催化剂装药有很好的粘接强度，不会因振动而造成碎裂。本发明简化了生产工艺，缩短了生产周期，降低了催化剂的机械感度，提高了催化剂安全性。

Description

一种吸湿性催化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于人工影响天气用的催化剂技术领域，具体是一种吸湿性催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，我国人工影响天气所用催化剂基本都是AgI催化剂，而AgI是一种冷云催化剂，只能对温度低于0℃的云层起作用，而且在温度低于-10℃时才能发挥最大效果。而我国夏季对流暖云(温度高于0℃的云层)降水在总降水中占有的比例在50％以上，北方夏季暖云厚度在3～5km，在我国南方地区可达5～6km以上，具有很大增水潜力。对于暖云的催化我国以前采用飞机播撒盐类、尿素、水泥等吸湿性物质的方法，但这些物质腐蚀性大，对飞机和农作物都有伤害，目前我国已禁止飞机播撒盐粉。国外最新的方法是在云底燃烧吸湿性催化剂，燃烧产生粒度在0.1～10μm的盐粒，通过上升气流将盐粒送入云中改变云滴谱分布，从而增加降雨。

中国专利01114200.6报道了一种吸湿性焰剂的制造方法，是将过氯酸盐、卤化物、镁粉、铝粉、碳酸盐、粘合剂按比例混合后造粒、晾干，经机械压制成药块，制成吸湿性焰剂药块。采用该方法制造的药块由于粘合剂酚醛树脂的粘接性和强度均较低，呈脆性，经长途运输振动后容易碎裂，造成爆炸等不正常燃烧现象，且使用该方法生产效率低，要经过原材料粉碎、配酚醛树脂溶液、干混、湿混、造粒、固化、压块等工序，生产周期长。更重要的缺点是生产过程中所有原料都暴露于空气中，很容易吸湿变质，影响最终产品的性能。

发明内容

为克服现有技术中存在的粘接性能和强度较低、生产周期长，生产效率低和生产中吸湿变质问题的不足，本发明提出了一种吸湿性催化剂及其制备方法。

本发明包括质量比为55～70％的氯酸钾或过氯酸钠或过氯酸钙作氧化剂，质量比为1～10％的镁粉，质量比为10～18％的氯化钾和/或氯化钠和/或氯化钙，质量比为1～2％碳酸锂或碳酸钾或碳酸钠。以质量比为10～20％端羟基聚丁二烯作为粘合剂，加入甲苯二异氰酸酯做为固化剂。固化剂的用量为粘合剂用量的1/15～1/13，混合后采用浇注或压制的方式制备成催化剂。

具体生产过程是：

第一步，取质量比为1～10％的燃烧剂，10～18％的氯化物和1～2％的碳酸盐以及质量比为10～20％端羟基聚丁二烯混合均匀，得到浆料；混合温度为40～50℃；

第二步，将氧化剂分为2～3份并分2～3次加入步骤1获得的浆料中，每加一次氧化剂后混合搅拌5分钟；混合均匀后加入固化剂再混合30～45分钟后出料；混合温度为40～50℃。

第三步，将物料真空浇注在壳体中，真空度9.73×10⁴Pa～9.86×10⁴Pa，浇注温度与混药温度保持一致。或将物料用油压机、挤压机压制在壳体中，放入烘箱中在50℃～70℃下固化48～72小时，得到成品。

采用本方法制成的催化剂，具有如下特点：(1)催化剂各成份在生产过程中不容易吸湿变质，保证了产品性能。(2)催化剂装药有很好的粘接强度，不会因振动而造成碎裂。(3)由于氧化剂被液态橡胶端羟基聚丁二烯包覆，不易受摩擦、冲击等而点燃，降低了催化剂的机械感度，提高了催化剂安全性。(4)简化了生产工艺，缩短了生产周期。采用直路式无级调速气溶胶动态检测风洞(ZL200820124577.3，以下简称风洞)检测，催化剂燃烧产物平均粒径在0.3～0.8μm范围。

端羟基聚丁二烯由于两端带官能团，可以形成不含自由链端的具有良好弹性的网状结构，因此可提高体系的延伸率，使焰剂的力学性能获得改善。由于本发明采用液态橡胶端羟基聚丁二烯做粘合剂，经高温固化成型，成品具有良好的弹性，不容易碎裂，常温下其抗拉强度σ_m为0.68MPa，延伸率ε_m为18.3％。而且，因为生产过程中液态橡胶将具有吸湿性的氯化物交联包覆，因此生产过程不会吸湿，具有良好的贮存性能，从而保证了产品的最终效能。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种吸湿性催化剂，包括质量比分别为20％的端羟基聚丁二烯、10％的镁粉、10％的氯化钾、3％的氯化钙、2％的碳酸锂、55％的过氯酸钾。

其制备过程包括以下步骤：

第一步，将混合锅温度预热至40℃并保持恒温，按比例称取端羟基聚丁二烯、镁粉、氯化钾、氯化钙、碳酸锂倒入混合锅中混合3分钟，得到混合好的浆料。

第二步，将所需的过氯酸钾分为2份，将其中一份加入第一步所得浆料中混合5分钟，再加入另一份过氯酸钾混合5分钟；加入甲苯二异氰酸酯后再混合30分钟出料；甲苯二异氰酸酯的加入量为端羟基聚丁二烯质量比的1/15。混合温度40℃。

第三步，将物料在温度40℃，真空度9.73×10⁴Pa～9.86×10⁴Pa下浇注在壳体中，放入烘箱中于70℃下固化48小时，固化成形。经风洞检测，该配方催化剂燃烧产物平均粒径0.78μm。

实施例二

本实施例是一种暖云催化剂，包括质量比分别为15％的端羟基聚丁二烯、8％的镁粉、5％的氯化钠、5％的氯化钙、2％的碳酸钾、65％的过氯酸钠。

其制备过程包括以下步骤：

第一步，将混合锅温度预热至45℃并保持恒温，按比例称取端羟基聚丁二烯、镁粉、氯化钠、氯化钙、碳酸钾倒入混合机中混合3分钟，得到混合好的浆料。

第二步，将所需的过氯酸钠分为2份，将其中一份加入浆料中混合5分钟；再加入另一份过氯酸钠混合5分钟；加入甲苯二异氰酸酯后再混合35分钟出料；甲苯二异氰酸酯的加入量为端羟基聚丁二烯质量比的1/14。混合温度45℃。

第三步，将物料在温度45℃，真空度9.73×10⁴Pa～9.86×10⁴Pa下浇注在壳体中，放入烘箱中于50℃下固化72小时，固化成形。经风洞检测，该配方催化剂燃烧产物平均粒径0.60μm。

实施例三

本实施例是一种吸湿性催化剂，包括质量比分别为10％的端羟基聚丁二烯，5％的镁粉，8％的氯化钙，5.5％的氯化钾，1.5％的碳酸钠，70％的过氯酸钙。

其制备过程包括以下步骤：

第一步，将混合锅温度预热至50℃并保持恒温，按比例称取端羟基聚丁二烯、镁粉、氯化钙、氯化钾、碳酸钠倒入混合机中混合5分钟，得到混合好的浆料。

第二步，将所需的过氯酸钙分为3份，将其中一份加入第一步所得浆料中混合5分钟，再加入第二份过氯酸钙混合5分钟，最后加入第三份，即剩余的1/3量的过氯酸钙再混合5分钟；加入甲苯二异氰酸酯后再混合40分钟出料；甲苯二异氰酸酯的加入量为端羟基聚丁二烯质量比的1/13。混合温度50℃。

第三步，将物料采用油压机挤压在壳体中，放入烘箱中于60℃下固化60小时，固化成形。经风洞检测，该配方催化剂燃烧产物平均粒径0.43μm。

实施例四

本实施例是一种暖云催化剂，包括质量比分别为10％的端羟基聚丁二烯，1％的镁粉，9％的氯化钠，9％的氯化钙，1％的碳酸钾和70％的过氯酸钠。

其制备过程包括以下步骤：

第一步，将混合锅温度预热至40℃并保持恒温，按比例称取端羟基聚丁二烯、镁粉、氯化钠、氯化钙、碳酸钾倒入混合机中混合5分钟，得到混合好的浆料。

第二步，所需过的氯酸钠分为3份，将其中第一份加入第一步所得浆料中混合5分钟后，将所需的过氯酸钠的第二份加入混合5分钟，再加入第三份，即剩余的1/3过氯酸钠，继续混合5分钟；加入甲苯二异氰酸酯混合45分钟出料。甲苯二异氰酸酯的加入量为端羟基聚丁二烯质量比的1/13。混合温度40℃。

第三步，将物料采用油压机挤压在壳体中，放入烘箱中于70℃下固化48小时，固化成形。经风洞检测，该配方催化剂燃烧产物平均粒径0.35μm。

Claims (1)

1.一种制备吸湿性催化剂的方法，所述的吸湿性催化剂包括质量百分含量为55～70％的过氯酸钾或过氯酸钠或过氯酸钙作氧化剂，百分含量为1～10％的镁粉，百分含量为10～18％的氯化钾和/或氯化钠和/或氯化钙，百分含量为1～2％碳酸锂或碳酸钾或碳酸钠，以百分含量为10～20％液态橡胶端羟基聚丁二烯做粘合剂，以甲苯二异氰酸酯做为固化剂；固化剂的用量为粘合剂用量的1/15～1/13；其特征在于，采用浇注或压制的方式制备成催化剂，其具体过程包括以下步骤：

第一步，取质量百分含量为1～10％的镁粉作为燃烧剂，10～18％的氯化物和1～2％的碳酸盐以及百分含量为10～20％端羟基聚丁二烯混合均匀，得到浆料；混合温度为40～50℃；

第二步，将氧化剂分为2～3份并分2～3次加入步骤1获得的浆料中，每加一次氧化剂后混合搅拌5分钟；混合均匀后加入固化剂再混合30～45分钟后出料；混合温度为40～50℃；

第三步，将物料真空浇注在壳体中，真空度9.73×10⁴Pa～9.86×10⁴Pa，浇注温度与混药温度保持一致；或将物料用油压机、挤压机压制在壳体中，放入烘箱中在50℃～70℃下固化48～72小时，得到成品。