CN102701893A

CN102701893A - 一种新型爆竹用无硫爆响药

Info

Publication number: CN102701893A
Application number: CN2012102157732A
Authority: CN
Inventors: 杨世均; 王余粮; 杨世勇
Original assignee: SHAANXI PUCHENG NOVEL FIREWORK TECHNOLOGY POPULARIZATION CENTER
Current assignee: SHAANXI PUCHENG NOVEL FIREWORK TECHNOLOGY POPULARIZATION CENTER
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明的目的是为解决现有技术中的不足，提供一种安全性能好，无污染的替代传统爆响火药的无硫爆响药配方，包括氧化剂、还原剂和填充剂，其特征在于，所述氧化剂为高氯酸钾和硝酸钡，所述还原剂为铝粉，所述填充剂为珍珠岩。本配方不含硫，安全可靠，无污染。

Description

一种新型爆竹用无硫爆响药

技术领域

本发明特别涉及一种新型爆竹用无硫爆响药。

背景技术

在现代火、炸药出现之前，黑火药即做为火药，又作为炸药在爆竹产品中作为爆响剂主要药剂使用。近年来国内普遍以(KCLO₄)KNO₃/S/Al等含S体系取代黑火药，仍然存在含S的弊端。

硫磺属于非导电介质，增加了体系的介电常数，易引起静电积累，静电感度约3071.4v，无硫体系的导电性好，介电常数低，易泄放静电，因此静电感度低，大于10000v。

硫的化学活性强，许多金属在低温下诸如铁、锌等金属能在硫中燃烧，生成金属硫化物并释放大量热量。硫本身无毒性。但由于它化学性质活泼，能生产不少有毒物质，如硫化氢、二氧化硫、三氧化硫等。

含硫爆响药分解产物存在大量的颗粒的残渣，形成烟雾，生成固体产物相当比例最高达68％，最低46％，固体产物中主要是硫酸钾(K₂SO₄)硫化钾(K₂S)，硫代硫酸钾(K₂S₂O₃)、它的整体产物一般为40％～50％，主要是二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、氮气(N₂)和二氧化硫(SO₂)等混合物，污染问题突出。

因此，解决爆响药的安全和污染问题，必须从改善爆响药剂的安定性与感度入手，科学设计、优化配方，这是改变爆竹行业安全的本源。而就爆竹行业爆响药剂使用情况而言，全国爆竹类产品仍以含硫原料生产，其根本原因是目前市场上没有定型的新型无硫爆响药剂替代品种。

陕西省蒲城新型花炮技术推广中心针对全国烟花爆竹行业急需解决新型爆响药剂的现状，自2008年以来，组织技术人员，通过调查、分析、试验、自设课题、自筹经费、经过三年多的努力，设计选配了几百个配方，试验千余次，最后研制出不同配比的无硫，低污染(KClO₄/Ba(NO₃)₂/Al)体系新型爆响药；经优化后，配方的综合技术性能优于含硫爆响药，用户使用反应较好。

发明内容

本发明的目地是为解决现有技术中的不足，提供一种安全性能好，无污染的替代传统爆响火药的无硫爆响药配方。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型无硫爆响药配方，包括氧化剂、还原剂和填充剂，其特征在于，所述氧化剂为高氯酸钾和硝酸钡，所述还原剂为铝粉，所述填充剂为珍珠岩。

进一步为，所述高氯酸钾为强氧化剂。

进一步为，所述铝粉粒径为6～8目。

进一步为，所述珍珠岩粒度为20～60目。

进一步为，所述珍珠岩粒度为40目。

进一步为，一份所述配方中，高氯酸钾、硝酸钡、铝粉和珍珠岩的配比为：

高氯酸钾：55％～56％；

硝酸钡：13％～14％；

铝银粉：20％～22％；

珍珠岩：9％。

本发明提供的一种新型无硫爆响药配方，相对于现有技术不含硫，安全可靠，无污染。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明所描述的一种新型无硫爆响药的研发是在传统爆响药的基础上，克服其弊端进行科学改进而设计的。无硫体系具有爆炸的特征，在原理上是可行的，实践上也早已证明这一事实，国内外也曾有人在探索，均没有系统实验，也没有应用到产品上，但对我们的成功起到了一定的启发作用。

1、本发明主要原材料选择的基本原则：

A.氧化剂——为爆响药剂提供爆炸所需要的氧，为了保证生产、使用储存及燃放中的安全，爆响药中的氧化剂应符合以下要求：

①氧化剂本身含量不低于98～99％；

②在±60℃的温度范围内具有足够的化学和物理稳定性；

③氧化剂中吸湿的盐类和重金属含量符合质量标准要求；

④水分含量不超过0.5％；

⑤氧化剂的溶液不会发生水解；

⑥不能含有还原性的杂质和增强爆响药机械敏感度的杂质；

⑦对人体没有毒性或毒性很小；

⑧不含有降低爆响药化学稳定性的杂质；

⑨配制的爆响药剂机械敏感度要符合国标规定的要求。

B.可燃剂(还原剂)——可燃物质为爆响药的爆响提供能量来源。可燃物的化学活性和所需热量的多少，决定着爆响药反应速度的快慢。为了保证生产、使用、储存及燃放中的安全，作为爆响药的可燃物应符合以下要求：

①在±60℃的温度范围内具有足够的化学和物理稳定性；

②不会吸湿或吸湿性很小；

③铁和硅等杂质含量一般不超过1％，因为这些杂质的存在会提高爆响药对机械作用的敏感度；

④重金属(铜、铅等)杂质极少。如果金属粉中含有重金属杂质，会与受潮的爆响药中的铝粉或铝镁合金粉形成化学反应的偶电极，加速爆炸药的分解反应；

⑤油脂类杂质含量极少；

⑥对人没有毒性或毒性很小。

C.黏结剂——主要是保证配制的药剂有一定强度和密度，从而达到良好的爆炸效果。黏结剂应符合以下要求：

①不溶于水，能溶于有机溶剂；

②干燥后能形成薄膜，有利于防止药剂吸潮；

③具有良好的黏性；

④抗腐蚀性好。

2、本发明具体实施例是以高氯酸钾(KClO₄)和硝酸钡(Ba(NO₃)₂)为氧化剂、以铝粉(Al)为还原剂和珍珠岩为填充剂的一种新型无硫爆响药配方，其中：

①高氯酸钾(KClO₄)：(过氯酸钾)，质量指标符合HG3247-2000

理化特性：

外观：白色或无色产品冲击感度：20％

分子量：138.55 摩擦感度：0％

熔点(℃)：610(分解) 吸湿率：0.9％

相对密度：2.52(水＝1)

高氯酸钾含量：≥99.0％粒度：通过150um试验筛≥99.0％

氯化物含量(以KCL计)：＜0.10％

氯酸盐(以KClO₃计量)含量：≤0.10％

高氯酸钾在本品中做为强氧化剂用。

②硝酸钡(Ba(NO₃)₂)质量标准符合GB/T1613-2008

理化特性：

外观：无色或白色有光泽的立方结晶，微具吸湿性

分子量：261.35 冲击感度：0％

熔点：592℃ 摩擦感度：4％

相对密度：3.24(水＝1) 吸湿率：0.9％

主要成分含量：≥99.0％

硝酸钡作为氧化剂使用。

③铝粉(又称铝银粉)(A1)

理化特性：

分子量：26.98

纯度：99.5％

熔点：685℃

沸点：2065℃

粒径：6～8um

铝粉在无硫爆响药体系中，作为主要“燃料”的还原剂，其爆响是一瞬间的连锁反应，属于气固二相流反应。其爆炸特点是燃烧时间长，爆炸产生的温度高，爆炸结果威力极大，爆炸瞬间产生的空气温度高达2000～3000℃。

粒径在6～8um时爆炸超压平均值约0.6903mpa(铝粉质量浓度300g/m³)，爆炸超压值最大。

④珍珠岩(填充剂)

理化特性

SiO₂含量≥68.0％

Fe₂O₃+FeO含量＜1.5％

烧失量＜3.0％

杂质(包括斑晶、夹石)含量＜3.0％

膨胀倍数不小于3.5～5.0

粒度：20～60目(选用40目)

稳定PH值：6～7。

3、本发明所述一种无硫爆响药配方设计：

高氯酸钾(KClO₄)％：55～56

硝酸钡(Ba(NO₃)₂)％：13～14

铝银粉(Al)％：20～22

珍珠岩％：9

本发明所述的一种无硫爆响药配方，制作时分别将各成分原料进行单料粉碎，并根据配方中所含比重进行配料，将配好的各原料成分充分混合即可储存待用。

Claims

1.一种新型爆竹用无硫爆响药，包括氧化剂、还原剂和填充剂，其特征在于，所述氧化剂为高氯酸钾和硝酸钡，所述还原剂为铝粉，所述填充剂为珍珠岩。

2.如权利要求1所述的一种新型爆竹用无硫爆响药，其特征在于，所述高氯酸钾为强氧化剂。

3.如权利要求1所述的一种新型爆竹用无硫爆响药，其特征在于，所述铝粉粒径为6～8目。

4.如权利要求1所述的一种新型爆竹用无硫爆响药，其特征在于，所述珍珠岩粒度为20～60目。

5.如权利要求1所述的一种新型爆竹用无硫爆响药，其特征在于，所述珍珠岩粒度为40目。

6.如权利要求1-5所述的任一一种新型爆竹用无硫爆响药，其特征在于，一份所述配方中，高氯酸钾、硝酸钡、铝粉和珍珠岩的配比为：

高氯酸钾：55％～56％；

硝酸钡：13％～14％；

铝银粉：20％～22％；

珍珠岩：9％。