CN103206900A - 一种提高开苞直径的礼花弹制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以球团状无烟烟花药为开苞药的礼花弹制备方法，是将亮珠排列到礼花弹球壳的内侧之后，再将预先制备的球团状开苞药与少量含有镁铝合金粉的爆炸药混合并用薄纸包裹起来装填到半球壳中。用同样的装药次序装填另外一半礼花弹壳体。最后，将两半球体对扣，壳体表面糊纸并烘干。这种礼花弹的制备方法，有利于全面点火，彻底解决颗粒状微气孔烟花药作为开苞药时燃烧不充分或药粒残留问题，大幅度增加了礼花弹的开苞直径，有效地改善了观赏效果。

Description

一种提高开苞直径的礼花弹制备方法

技术领域

本发明属于礼花弹开苞技术，特别是一种提高开苞直径的礼花弹制备方法。

背景技术

目前，无烟烟花药由于具有绿色环保、使用安全的特点，成为烟花用黑火药或其他发射装药理想的替代品，得到烟花爆竹行业的高度重视。但是，直接采用具有微气孔结构的颗粒状无烟烟花药作为开苞药，开苞效果不太理想，主要问题在于其点火性能还不够理想，在装药条件不合适的情况下亮珠的烧成率较低，爆炸直径偏小，达不到以黑火药为主体成分的传统开苞药的燃放效果。在颗粒状微气孔烟花药制备过程中，通过添加敏化剂或点火性能增强剂的方法，可以提高燃放效果，但还达不到传统礼花弹的开苞直径。采用颗粒状的微气孔无烟烟花药直接作为开苞药进行礼花弹制作时，颗粒容易产生静电而粘附到礼花弹壳的周围，给装药带来了一些困难，也带来一些生产过程的安全隐患。此外，采用颗粒状烟花药装药经常会出现药粒在燃放过程中发生药粒残留的问题，对燃放过程的安全和环境保护也是不利的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高开苞直径的礼花弹制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种提高开苞直径的礼花弹的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将颗粒状微气孔药粘接成球团状开苞药；

步骤2、将亮珠排列到礼花弹一半外壳的内侧；

步骤3、将球团状开苞药与爆炸药粉混合后用薄纸包裹起来作为混合开苞药，再将上述混合开苞药的纸包装填到半球壳中亮珠的内侧；

步骤4、利用上述同样的方法装填带引火线的另一半外壳；

步骤5、将两个半球对扣，采用糊球方法在外壳表面均匀地糊纸；

步骤6、经过烘干得到完整的礼花弹。

本发明所述礼花弹制备方法与现有技术相比：(1)有利于全面点火，可以彻底解决开苞药燃烧不充分或残药问题；(2)提高了亮珠的烧成率，大幅度增加了开苞直径，可达到与传统开苞药相同的燃放效果；(3)降低了礼花弹开苞产生的烟雾，改善了礼花弹燃放的观赏效果；(4)避免了颗粒间的机械摩擦作用，改善了烟花制品制造过程的工艺安全性。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的礼花弹示意图。

图中标号所代表的含义为：1-外壳、2-延时引火线、3-亮珠、4-球团状开苞药。

具体实施方式

结合图1，一种提高开苞直径的礼花弹制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将颗粒状微气孔药粘接成球团状开苞药，所述的球团状开苞药，是采用颗粒状微气孔烟花药通过有机粘合剂粘接而成，所述的球团状开苞药的直径范围为5mm-20mm，所述有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉或变性淀粉的水溶液、乙基纤维素的乙醇溶液、聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液，球团状开苞药的质量百分比组成为颗粒状微气孔烟花药82％-99％，有机粘合剂为0.2-10％。

所述颗粒状微气孔烟花药为现有技术在发明人之前的专利《一种微气孔无烟烟花药及其制备方法》和《一种改善点传火性能的微气孔烟花药及其制备方法》中已经公开，专利公开号分别为：CN101844954A及CN101857516A。

步骤2、将亮珠3排列到礼花弹一半外壳1的内侧；

步骤3、将球团状开苞药4与含有镁铝合金粉的爆炸药粉混合后用薄纸包裹起来作为混合开苞药，再将上述混合开苞药的纸包装填到半球壳中亮珠3的内侧，球团状开苞药4与爆炸药粉的质量比为(1∶0.05)～(1∶1)；所述的含有镁铝合金粉的爆炸药粉，是采用镁铝合金粉与氧化剂混合而成，所述的氧化剂为高氯酸钾、硝酸钾、硝酸锶、高氯酸铵中的一种，镁铝合金粉占爆炸药粉质量百分比范围为20％-80％；

步骤4、利用上述同样的方法装填带引火线2的另一半外壳；

步骤5、将两个半球对扣，采用糊球方法在外壳1表面均匀地糊纸；

步骤6、经过烘干得到完整的礼花弹。

球团状开苞药的内部具有大量的微小孔隙，外形为近球形的颗粒。

球团状开苞药的成分及其制备方法已在专利《礼花弹用模块化开苞药及其制备方法》中已经公开，专利公开号为CN102219620A。

球团状开苞药的制备方法为，首先根据装药密度要求，选择不同密度的具有颗粒状微气孔烟花药，并通过有机粘合剂将无烟烟花药颗粒粘接成近球形的粘接颗粒；根据点传火性能要求，可在颗粒粘接成型过程中混入不同类型和用量的点火性能增强剂；然后通过模压成型或滚动造球方法成型，最后进行烘干处理得到近球形的药团。

为了更好地说明本发明的实施，下面进行举例阐述，这些过程和工艺条件并不代表发明的全部。只要是通过球状无烟药粘接颗粒与爆炸药粉混合使用来改善点传火性能和提高爆炸直径的方法，不违背本发明的技术方案。

实施例1：

结合图1，选用3寸礼花弹为例，使用颗粒状微气药粘接而成的球团状药块作为开苞药，外球壳直径76mm，厚度为3mm，亮珠直径10mm。

颗粒状微气药的制备方法及过程如下：采用含有硝化棉97.0％、二苯胺(安定剂)1.0％的单基废火药为原料制备颗粒状微气孔烟花药。单基废火药在大量水存在的条件下经过初步破碎，控制颗粒直径不超过3mm，将带水的单基废火药加入到成型反应器中，湿的单基废火药药粒的水分在15％-30％，搅拌状态下加入10倍于单基废火药药粒质量的乙酸乙酯溶剂，在45℃-60℃温度下搅拌溶解30-60min，然后连续往成型反应器中的物料体系加入水；在搅拌状态下进行乳化发泡操作，在此步骤中继续加入水，所加的水的质量为单基废火药药粒质量的6倍。然后，在50-60℃温度下继续搅拌30min-60min，将成型反应器中的物料的温度调整到65℃-68℃时，将6倍于单基废火药药粒质量的含有0.5％明胶分散剂的水溶液加入到成型反应器中的物料体系中进行成球，含有硝化棉的高分子溶胶逐步分散成细小的料团。继续保持物料温度在65℃-68℃，并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟，含硝化棉的高分子溶胶逐步分散成较均匀的近球状液滴。接着，逐步升温将溶剂缓慢地蒸馏出来并回收，当温度升到85℃后继续搅拌10分钟，将药粒和母液进行分离。分离出来的母液循环利用于下一次成型时作为分散介质。分离出来的药粒，在室温下晾干并在安全烘箱中在50℃温度条件下干燥24小时，得到颗粒状微气孔烟花药，测试其堆积密度为0.25g.cm^-3，上述颗粒状微气孔烟花药的粒径范围在0.1mm-5.0mm，大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm，药粒表面和内部含有大量孔隙，孔隙的直径范围为0.01-500μm。

球团状开苞药的制备方法如下：采用常用的107胶作为有机粘接剂将颗粒状微气孔烟花药粘接成块状药。称取200g烘干后的颗粒状微气孔烟花药，加入固含量为7.5％的107胶水40g，再补加10g的粒径小于200μm的硝酸钾粉末，将三种物料一起混合均匀，然后采用液压成型设备及模具将物料压制成直径为5mm的球形颗粒，将成型后的药粒在50℃下烘干24小时，得到球团状开苞药样品。

另外，采用粒径均小于200μm的镁铝合金粉与高氯酸钾按照通常混合方法制备爆炸药粉，其中镁铝合金粉占爆炸药粉质量百分比为50％。

将制好的开苞药在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面，再装入开苞药的纸包，纸包中为球团状开苞药8克及爆炸药粉6克的混合物料，用同样的方法装另一半球壳，保证装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后，在壳体表面按常规的方法糊9层纸，烘干后开苞测试。点燃后的开苞直径为50米左右，亮珠全部被点着，开苞时的烟雾量很少。

作为对比，采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行装药，装药量为18g，开苞直径约35米，开苞后有大量没有燃烧完全的残药，残药约占装药总量的20-30％，亮珠的烧成率为50％左右。

作为对比，采用传统含黑火药开苞药进行装药，开苞药的装药量为30g，同样地装亮珠40克，开苞直径约50米，开苞瞬间有大量烟雾，基本无残药，但稻壳填充料有大量残留，亮珠的烧成率为100％，烟雾量很大。

实施例2：

采用硝化棉含量为99％及二苯胺(安定剂)含量为0.5％的原料药粒制备颗粒状微气孔烟花药。先把原料药粒加入到成型反应器中，在搅拌状态下加入10倍于原料药粒质量的乙酸乙酯溶剂，在45℃-60℃温度下搅拌溶解30-60min，然后连续地往体系中加入水；在搅拌状态下进行乳化发泡操作，在此步骤中继续加入水，加入水的量为原料药粒质量的6倍，然后在50-60℃温度下继续搅拌30min-60min，将体系温度调整到65℃-68℃时，将6倍于原料药粒质量的含有0.5％明胶水溶液加入到物料体系中进行分散成球。继续保持温度65℃-68℃，并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟，含硝化棉的胶团逐步分散成较均匀的球状液滴。接着，逐步升温将溶剂缓慢地蒸馏出来并回收，当温度升到85℃后继续搅拌10分钟，将近球形药粒和母液进行分离。分离出来的母液循环利用于下一次成型时作为分散介质。分离出来的药粒，在室温下晾干并在安全烘箱中50℃干燥24小时，得到颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为0.26g.cm^-3，粒径范围在0.1mm-5.0mm，大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm，药粒表面和内部含有大量孔隙，孔隙的直径范围为0.01-500μm。

球团状开苞药的制备方法如下：采用用淀粉浆糊作为有机粘合剂。称取200g烘干后的药粒，加入固含量为20％的淀粉浆糊2.0g，再补加20g水，先混合10分钟，再补加15g的粒径小于200μm的硝酸钾粉末，再继续混合30分钟，然后采用液压成型设备及模具将物料压制成直径为10mm的球形颗粒，然后将成型后的药粒在50℃下烘干24小时，得到球团状开苞药。

同样，采用粒径均小于200μm的镁铝合金粉与高氯酸钾按照通常的混合方法制备爆炸药粉，其中镁铝合金粉占爆炸药粉质量百分比为50％。

将制好的开苞药在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面，再装入开苞药的纸包，纸包中为球团状开苞药8克及爆炸药粉6克的混合物料，用同样的方法装另一半球壳，保证装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后，在壳体表面按常规的方法糊9层纸，烘干后开苞测试。点燃后的开苞直径为50米左右，亮珠全部被点着，无残药，录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。

作为对比，采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行装药，装药量为18g，开苞直径约40米，开苞后有大量没有燃烧完全的残药，残药约占装药总量的20-30％，亮珠的烧成率为50％左右。

实施例3-7：

采用与实施例2相同的工艺过程和原材料制得颗粒状无烟烟花药，仅改变粘接颗粒的制备条件及爆炸粉的原料，并改变爆炸药中的合金粉占的比例，其他条件同实施例2，有关参数及礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

实施例8-12：

采用与实施例2相同的工艺过程和原材料制得颗粒状无烟烟花药，仅将爆炸粉中的氧化剂改为硝酸钾，并改变合金粉占的比例，其他条件同实施例2，有关参数及礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

实施例13-16：

采用与实施例2相同的工艺过程和原材料制得颗粒状无烟烟花药，仅改变爆炸粉中的氧化剂品种，其他条件同实施例2，有关参数及礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

实施例17-22：

采用与实施例2相同的工艺过程和原材料制得颗粒状无烟烟花药，仅改变球团状开苞药制备过程中所用的有机粘合剂品种和用量，其他条件同实施例2，有关参数及礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

实施例23-27：

采用与实施例2相同的工艺过程和原材料制得颗粒状无烟烟花药，仅改变开苞药装药过程中球团状开苞药与爆炸粉之间的比例，有关参数及礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

从实施例可以看出，采用粉状爆炸药与粘接成型的球团状开苞药混合进行礼花弹开苞装药，取得了显著的效果，大幅度提高了开苞药的点火性能，提高了亮珠的点火一致性，从而解决了药粒残留问题，此外还大幅度提高了开苞直径。总体效果超过了黑火药型开苞药或颗粒状微气孔烟花药直接装药的开苞效果。

Claims (3)

1.一种提高开苞直径的礼花弹制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将颗粒状微气孔药粘接成球团状开苞药；

步骤2、将亮珠[3]排列到礼花弹一半外壳[1]的内侧；

步骤3、将球团状开苞药[4]与爆炸药粉混合后用薄纸包裹起来作为混合开苞药，再将上述混合开苞药的纸包装填到半球壳中亮珠[3]的内侧；

步骤4、利用上述同样的方法装填带引火线的另一半外壳；

步骤5、将两个半球对扣，采用糊球方法在外壳[1]表面均匀地糊纸；

步骤6、经过烘干得到完整的礼花弹。

2.根据权利要求1的一种提高开苞直径的礼花弹制备方法，其特征在于，步骤1中所述的球团状开苞药，是采用颗粒状微气孔烟花药通过有机粘合剂粘接而成，所述的球团状开苞药的直径范围为5mm-20mm，所述有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉或变性淀粉的水溶液、乙基纤维素的乙醇溶液、聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液，球团状开苞药的质量百分比组成为颗粒状微气孔烟花药82%-99%，有机粘合剂为0.2-10%。

3.根据权利要求1的提高开苞直径的礼花弹的制备方法，其特征在于，步骤3中球团状开苞药[4]与爆炸药粉的质量比为（1:0.05）~（1:1）；所述的爆炸药粉为镁铝合金粉与氧化剂的混合物，所述的氧化剂为高氯酸钾、硝酸钾、硝酸锶或高氯酸铵，镁铝合金粉占爆炸药粉质量百分比为20%-80%。

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