CN106187648B - 一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法 - Google Patents

一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及封装药头技术领域，具体涉及一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法，分别按照不同配方配置药粉A、药粉B，随后分别加入不同的粘合剂将药粉A、药粉B转化为泥巴状，最后一次塞入容器敞口处，在完全密封容器的前提下压紧下方药粉，避免震荡分层。点火时引火装置引燃封装药头，封装药头又引燃引火药头，引火药头引燃容器内主体药粉，主体药粉上方为敞开空间封装药头和引火药头已完全燃尽，不会引发爆炸。本发明克服了自蔓延技术在产业化中存在的封装问题，对自蔓延技术的产业化具有一定的推动作用。

Description

一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法
技术领域
本发明涉及封装药头技术领域，具体涉及一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法。
背景技术
自蔓延高温合成（self–propagation high–temperature synthesis，简称SHS），又称为燃烧合成（combustion synthesis）技术，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。由于该方法独有的优势，在焊接、新材料制备、新能源领域越来越多的得到应用。
自蔓延技术虽然得到了广泛的应用，但是却很少被制成完整的产品，科研人员在使用自蔓延技术时绝大多数情况下会按照配方现场配置散装粉末并用引火线点燃，很大程度上限制了自蔓延技术的产业化发展。
上述现象与自蔓延反应的自身特点有关：1.自蔓延药粉不能采用紧实密封：自蔓延反应发生时会产生大量和热量和气体，若采用紧实密封（类似于日常生活中药物胶囊的封装方式），从内部引燃后会产生剧烈的爆炸，爆炸原理类似于鞭炮；2.自蔓延药粉必须采用紧实密封：若自蔓延药粉不采用紧实密封，仅仅装入容器中然后封口，内部留有空腔（类似于日常生活中矿泉水的封装方式），在运输过程中会导致不同比重的成分发生分层，分层后药粉失效。
本发明要解决的技术问题在于提供一种针对自蔓延反应的封装方式，在实现紧实密封的前提下，点燃后不会引发爆炸。帮助企业和科研机构将不同的自蔓延配方转化为包装良好的成熟产品。
发明内容
本发明的目的在于解决以上技术问题，提供一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法，在实现紧实密封的前提下，点燃后不会引发爆炸。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于自蔓延反应的引火封装药头，包括引火药头和封装药头，所述引火药头在封装药头的下方，所述引火药头的绝热反应温度不小于3000K，所述封装药头的燃点为80℃-120℃。
进一步地，所述引火药头包括以下原料以重量份计：Al粉13-18份，CuO粉58-70份，Fe粉6-14.5份，木屑6-14.5份。
进一步地，所述封装药头的原料包括以下原料以重量份计：高锰酸钾65-75份，木炭15-25份，硫磺5-15份。
上述基于自蔓延反应的引火封装药头的封装方法，包括以下步骤：
（1）将13-18重量份的Al粉、58-70重量份的CuO粉、6-14.5重量份的Fe粉和6-14.5重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将65-75重量份高锰酸钾、15-25重量份木炭和5-15重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；
（2）向药粉A中加入3-5重量份的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；
（3）向药粉B中加入3-5重量份的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到封装药头；
（4）将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有自蔓延药粉的容器敞口处，同时密封敞口，避免震动分层。
进一步地，所述聚四氟乙烯悬浊液的质量浓度为50-65%，所述赛璐珞的丙酮溶液的质量浓度为45-60%。
进一步地，所述步骤（3），按压成型的过程中，将引火装置埋入封装药头。
进一步地，所述引火装置为引信或电子打火装置。
本发明一种基于自蔓延反应的引火封装药头及其封装方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.封装引火两用：在不引发爆炸的情况下完全密封压紧主体药粉，运输过程中不产生成分分层、点燃后不产生爆炸；
2.利于自蔓延技术产业化：目前市面上出售多种基于自蔓延技术的焊剂，均以散装粉末形式出售，由使用者在现场重新混合并按照所需用量取用，较为繁琐并使用过程中造成大量药剂浪费；本发明按照用途将不同的焊剂制成不同大小的胶囊，在施工现场直接点燃使用即可，使用方便，利用率高；
3.点火成功率高：目前自蔓延药剂研制单位为了保证产品安全性，可以调高药剂的引燃温度，很多常规引火药无法成功点燃药剂；本发明中的引火药头，绝热反应温度为3000K以上，可以成功引燃所有目前已知的自蔓延药剂；
4.安全性高：本发明中，引火药头化学性质极为活泼，引燃点很低，可能被静电、火星等意外火源引燃；而封装药头化学性质稳定，引燃点较高，不会被静电、火星等意外火源引燃，将引火药头隐藏于封装药头之下，在保证点火成功率的同时兼顾了安全性；
5.便于运输：引火药头、封装药头完全凝固风干后硬度很大，完全可以承受运输、使用过程中的正常磕碰、颠簸。
附图说明
图1为本发明引火封装药头封装药筒的胶囊结构图；
图中，1为封装药头，2为引火药头，3为自蔓延药剂，4为药筒。
具体实施方式
以下通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
如图1所示，本发明引火封装药头封装药筒的胶囊结构图，包括药筒4和封装药筒4的封装药头1，所述药筒4内从上往下依次装填有引火药头2、自蔓延药剂3，所述引火药头2介于封装药头1和自蔓延药剂3之间。
实施例1
本实施例中，以“铜包钢放热焊剂”为封装目标，将500g放热焊剂用薄壁塑料管做容器，管口敞开。
将15重量份的Al粉、65重量份的CuO粉、10重量份的Fe粉和10重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将70重量份高锰酸钾、20重量份木炭和10重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；向药粉A中加入4重量份质量浓度60%的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；向药粉B中加入4重量份质量浓度55%的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，同时埋入引火装置，得到封装药头；将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有500g放热焊剂用薄壁塑料管的敞口处，同时密封敞口，避免震动分层，得到胶囊；
将该胶囊放入坩埚，并通过引火线引燃，燃烧过后，金属液体由坩埚下方小孔流出，与散装粉末点燃后效果完全相同。
实施例2
本实施例中，以“钢轨放热焊剂”为封装目标，将1000g放热焊剂用薄壁塑料瓶做容器，瓶口敞开。
将18重量份的Al粉、70重量份的CuO粉、6重量份的Fe粉和6重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将73重量份高锰酸钾、22重量份木炭和5重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；向药粉A中加入5重量份质量浓度65%的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；向药粉B中加入5重量份质量浓度60%的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，同时埋入引火装置，得到封装药头；将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有1000g放热焊剂用薄壁塑料瓶的敞口处，同时密封敞口，避免震动分层，得到胶囊；
将该胶囊放入坩埚，并通过引火线引燃，燃烧过后，金属液体由坩埚下方小孔流出，与散装粉末点燃后效果完全相同。
实施例3
将13重量份的Al粉、58重量份的CuO粉、6重量份的Fe粉和6重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将65重量份高锰酸钾、15重量份木炭和5重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；向药粉A中加入3重量份质量浓度50%的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；向药粉B中加入3重量份质量浓度45%的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，同时埋入引火装置，得到封装药头；将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有自蔓延药粉的容器敞口处，同时密封敞口，避免震动分层，得到胶囊。
实施例4
将18重量份的Al粉、70重量份的CuO粉、14.5重量份的Fe粉和14.5重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将75重量份高锰酸钾、25重量份木炭和15重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；向药粉A中加入5重量份质量浓度60%的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；向药粉B中加入5重量份质量浓度50%的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，同时埋入引火装置，得到封装药头；将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有自蔓延药粉的容器敞口处，同时密封敞口，避免震动分层，得到胶囊。
实施例5
将14重量份的Al粉、62重量份的CuO粉、12重量份的Fe粉和12重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将68重量份高锰酸钾、22重量份木炭和10重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；向药粉A中加入3.5重量份质量浓度58%的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，得到引火药头；向药粉B中加入4.2重量份质量浓度53%的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，呈泥巴状后，再按压成型，同时埋入引火装置，得到封装药头；将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有自蔓延药粉的容器敞口处，同时密封敞口，避免震动分层，得到胶囊。

Claims (5)

1.一种基于自蔓延反应的引火封装药头，其特征在于，包括引火药头和封装药头，所述引火药头在封装药头的下方，所述引火药头的绝热反应温度不小于3000K，所述封装药头的燃点为80℃-120℃；所述引火药头包括以下原料以重量份计：Al粉13-18份，CuO粉58-70份，Fe粉6-14.5份，木屑6-14.5份；所述封装药头的原料包括以下原料以重量份计：高锰酸钾65-75份，木炭15-25份，硫磺5-15份。
2.一种如权利要求1所述基于自蔓延反应的引火封装药头的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将13-18重量份的Al粉、58-70重量份的CuO粉、6-14.5重量份的Fe粉和6-14.5重量份的木屑混合均匀，得到药粉A；将65-75重量份高锰酸钾、15-25重量份木炭和5-15重量份硫磺混合均匀，得到药粉B；
（2）向药粉A中加入3-5重量份的聚四氟乙烯悬浊液，混合均匀，再按压成型，得到引火药头；
（3）向药粉B中加入3-5重量份的赛璐珞的丙酮溶液，混合均匀，再按压成型，得到封装药头；
（4）将引火药头和封装药头依次压入并压紧装有自蔓延药粉的容器敞口处，同时密封敞口。
3.根据权利要求2所述的一种基于自蔓延反应的引火封装药头的封装方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯悬浊液的质量浓度为50-65%，所述赛璐珞的丙酮溶液的质量浓度为45-60%。
4.根据权利要求3所述的一种基于自蔓延反应的引火封装药头的封装方法，其特征在于，所述步骤（3），按压成型的过程中，将引火装置埋入封装药头。
5.根据权利要求4所述的一种基于自蔓延反应的引火封装药头的封装方法，其特征在于，所述引火装置为引信或电子打火装置。
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