CN106187649B - 一种无硫鞭炮开爆药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无硫鞭炮开爆药剂及其制备方法，该药剂的组分及质量配比为：高氯酸钾40%~60%、铝粉20%~40%、珍珠岩粉3%~5%、碳材料10%~20%、添加剂5%~10%，其中碳材料为竹炭粉或碳纳米管粉或活性炭粉的一种或几种组合，添加剂为氢化铝锂、氢化锂、硼氢化钠的一种或几种组合。该药剂的制备方法包括氧化剂制备、可燃剂制备与混料三个步骤。本发明的无硫鞭炮开爆药剂安全系数显著提高，避免了传统含硫药剂燃放后产生的环境污染问题，且吸湿性小，并保持了原含硫药剂的爆炸力度，药剂的制备工艺简单实用。

Description

一种无硫鞭炮开爆药剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及鞭炮开爆药剂及其制备方法，特别是涉及一种无硫鞭炮开爆药剂及其制备方法。

背景技术

鞭炮一般由引线、纸筒和开爆药剂组成，现有的鞭炮开爆药剂一般由高氯酸钾、铝粉、硫磺，珍珠岩粉和少量铝镁合金粉组成。由于配方中含有大量的硫磺，而硫磺是一种低熔点、低可燃点的易燃固体，易与氧化剂发生爆炸，含硫开爆药剂是一种高敏感度配方，在生产、贮运等过程中受到机械撞击、摩擦、挤压或静电等外因作用即可发生燃烧，甚至发生爆炸，特别是在药剂的加工、配药、装药等过程中极易酿成安全事故；且在燃放时产生大量的二氧化硫气体，造成环境污染对人体健康有害。因此，研发无硫开爆药剂具有较强的现实意义。

发明专利“不含硫磺和碳的安全烟药爆竹火药”(CN1076436A)公开了一种无硫开爆药剂，由氯酸钾（或硝酸钾、或氯酸钾、高锰酸钾混合物）、木材粉末和芳香植物粉末组成，该专利的药剂虽然简单，但与含硫磺药剂比较，其爆炸力度和敏感度降低，影响燃放效果。

发明专利“无硫爆竹可燃剂”(CN1179929C) 公开了一种烟花爆竹爆响药中的可燃剂，由硫铁矿经提纯后得到的主要包括FeS₂的矿料代替硫磺作可燃剂，虽然对安全性、环境污染方面有一定的改进，但可燃剂中仍然含硫，对环境有一定影响，且降低了爆炸力度，影响燃放效果。

发明专利“一种无硫爆竹药物”（CN103224435A）公开了一种无硫爆竹药物，由高氯酸钾、铝粉和珍珠岩粉三种成分或由高氯酸钾、铝粉、珍珠岩粉和合金粉或由高氯酸钾、铝粉、珍珠岩粉、炭粉和合金粉五种成份组成。该方法与传统工艺相比，直接不使用硫磺，但药剂的爆炸力度明显降低。

发明专利“一种新型无硫爆响药”（CN102701893A）公开了一种新型无硫爆响药，由高氯酸钾、硝酸钡、铝粉、珍珠岩组成，同样存在药剂爆作力度降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种安全系数高、环境污染少、吸湿性小、并保持原含硫药剂的爆炸力度的一种无硫鞭炮开爆药剂及其制备方法。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂，它的组分及质量配比为：高氯酸钾40%~60%、铝粉20%~40%、珍珠岩粉3%~5%、碳材料10%~20%、所述添加剂氢化锂铝5%~10%，所有药剂组分总比例为100%。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂，还可以是：

进一步地，所述添加剂优选为氢化锂铝也可以是氢化铝锂、氢化锂、硼氢化钠的任意一种或几种组合。

进一步的所述添加剂为有机铜化合物或有机锂化合物，所述有机铜化合物为苯基铜或烷基铜，所述有机锂化合物为三甲基铜锂或二甲基铜锂。

进一步地，所述碳材料为竹炭粉、碳钠米管粉、活性炭粉的一种或几种组合。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂的制备方法，包括以下工艺步骤：

A 可燃剂制备：在氩气保护下，按配比将碳材料、铝粉和添加剂混合，再球磨2~4h，控制球磨机转速为1300~1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；

B 氧化剂制备：在氩气保护下，将高氯酸钾和珍珠岩粉按配比混合，然后过球磨1~2h,控制球磨机转速为400~600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；

C 混料：将上述制备的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛至少3次，直至药剂的颜色均匀。

本发明所述可燃剂是指碳材料、铝粉和添加剂等。所述氧化剂则为高氯酸钾和珍珠岩粉等。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂，相对于现有技术而言，其具有的优点是安全系数高、环境污染少、吸湿性小、并保持原含硫药剂的爆炸力度的药剂；由于不含硫，且还原剂铝粉均匀地分布在碳材料中，由于碳材料的包覆与干燥作用，避免了铝粉吸潮，提高了药剂的安全性，也减少了燃放产生的二氧化硫对环境的污染；由于加入的氢化铝锂燃烧热值高且含氢，可提高药剂的爆炸力度，在无硫的情况下，同样保持传统含硫药剂的爆炸力度。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂的制备方法，相对于现有技术而言，其具有的优点是工艺简单、操作安全可靠、可使药剂各组分混合均匀，提高药剂的燃放效果，由于在氩气保护下进行混合球磨，提高了操作的安全性，且保证了药剂成分的均匀混合。

具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，本发明所述各组分物质均可通过市售获得。

本发明的具体实施方式如下：

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂，它的组分及质量配比为：高氯酸钾40%~60%、铝粉20%~40%、珍珠岩粉3%~5%、碳材料10%~20%、氢化锂铝5%~10%，所有药剂组分总比例为100%。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂，具体还可以是所述碳材料可以为竹炭粉、碳纳米管、活性炭，这些碳材料的比表面积高，干燥性能好，且可以很好的负载还原剂，降低还原剂的吸湿性，提高安全性能；所述添加剂氢化铝锂可以被氢化锂、硼氢化钠替代或者是有机铜化合物或有机锂化合物，其物质含氢率高、化学反应活性强，热值高，可很好的提高药剂的爆炸力度。

本发明的一种无硫鞭炮开爆药剂的制备方法，包括以下工艺步骤：

A 可燃剂制备：在氩气保护下，按配比将碳材料、铝粉和添加剂混合，再球磨2~4h，控制球磨机转速为1300~1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；

B 氧化剂制备：在氩气保护下，将高氯酸钾和珍珠岩粉按配比混合，然后过球磨1~2h，控制球磨机转速为400~600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；

C 混料：将上述制备的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛至少3次，直至药剂的颜色均匀。

实施例1：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾60%、铝粉20%、珍珠岩粉5%、竹炭粉10%、氢化铝锂5%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的竹炭粉、氢化铝锂粉、铝粉混合，再球磨4h，球磨机转速为1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨2h，球磨机转速为600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛5次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

实施例2：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾40%、铝粉40%、珍珠岩粉5%、竹炭粉10%、氢化铝锂5%。

无硫鞭炮的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的竹炭粉、氢化铝锂粉、铝粉混合，再球磨2h，球磨机转速为1300转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨1h，球磨机转速为400转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛3次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

实施例3：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸:50%、铝粉30%、珍珠岩粉5%、竹炭粉10%、氢化铝锂3%、苯基铜2%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的竹炭粉、催化剂氢化铝锂粉、铝粉混合，再球磨3h，球磨机转速为1100转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨1.5h，球磨机转速为500转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛4次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

实施例4：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾60%、铝粉20%、珍珠岩粉5%、碳纳米管粉10%、氢化铝锂2%、三甲基铜锂3%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的碳纳米管粉、氢化铝锂粉、三甲基铜锂、铝粉混合，再球磨4h，球磨机转速为1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨2h，球磨机转速为600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛5次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

实施例5：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾60%、铝粉20%、珍珠岩粉5%、活性炭粉10%、甲基铜5%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的活性炭粉、催化剂甲基铜、铝粉混合，再球磨4h，球磨机转速为1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨2h，球磨机转速为600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛5次，得到无硫鞭炮药剂。

实施例6：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾60%、铝粉20%、珍珠岩粉5%、竹炭粉10%、硼氢化钠3%、二甲基铜锂2%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的竹炭粉、硼氢化钠粉及二甲基铜锂、铝粉混合，再球磨4h，球磨机转速为1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨2h，球磨机转速为600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛5次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

实施例7：

无硫鞭炮开爆药剂的组分及配比如下：

高氯酸钾60%、铝粉20%、珍珠岩粉5%、竹炭粉10%、氢化锂5%。

无硫鞭炮开爆药剂的制备方法如下：

在氩气保护下，将称好的竹炭粉、氢化锂粉、铝粉混合，再球磨4h，球磨机转速为1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；在氩气保护下，将称好的高氯酸钾和珍珠岩粉球磨2h，球磨机转速为600转/分，然后过120目筛，得到氧化剂；将得到的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛5次，得到无硫鞭炮开爆药剂。

上述实施例中制备的无硫鞭炮开爆药剂产品技术指标见表1：

表1无硫鞭炮开爆药剂产品技术指标

项目

爆响率%

烧成率%

声级db

水份%

吸湿率%

摩擦感度%

撞击感度%

例1

≥98

≥99

126.7

≤0.7

≤1

≤20

0

例2

≥98

≥99

123.4

≤0.8

≤1.1

≤18

0

例3

≥98

≥99

124.8

≤0.8

≤1.1

≤18

0

例4

≥98

≥99

125.1

≤0.8

≤1.1

≤22

0

例5

≥98

≥99

125.2

≤0.7

≤1.1

≤20

0

例6

≥98

≥99

124.3

≤0.9

≤1.1

≤23

0

例7

≥98

≥99

124.6

≤0.8

≤1.1

≤21

0

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无硫鞭炮开爆药剂，其特征在于：所述无硫鞭炮开爆药剂的组分及质量配比为：高氯酸钾40%~60%、铝粉20%~40%、珍珠岩粉3%~5%、碳材料10%~20%、添加剂5%~10%，所有药剂组分总比例为100%；

所述添加剂为氢化铝锂、氢化锂、硼氢化钠的任意一种或几种组合；

所述碳材料为竹炭粉、碳纳米管粉、活性炭粉的一种或几种组合。

2.据权利要求1所述的一种无硫鞭炮开爆药剂，其特征在于：所述添加剂为有机铜化合物或有机锂化合物，所述有机铜化合物为苯基铜或烷基铜，所述有机锂化合物为三甲基铜锂或二甲基铜锂。

3.权 利要求1所述一种无硫鞭炮开爆药剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A 可燃剂制备：在氩气保护下，按配比将碳材料、铝粉和添加剂混合，再球磨2~4h，控制球磨机转速为1300~1800转/分，然后过120目筛，得到可燃剂；

B 氧化剂制备：在氩气保护下，将高氯酸钾和珍珠岩粉按配比混合，然后过球磨1~2h,控制球磨机转速为400~600转/分，然后过120目筛，得氧化剂；

C 混料：将上述制备的可燃剂与氧化剂混合均匀，并过100目筛至少3次，直至药剂的颜色均匀。