CN106403726B - 一种环保安全经济烟花材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保安全经济烟花材料及其应用；属于烟花材料开发技术领域。所述材料以质量百分比计包括下述组分:SiO220％‑60％、Al2O38％‑30％、Fe2O31％‑25％、MgO8％‑45％、其他3‑30％。所述材料的粒度为20目‑500目。本发明所设计的材料可用于替代烟花产品中的锯木屑。该材料用于替代烟花产品中的锯木屑时，表现出优异的耐火、耐高温以及吸附性能，同时其还具备防静电性能好、防潮效果强、抗震性能优异、耐摩擦等优点。本发明所设计材料为开发新型环保安全经济的烟花提供了必要条件。可在烟花中得以广泛应用。

Description

一种环保安全经济烟花材料及其应用
技术领域
本发明涉及一种环保安全经济烟花材料及其应用；属于烟花材料开发技术领域。
背景技术
据研究烟花爆竹在燃放过程中会产生大量二氧化硫、氮氧化物、烟尘及碳粒等，是PM 2.5的主要来源之一。在当今雾霾笼罩的大氛围下，有专家学者甚至提议对烟花爆竹的生产和销售、消费领域采取适当环境经济手段来调控(如征收环境税)[1]，寻找和研究环保型烟花材料是烟花爆竹研究人员急需解决的问题。烟花爆竹中填充的锯木屑是产生烟雾的重要原因，若采用环保原料替代锯木屑，燃放时出烟量可大大降低[2]。本发明中的这种材料耐火、耐高温，而且可吸附燃放中产生的二氧化硫、氮氧化物等有害气体，是一种非常好的环保型原材料。
烟花爆竹是一种高危行业，因静电而引起的药物爆炸事故，是仅次于机械和热引发的事故次数[3]，本发明中材料可从源头上减少静电的产生，让烟花爆竹生产更安，可在烟花爆竹行业得以广泛应用。
参考文献
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发明内容
本发明的目的在于提供一种能替代烟花中的锯木屑，能减少烟花燃放中产生的烟雾、能吸附燃放过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等有害气体，能减少空气污染且具有较好抗震、耐火、耐摩擦性能的新材料。
本发明一种环保安全经济烟花材料，以质量百分比计包括下述组分:
SiO2 20％-60％、优选为20％-50％、进一步优选为20-40％；
Al2O3 8％-30％、优选为10％-25％、进一步优选为10-20％；
Fe2O3 1％-25％、优选为3％-20％、进一步优选为10-15％；
MgO 8％-45％、优选为10％-40％、进一步优选为15-40％；
其他组分3-30％、优选为5％-25％、进一步优选为5-20％；其他3-30％；所述其他组分选自CaO、TiO2.、K2O、P2O5其中的至少一种。
作为优选方案，本发明一种环保安全经济烟花材料，其H2O小于等于0.1％、优选为小于等于0.05％、进一步优选为小于等于0.03％。
作为优选方案，本发明一种环保安全经济烟花材料，以质量百分比计由下述组分组成：
SiO2 20％、Al2O3 10％、Fe2O3 15％、MgO 40％、其他15％，所述其他组分选自CaO、TiO2.、K2O、P2O5其中的至少一种；
或
SiO2 40％、Al2O3 20％、Fe2O3 10％、MgO 15％、其他15％，所述其他组分选自CaO、TiO2.、K2O、P2O5其中的至少一种。
所述其他组分中，CaO的质量百分含量为0.1-99.9％。
所述其他组分中，TiO2的质量百分含量为0.1-99.9％。
所述其他组分中，K2O的质量百分含量为0.1-99.9％。
所述其他组分中，P2O5的质量百分含量为0.1-99.9％。
本发明一种环保安全经济烟花材料，所述材料呈颗粒状，其粒度为20目-500目、优选为100-450目、进一步优选为200-400目。
本发明一种环保安全经济烟花材料的应用，包括将其用于替代烟花产品中的锯木屑。
本发明一种环保安全经济烟花材料的应用，将所述材料用于替代烟花产品中的锯木屑时，其用量视所制烟花尺寸大小可适当调整。
有益效果
1、本发明耐火，耐高温，可替代烟花爆竹中的锯木屑，从源头上减少了由锯木屑燃烧带来的烟雾粉尘，材料为多孔隙结构，比表面积大，吸附能力强，能够很大程度减少并吸附烟花爆竹在燃放过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等有害气体，减少空气污染物的排放，是一种很好的环保材料。
2、烟花生产中静电是一个非常重要的安全隐患，根据静电产生的原理可知，材料的绝缘性越好，越容易产生静电，本发明大部分是天然晶体，具有导电性能，不易产生静电，从源头上解决了静电问题。
3、烟花爆竹每年因受潮的原因而导致大批产品不合格，损耗大量的人力物力财力，能够寻找到一种好的防潮方法或是材料对烟花行业如同一场新的革命，本发明中所述该材料防潮效果好。
4、本发明所设计材料具有抗震、耐摩擦等优异性能，同时其还具有质轻、价廉、物产丰富等优势，是一种很好的环保安全经济材料，可在烟花爆竹中得以广泛应用。
总之，通过本发明所设计适量组分的协同作用，使得本发明所设计的材料在具备优异的耐火、耐高温以及吸附性能的同时，还具备防静电性能好、防潮效果强、抗震性能优异、耐摩擦等优点。这有利于促进本发明所设计材料在烟花领域中的广泛应用。
具体实施方式
对比例1
取锯木屑5.00±0.01g，按照标准QB/T1941.5-94进行吸湿性测定，其所得检测值为9.38％。
实施例1：
将质量配比SiO2(20％)Al2O3(10％)Fe2O3(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO2：K2O：P2O5＝1:1:1:1)(15％)。200目数的该材料与锯木屑各5.00±0.01克按照标准QB/T1941.5-94进行吸湿性的测定。200目数的该材料检测值为1.47％。
通过实施例1和对比例1可以看出200目的该材料的吸湿率远小于锯木屑的吸湿率，由此说明该材料放置在空气中不易吸潮，其防潮性能较好。
实施例2
将质量配比SiO2(40％)Al2O3(20％)Fe2O3(10％)MgO(15％)其他(CaO：TiO2.＝2:1)(14.97％)、H2O 0.03％。400目数的该材料与锯木屑各5.00±0.01克按照标准QB/T1941.5-94进行吸湿性的测定。400目数的该材料检测值为1.55％。
通过通过实施例2和对比例1可以看出400目的该材料的吸湿率也远小于锯木屑的吸湿率，其防潮性能优于锯木屑。同时通过实施例2和实施例1可以看出200目与400目的该材料的吸湿率相差很小，由此说明该材料的吸湿性能与其粒度基本无关。
实施例3
将质量配比SiO2(20％)Al2O3(10％)Fe2O3(15％)MgO(40％)其他(CaO：K2O：P2O5＝1:2:3)(15％)。取该材料0.025±0.005克按照标准QB/T1941.4-94进行静电感度实验，其静电感度检测值为0。
实施例4
将质量配比SiO2(20％)Al2O3(10％)Fe2O3(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO2：K2O：P2O5＝1.5:2:3:1)(15％)。取该材料0.02±0.005克按照标准AQ/T4123-2014进行火焰感度实验，其火焰感度检测值为0。
实施例5
将质量配比SiO2(20％)Al2O3(10％)Fe2O3(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO2.：K2O：P2O5＝8:1:3:5)(15％)。取该材料0.02±0.005克按照标准GJB772A-1997进行摩擦感度实验，其摩擦感度检测值为0。
通过实施例3、实施例4、实施例5可以看出该材料的安全性能指标完全满足国家标准要求。
对比例2
取锯木屑2.80±0.01g，按照GB10631-2013制备成筒径为9mm的吐珠类烟花，燃放，观察其烟雾。其烟雾产生量过大。
实施例6
将质量配比SiO2(20％)Al2O3(10％)Fe2O3(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO2.：K2O：P2O5＝8:1:3:5)(15％)。200目数的该材料5.20±0.01g应用在吐珠类烟花中进行燃放效果实验(吐珠类烟花的其他组成与对比例2完全一致)。燃放，观察其烟雾。发现其产生的烟雾远远低于对比例2所产生的烟雾。

Claims (10)

1.一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：以质量百分比计包括下述组分:
其他组分3‐30％；所述其他组分选自CaO、TiO2、K2O、P2O5其中的至少一种；
H2O小于等于0.1％。
2.根据权利要求1所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：以质量百分比计包括下述组分:
其他组分5％‐25％；所述其他组分选自CaO、TiO2、K2O、P2O5其中的至少一种；
H2O小于等于0.05％。
3.根据权利要求2所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：以质量百分比计包括下述组分:
其他组分5‐20％；所述其他组分选自CaO、TiO2、K2O、P2O5其中的至少一种；
H2O小于等于0.03％。
4.根据权利要求3所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：以质 量百分比计包括下述组分:
SiO2 20％、Al2O3 10％、Fe2O3 15％、MgO 40％、其他组分15％，所述其他组分选自CaO、TiO2、K2O、P2O5其中的至少一种；
或
SiO2 40％、Al2O3 20％、Fe2O3 10％、MgO 15％、其他组分15％、所述其他组分选自CaO、TiO2、K2O、P2O5其中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：所述其他组分中，CaO的质量百分含量为0.1‐99.9％。
6.根据权利要求3所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：所述其他组分中，TiO2的质量百分含量为0.1‐99.9％。
7.根据权利要求3所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：所述其他组分中，K2O的质量百分含量为0.1‐99.9％。
8.根据权利要求3所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：所述其他组分中，P2O5的质量百分含量为0.1‐99.9％。
9.根据权利要求1所述的一种环保安全经济烟花材料，其特征在于：所述材料呈颗粒状，其粒度为20目-500目。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述环保安全经济烟花材料的应用，其特征在于：包括将所述环保安全经济烟花材料用于替代烟花产品中的锯木屑。
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