CN109942352A

CN109942352A - 一种冷云浇注催化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109942352A
Application number: CN201910230609.0A
Authority: CN
Inventors: 李党屯; 杨正才; 边连城; 刘伟国; 杨大昭; 刘永德; 张护民; 王关友; 赵亚娟
Original assignee: Xi'an Qinghua Co Ltd North Special Energy Group Co Ltd
Current assignee: Xi'an Qinghua Co Ltd North Special Energy Group Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明提供了一种冷云浇注催化剂，包括质量比为(4～5)：1的固体组分和液体组分，固体组分包括质量份数为25～35份的成核剂、50～70份的氧化剂和不大于10份的添加剂，液体组分包括质量份数为60～80份的高分子聚合物、20～30份的聚合物单体、5～10份的固化剂和0.5～2份的发泡剂。本发明提供一种冷云催化剂，改善了药剂的防水、贮存性能和燃烧的稳定性，同时采用发泡膨胀技术消除药柱密度不均匀，避免出现间隙、裂缝等缺陷，工艺简单，易于实现自动化连续混合、连续浇注或挤出成型装药技术，实现自动清洗等，能够提高生产过程的安全性，降低药剂制造成本。

Description

一种冷云浇注催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种催化剂组成及其制备方法，属于火工烟火药技术领域。

背景技术

人工增雨原理为静力催化，主要是影响云内的相态不稳定性，使用冷云催化剂增加冰晶数量，促使发生冰晶效应，使得水滴蒸发，冰晶增长，进而形成降水。因为碘化银具有云中自然冰核的性质，是目前公认最好的人工冰核，也是当前人工作业中应用广泛、成效明显的催化剂。碘化银焰剂一般是由固体氧化剂、高分子粘合剂、成核剂及各种盐类组成。碘化银系列的催化剂经过几十年的发展，其催化原理和制造技术已经相当成熟，目前的研究只是在配方的改善、新材料的研究应用和制备工艺方面进行改进，提高催化效率和适应各种产品的装配技术。如在碘化银催化剂中加入2％的丙酮溶液，启用钢瓶加压后从喷嘴高速喷出雾化，点火燃烧，再通过迎风坡的气流向上抬升将碘化银催化剂分散在云中进行人工增雨。而在用机载焰条进行播撒增雨时，目前国内主要使用的是BR-91-Y型固态碘化银配方。但在实际应用中，该配方存在吸湿变性的缺点，同时由于采用压装工艺，对于长径比较大的药柱，易产生分层、密度不均匀等现象，不利于药剂稳定燃烧。为了克服这些缺点，刘文生、周建中等人进行了配方和工艺改进，研制出了BY-07型焰剂(专利号：ZL200920141786.3)。该焰剂及生产方法克服了原有焰剂吸湿变性的缺点，能够满足大长径比装药，但为了保证药剂密度均匀一致，采用了真空浇注工艺技术并且固化温度高(150℃左右)，导致其生产工艺较为复杂，成本较高。陕西中天公司则采用液体橡胶作为高分子粘合剂，降低了焰剂的固化温度(70℃左右)，但仍然采用真空浇注技术或振动浇注等方法以消除药柱密度不均匀，或出现间隙、裂缝、气泡等缺陷，同样使得工艺复杂，自动化连续浇注、自动清洗等较难实现，增加了药剂成本和生产过程的安全性要求。

随着人工增雨作业技术的发展，适用于大长径比、异形焰剂装药，密度均匀一致，制造过程安全可靠，自动化大批量低成本生产的技术就显得更为迫切。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冷云催化剂，改善了药剂的防水、贮存性能和燃烧的稳定性，同时采用发泡膨胀技术消除药柱密度不均匀，避免出现间隙、裂缝等缺陷，工艺简单，易于实现自动化连续混合、连续浇注(或挤出)成型装药技术，实现自动清洗等，能够提高生产过程的安全性，降低药剂制造成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷云催化剂，其组分包括固体组分和液体组分，所述的固体组分和液体组分的质量比为(4～5)：1；所述的固体组分包括质量份数为25～35份的成核剂、50～70份的氧化剂和不大于10份的添加剂，其中成核剂为碘化银、碘化钾、碘化亚铜中的一种或任意几种的任意比例混合物，氧化剂为高氯酸的钠盐、钾盐或铵盐，添加剂为起催化作用的金属氧化物和起调节燃速作用的碳酸盐或草酸盐；所述的液体组分包括质量份数为60～80份的高分子聚合物、20～30份的聚合物单体、5～10份的固化剂和0.5～2份的发泡剂，其中高分子聚合物为端羟基聚丁二烯，聚合物单体为苯乙烯，固化剂为异氰酸酯类固化剂，发泡剂为去离子水。

本发明还提供上述冷云浇铸催化剂的制备方法，包括以下步骤：首先按上述配比将固体组分、液体组分分别计量并混合均匀，然后按固体组分和液体组分的质量比将固体组分和液体组分进行搅拌捏合，再使用浇注或挤出设备装入壳体并在70～85℃交联固化反应，得到冷云浇注催化剂。

本发明的有益效果是：工艺简单，采用高分子聚合物端羟基聚丁二烯(HTPB，也称作液体橡胶)、单体苯乙烯和活泼的异氰酸酯(TDI)类固化剂在70～85℃固化反应，降低了固化温度，常温条件下整个生产过程药剂呈软态或糊状，消除了一般生产过程容器壁粘附的药剂随时间的延长而固化产生摩擦燃爆的危险，同时采用药剂发泡技术，形成海绵状均匀密致的空穴，有效消除了其它工艺技术产生密度不均、出现间隙、裂缝等问题，确保药柱密度均匀，在1.20～1.42g/cm³之间调整密度，燃烧稳定。

附图说明

图1是本发明制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明提供一种人工影响天气的冷云浇注催化剂组成及其制备方法。本发明涉及的冷云浇铸催化剂由固体组分和液体组分组成，固体组分和液体组分的质量比典型值为(4～5):1，根据需求质量比可以做适当调整。固体组分由质量份数为25～35份的成核剂、50～70份的氧化剂、不大于10份的添加剂组成，其中成核剂可以是碘化银、碘化钾、碘化亚铜等中的一种或几种，氧化剂为高氯酸的钠盐、钾盐或铵盐，添加剂为起催化作用的金属氧化物，如氧化铜等、起调节燃速作用的碳酸盐或草酸盐；液体组分由质量份数为60～80份的高分子聚合物、20～30份的聚合物单体、5～10份的固化剂、0.5～2份的发泡剂组成，高分子聚合物为端羟基聚丁二烯(HTPB)，聚合物单体为苯乙烯，固化剂为异氰酸酯(TDI)类固化剂，本发明涉及的发泡剂为去离子水。本发明涉及的冷云浇铸催化剂的制备工艺为首先按配比将固体组分、液体组分分别计量并混合均匀，然后按固体组分和液体组分的质量比将固体组分和液体组分进行搅拌捏合，再使用浇注(或挤出)设备装入壳体并在70～85℃交联固化反应，得到冷云浇注催化剂。

本发明与现有技术对比：

(1)催化剂的防水、贮存安定性有明显提高；

(2)组分体系常温固化反应极慢，整个生产过程药剂均呈现软态，减少了摩擦作用，生产过程安全可靠；

(3)该组成体系能够适应浇注固化成型工艺，采用螺杆挤出成型等自动化连续混合、挤出成型装药技术，实现连续注装、批量生产、自动清洗焰剂成型的工艺技术；

(4)采用发泡技术使药剂自动膨胀固化，消除柱密度不均匀，或出现间隙、裂缝等缺陷。

实施例1

组成及含量：高氯酸铵61g；碘化银14g；碘化钾15g；端羟基聚丁二烯15g；苯乙烯3.5g；甲苯二异氰酸酯1.5g；去离子水0.2g。

使用时，先将固体组分和液体组分分别预混合，确保预混后外观色泽均一，再将固体组分和液体组分混合捏合浇铸成所需规格型号的药柱。

(1)原材料预处理

高氯酸铵：水分含量不大于0.1％；过100目筛，筛下物用于称量。

碘化银、碘化钾：过50目筛，筛下物用于称量。

(2)称量各组份并分别放置。

(3)将称量好的固体组份先折混，然后用50目筛过筛一遍，按此步骤反复操作不少于3次，确保预混后外观色泽均一。

(4)将各液体组分分别称量，然后先将端羟基聚丁二烯、苯乙烯、去离子水进行预混，最后加入甲苯二异氰酸酯混合均匀。

(5)将预混好的固体组分、液体组分进行混合，并将混合好的药剂分次压入纸壳。

(6)将装药的纸壳放入烘箱进行高温固化，固化温度为70℃，固化时间为8h，得到符合要求的冷云催化剂，药柱密度在1.26g/cm³。

实施例2

组成及含量：高氯酸铵56g；碘化银4g，碘化钾10g；碘化亚铜15g；端羟基聚丁二烯10g；苯乙烯3.5g；甲苯二异氰酸酯1.5g；去离子水0.2g。

(1)原材料预处理

碘化银、碘化钾、碘化亚铜：过50目筛，筛下物用于称量。

(2)称量各组份并分别放置。

(4)将各液体组分分别称量，然后先将端羟基聚丁二烯、苯乙烯、去离子水进行预混，最后加入甲苯二异氰酸酯进行混合均匀。

(6)将装药的纸壳放入烘箱进行高温固化，固化温度为70℃，固化时间为6h，得到符合要求的冷云催化剂，药柱密度1.3g/cm³。

实施例3

组成及含量：高氯酸铵2940g；碘化银120g，碘化钾780g；碘化亚铜800g；端羟基聚丁二烯600g；苯乙烯210g；甲苯二异氰酸酯90g；草酸铵240g，氧化铜120g，去离子水12g。

(1)原材料预处理

碘化银、碘化钾、碘化亚铜、氧化铜：过50目筛，筛下物用于称量。

(2)称量各组份并分别放置。

(3)先将苯乙烯、去离子水加入端羟基聚丁二烯进行混合，然后加入甲苯二异氰酸酯进行预混形成液体组分。

(4)先将高氯酸铵加入捏合机，再将其它固体组分倒在高氯酸铵之中进行搅拌预混。预混5—10min后将液体组分加入进行捏合。

(5)捏合30min后使用喂料机、挤条机，加工成需要的规格和形状。

(6)将模具成型的焰条置于烘箱进行高温交联固化反应，温度为85℃，时间为8h，得到符合要求的冷云催化剂，药柱密度1.33g/cm³。

Claims

1.一种冷云浇注催化剂，其特征在于：组分包括固体组分和液体组分，所述的固体组分和液体组分的质量比为(4～5)：1；所述的固体组分包括质量份数为25～35份的成核剂、50～70份的氧化剂和不大于10份的添加剂，其中成核剂为碘化银、碘化钾、碘化亚铜中的一种或任意几种的任意比例混合物，氧化剂为高氯酸的钠盐、钾盐或铵盐，添加剂为起催化作用的金属氧化物和起调节燃速作用的碳酸盐或草酸盐；所述的液体组分包括质量份数为60～80份的高分子聚合物、20～30份的聚合物单体、5～10份的固化剂和0.5～2份的发泡剂，其中高分子聚合物为端羟基聚丁二烯，聚合物单体为苯乙烯，固化剂为异氰酸酯类固化剂，发泡剂为去离子水。

2.一种权利要求1所述冷云浇注催化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：首先按上述配比将固体组分、液体组分分别计量并混合均匀，然后按固体组分和液体组分的质量比将固体组分和液体组分进行搅拌捏合，再使用浇注或挤出设备装入壳体并在70～85℃交联固化反应，得到冷云浇注催化剂。