CN109956843A - 一种无烟发射药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无烟发射药及其制备方法，发射药由以下原料质量配重量份比组成：硝化纤维素20‑98份、高氯酸铵0‑80份、二茂铁0.5‑10份、聚乙烯醇缩丁醛0.5‑5份，硝化纤维素含氮量为11%‑12.5%；制备方法包括：1、将硝化纤维素、高氯酸铵和聚乙烯醇缩丁醛筛和均匀；将二茂铁溶于乙醇、二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂；将筛和好的原料混合物溶于配制好的溶液中，用鼓式造粒机或晒网法造粒，制成1‑2mm微粒，常温晒干即成。起催化作用的二茂铁在燃烧时能够有效吸收氧化剂高氯酸铵产生的氯化氢气体，从而大大降低了以高氯酸铵为氧化剂的无烟发射药的刺激性气味，同时降低了无烟发射药的压力指数，因此安全性好，燃烧产物洁净，提高了焰火观赏效果和安全性以及环保要求。
Description
技术领域
本发明用于烟花发射药，属于烟花鞭炮制造领域，更具体地涉及一种无烟发射药及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，发射药在烟花、礼花上必不可少，日常生活及庆典活动中得到广泛的应用，现有的发射药大多为黑火药，其主要成份为硝酸钾、硫磺、杉木粉等，其采用传统的制造方法，使用历史有几百年，主要工作原理是通过导火索点燃黑火药后产生上升动力将烟花药筒推向空中。总体应用效果较好，但仍存在着易受潮、安全性能较低、容易造成环境污染（其烟雾较大)等缺点。此外，这类黑火药着火点较低(398℃)、含硫磺、摩擦感度、撞击感度和吸湿率较高。
除了上述黑火药型发射药，现有的无硫发射药由高氯酸钾、木炭、对苯二甲酸氢钾及树脂组成，这种无硫发射药由于发展历史不长，技术成熟度还不高和产业规模还较小，产生烟雾量与黑火药差不多，因此有必要进一步研发一种安全、环保、火药性能良好的无烟发射药。
经对现有技术的检索发现，中国发明专利申请201410298658.5(公开日2014年9月24日)公开了一种无硫环安剂发射药，由下述重量份数比的组分组成：氧化剂70份，可燃剂34份，粘合剂6份，安定剂2份，防老剂2份，催化剂1份，消烟剂2份，按一般方法混合均匀，其中氧化剂采用高氯酸钾、高氯酸胺、硝酸钡的混合物；可燃剂采用对苯二甲酸氢钾、邻苯二甲酸氢钾、硝化纤维素、精对苯二甲酸、麻杆碳粉的混合物；安定剂采用硬脂酸钙；防老剂采用苯二甲酸钙；催化剂采用氧化铜；消烟剂采用氢氧化铝；粘合剂选用酚醛树脂、强胶粉、糯米粉、聚乙烯醇中的一种或多种的任意比例混合物。其做功能力强；安全性能指标优异；有优良的储存稳定性；环保性能有所提高。但发射药烟量仍然较大，配方复杂，燃烧产物废气物多。
而在中国发明专利申请201510674279 .6(公开日2016年2月17日)公开了一种包衣无击发药射钉弹药片配方及其制备方法，其配方组份及重量百分含量为：硝化纤维素89.80％～99.78％，安定剂0.20％～0.75％，粘结剂0.01％～0.45％，包衣材料0.01％～3.0％ ,溶剂≤1.0％，水分≤5.0％；以含水硝化纤维素为基料，通过在胶化捏合机中加入含水硝化纤维素、溶剂、安定剂、粘结剂，混合一定时间后完成胶化；然后压制为颗粒状，再将其一次烘干后采用压片机成型为药片，最后将成型药片加入包覆锅中进行包衣材料包衣，将其二次烘干后，制得的钉弹药片防潮性能优良，解决了现有技术烘干效率低、能耗高，粉尘大、极易燃烧爆炸、工艺安全度差等问题。但制造工艺复杂，经济性较差，同时由于硝化纤维素组分比例在90%以上，其燃烧压力指数较大，发射稳定性较差，不适合礼花和组合烟花的装药。
基于此，有必要提供一种安全环保发射药物组合物，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的提出一种适用于礼花和组合烟花的新型无烟发射药剂，该新型无烟发射药剂配制组份简单，生产制作简便，同时燃放时产生烟雾小，残留物少。
为达到上述目的，本发明可以通过以下技术解决方案来实现：
一种无烟发射药，所述发射药由以下重量份的原料组成：
硝化纤维素20-98份、二茂铁0.5-10份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-5份。
除上述原料组份外还可以包含高氯酸铵0-80份。
所述的硝化纤维素的含氮量为11%-12.5%。
一种无烟发射药的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）配方备料：将硝化纤维素、高氯酸铵和聚乙烯醇缩丁醛筛和均匀；
（2）配制溶剂：将二茂铁溶于乙醇或二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂，溶质量为5%质量分数，或根据实际需要配比；
（3）造粒：将步骤1中配制好的原料与步骤2中配制好的溶剂，采用烟花用鼓式造粒机将上述配制好的原料与溶剂按重量份100份：30份的比例造粒，制成1-2mm微粒，或按重量份100份:30份，采用筛网法造粒，将筛和好的原料混合物溶于配制好的溶液后过8目筛，制成1-2mm微粒，常温晒干即成无烟发射药。
一种无烟发射药剂，采用含氮量为11%-12.5份的硝化纤维素为主要原料，加入适量组份的高氯酸铵和二茂铁混合，以聚乙烯醇缩丁醛为粘合剂制成微粒状新型无烟发射药。
无烟发射药剂成分及作用如下：
| 原料 | 作用 | 重量份 |
| 硝化纤维素（含氮量11%-12.5%） | 可燃物 | 20～98份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 0-80份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 0.5-10份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 0.5-5份 |
制作方法为先将硝化纤维素、高氯酸铵和聚乙烯醇缩丁醛按比例筛和均匀，并将二茂铁溶于乙醇、二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂（任意配比，根据实际需要配制），用上述溶剂采用鼓式造粒机或晒网法造粒。
本发明的技术方案中，所述微粒状新型无烟发射药剂的规格为1-2 .0mm。
本发明是对现有技术的改进与创新，相比现有技术具有的优点和有益效果是：
1、本发明的无烟发射药的主原料主材不再是黑火药，而是民用低氮量硝化纤维素，其材料易购，降低了生产成本，增强了其药物的安定性和安全性，燃烧比较完全，燃烧产物洁净，烟雾极少，提高了焰火燃放的观赏效果和安全性以及环保要求。
2、由于采用本发明的技术方案，配方中起催化作用的二茂铁在燃烧时能够有效吸收氧化剂高氯酸铵产生的氯化氢气体，从而大大降低了以高氯酸铵为氧化剂的无烟发射药的刺激性气味，同时降低了无烟发射药的压力指数，燃放效果和稳定性进一步提高。
具体实施方式
为帮助本领域技术人员更好地理解本发明的内容，例举如下实施例来进行说明。
实施例1：
根据如下材料配方称取药物原料，先将硝化纤维、高氯酸铵和聚乙烯缩丁醛混合过筛
均匀，并将二茂铁溶于无水乙醇和二氯甲烷1:1混合溶剂中，溶质量为5%质量分数，用鼓式
造粒机制成1-2mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射药：
| 原料 | 作用 | 重量份 |
| 硝化纤维素（含氮量11.9%） | 可燃物 | 50份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 45份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 3份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 2份 |
实施例2：
根据如下材料配方称取药物，先将硝化纤维、高氯酸铵和聚乙烯缩丁醛混合过筛均匀，
并将二茂铁溶于二氯甲烷中，溶质量为5%质量分数，将上述筛和好的混合物溶于配制好的
溶液中，过8目筛制成1-2mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射药：
| 原料 | 作用 | 重量份 |
| 硝化纤维素（含氮量11.9%） | 可燃物 | 40份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 55份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 3份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 2份 |
实施例3：
根据如下材料配方称取药物，先将硝化纤维、高氯酸铵和聚乙烯缩丁醛混合过筛均匀，
并将二茂铁溶于无水乙醇中，溶质量为5%质量分数，将上述筛和好的混合物溶于配制好的
溶液中，过8目筛制成1mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射药：
| 原料 | 作用 | 质量配比 |
| 硝化纤维素（含氮量11%） | 可燃物 | 20份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 79份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 0.5份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 0.5份 |
实施例4：
根据如下材料配方称取药物，先将硝化纤维、高氯酸铵和聚乙烯缩丁醛混合过筛均匀，
并将二茂铁溶于二氯甲烷中，溶质量为5%质量分数，将上述筛和好的混合物溶于配制好的
溶液中，过8目筛制成2mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射药：
| 原料 | 作用 | 质量配比 |
| 硝化纤维素（含氮量12.5%） | 可燃物 | 98份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 1份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 0.5份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 0.5份 |
实施例5：
根据如下材料配方称取药物，先将硝化纤维、高氯酸铵和聚乙烯缩丁醛混合物过筛均
匀，并将二茂铁溶于无水乙醇和二氯甲烷1:1混合溶剂中，溶质量为5%质量分数，将上述筛
和好的混合物溶于配制好的溶液中，过8目筛制成1.5mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射
药：
| 原料 | 作用 | 质量配比 |
| 硝化纤维素（含氮量12.5%） | 可燃物 | 45份 |
| 高氯酸铵 | 氧化剂 | 40份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 10份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 5份 |
实施例6：
根据如下材料配方称取药物，先将硝化纤维和聚乙烯缩丁醛混合过筛均匀，并将二茂
铁溶于二氯甲烷中，溶质量为5%质量分数，将上述筛和好的混合物溶于配制好的溶液中，过
8目筛制成1.5mm微粒，常温晾干即成所述无烟发射药：
| 原料 | 作用 | 质量配比 |
| 硝化纤维素（含氮量12.5%） | 可燃物 | 92份 |
| 二茂铁 | 燃速催化剂 | 5份 |
| 聚乙烯醇缩丁醛 | 粘合剂 | 3份 |
实施例7：
一种无烟发射药的制备方法，为制造实施例1、2、3、4、5中所述的无烟发射药，包括以下步骤：
（1）配方配料：将硝化纤维素、高氯酸铵和聚乙烯醇缩丁醛按上述重量份配比后筛和均匀；
（2）制备溶剂：将二茂铁溶于乙醇或二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂，溶质量为5%质量分数；
（3）造粒：将步骤1中配制好的原料与步骤2中配制好的溶剂，采用烟花用鼓式造粒机将上述配制好的原料与溶剂按重量份100份：30份的比例造粒，制成1-2mm微粒，或按重量份100份:30份，采用筛网法造粒，将筛和好的原料混合物溶于配制好的溶液后过8目筛，制成1-2mm微粒，常温晒干即成无烟发射药。
实施例8：
一种无烟发射药的制备方法，为制造实施例6中所述的无烟发射药，包括以下步骤：
（1）配方配料：将硝化纤维素和聚乙烯醇缩丁醛按重量份配比为92份:3份后筛和均匀；
（2）制备溶剂：将重量份为5份的二茂铁溶于乙醇、二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂，溶质量为5%质量分数；
（3）将步骤1中配制好的原料与步骤2中配制好的混合溶剂，采用烟花用鼓式造粒机将上述配制好的原料与溶剂按重量份100份：30份的比例造粒，制成1-2mm微粒，或按重量份100份:30份，采用筛网法造粒，将筛和好的原料混合物溶于配制好的溶液后过8目筛，制成1-2mm微粒，常温晒干即成无烟发射药。
Claims (4)
1.一种无烟发射药，其特征在于：所述发射药由以下重量份的原料组成：硝化纤维素20-98份、二茂铁0.5-10份、聚乙烯醇缩丁醛0.5-5份。
2.根据权利要求1所述的一种无烟发射药，其特征在于：还包括高氯酸铵，按重量份数计，高氯酸铵的重量份数不大于80份。
3.根据权利要求1或2所述的一种无烟发射药，其特征在于：所述的硝化纤维素的含氮量为11%-12.5%。
4.一种无烟发射药的制备方法，其特征在于：为制造权利要求1或2中所述的无烟发射药，包括以下步骤：
（1）配方配料：将硝化纤维素、高氯酸铵和聚乙烯醇缩丁醛筛和均匀；或将硝化纤维素和聚乙烯醇缩丁醛筛和均匀；
（2）制备溶剂：将二茂铁溶于乙醇或二氯甲烷或乙醇与二氯甲烷的混合溶剂，溶质量为5%质量分数；
（3）造粒：将步骤1中配制好的原料与步骤2中配制好的溶剂，采用烟花用鼓式造粒机将上述配制好的原料与溶剂按重量份100份：30份的比例造粒，制成1-2mm微粒，或按重量份100份:30份，采用筛网法造粒，将步骤1筛和好的原料混合物溶于步骤2中配制好的溶剂后过8目筛，制成1-2mm微粒，常温晒干即成无烟发射药。
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