CN110343023B - 一种电点火管用点火药及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电点火管用点火药及其制造方法，点火药，包括：第一道蘸药药剂和第二道蘸药药剂，第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B‑斯蒂酚酸铅10‑30％，氧化剂33‑45％，还原剂33‑45％，粘合剂3‑8％；第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅10‑30％，氧化剂33‑45％，还原剂33‑45％，粘合剂3‑8％；本发明通过在混合点火药中加入单质点火药，通过改变点火药粒度及混合比例，使得点火药既具有单质点火药的爆轰功能，又具有混合点火药延期功能，扩大点火药的应用领域。

Description

一种电点火管用点火药及其制造方法

技术领域

本发明涉及电火工品领域，特别是一种电点火管用点火药。

背景技术

现阶段，国内外电火工品发展迅速，已逐渐取代机械式电火工品，电点火管广泛应用于海底声纳、雷雨探测器等军用与民用领域。

火工药剂是火工品专用的特种含能材料。它的作用是接受火工品换能元件给出的微弱刺激能量，发生快速化学反应，释放燃烧、爆燃或爆炸能量，使火工品实现点火、传火、起爆、传爆、延期、作功以及烟火效应。火工药剂是火工品的关键技术和基础，直接影响到火工品的安全性、可靠性和效能。常用的点火药按组成分为单质点火药和混合点火药两类。单质点火药大多是有机化合物或弱起爆药。混合点火药主要由氧化剂、可燃剂和黏合剂等组分经混合、造粒等工艺制成。点火药要有适当的猛度。常用的点火药有单质点火药(斯蒂芬酸铅)LTNR(B-LTNR)、Pb(N3)2等；混合点火药有B/KNO3、Ti/kClO4、黑火药等。单质点火药具有爆轰功能；混合点火药是性能良好的高能点火药，具有热值高、点火能力强以及安全钝感等特点。

市场需要一种点火药具有单质点火药的爆轰功能，又具有混合点火药延期功能，能够扩大点火药的应用领域，本发明解决这样的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电点火管用点火药及其制造方法，通过在混合点火药中加入单质点火药，通过改变点火药粒度及混合比例，使得点火药既具有单质点火药的爆轰功能，又具有混合点火药延期功能，扩大点火药的应用领域。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电点火管用点火药，包括：第一道蘸药药剂和第二道蘸药药剂，第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％。

前述的一种电点火管用点火药，B-斯蒂酚酸铅的粒度为258-284μm。

前述的一种电点火管用点火药，还原剂、氧化剂破碎后的粒径为50-75μm。

前述的一种电点火管用点火药，斯蒂酚酸铅的粒度为335-369μm，斯蒂酚酸铅经过球磨细化处理后粒径为2-50μm。

前述的一种电点火管用点火药，第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅20％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％。

前述的一种电点火管用点火药，第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％。

前述的一种电点火管用点火药，氧化剂包括：氯酸钾，高氯酸钾，铬酸铅。

前述的一种电点火管用点火药，氧化剂、还原剂需要经过200目筛进行筛选。

前述的一种电点火管用点火药，还原剂包括：硫氰酸铅。

一种电点火管用点火药的制造方法，包括如下过程：

按照如下配方准备材料；

第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；

第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；

将氧化剂和还原剂破碎；

将B-斯蒂酚酸铅、破碎后的氧化剂、还原剂和粘合剂混合后造粒，得到第一道蘸药药剂；

将斯蒂酚酸铅经过球磨细化处理；

将氧化剂和还原剂破碎；

将处理后的斯蒂酚酸铅、氧化剂、还原剂和粘合剂混合后造粒，得到第二道蘸药药剂；

用第一道蘸药药剂包覆桥丝得到第一道蘸药层；

再用第二道蘸药药剂在第一道蘸药层外进行蘸药，得到点火头。

本发明的有益之处在于：

本发明采用的B-斯蒂酚酸铅的粒度适中，太粗影响感度可靠性且工艺可操作性差，太细球磨细化处理困难，采用的斯蒂酚酸铅经过球磨处理后粒径为2-50μm；经过优化实验选取氧化剂、还原剂经破碎过筛粒径为50-75μm最优。

混合点火药的起爆药与延期药的配比经过优化实验，选用含20％B-LTNR混合药剂作为点火管第一道蘸药药剂,发火感度、安全电流合适；选用含30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药药剂，猛度适当，混合点火药取代单质起爆药提高了产品的安全性。

选用含30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药药剂还具有短延期性能，用于点火管中时间适合。

附图说明

图1是本发明制造过程的流程图；

图2是本发明实验的设备示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种电点火管用点火药，包括：第一道蘸药药剂和第二道蘸药药剂，第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂35-45％，还原剂35-45％，粘合剂3-8％。

斯蒂酚酸铅335-369μm、B-斯蒂酚酸铅的粒度为258-284μm，还原剂、氧化剂破碎后的粒径为50-75μm，斯蒂酚酸铅经过球磨细化处理后粒径为2-50μm。

作为一种优选，第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅20％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％。

作为一种实施例，氧化剂包括：氯酸钾，高氯酸钾，铬酸铅等；还原剂包括：硫氰酸铅等；粘合剂包括：硝化棉，硝基软片、赛璐珞或聚乙烯醇等，溶剂为乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯等。作为一种优选，氧化剂、还原剂需要经过200目筛进行筛选。

如图1所示的制造过程：

按照如下配方准备材料；

第一道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；

第二道蘸药药剂的配方按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅10-30％，氧化剂33-45％，还原剂33-45％，粘合剂3-8％；

将氧化剂和还原剂破碎；作为一种优选，经过破碎后的粒径为50-75μm；

将B-斯蒂酚酸铅、破碎后的氧化剂、破碎后的还原剂和粘合剂混合后造粒，得到第一道蘸药药剂；

将斯蒂酚酸铅经过球磨细化处理；作为一种优选，球磨细化后斯蒂酚酸铅的粒径为2-50μm；

将氧化剂和还原剂破碎；作为一种优选，经过破碎后的粒径为50-75μm；

将处理后的斯蒂酚酸铅、氧化剂、还原剂以及粘合剂混合后造粒，得到第二道蘸药药剂；

用第一道蘸药药剂包覆桥丝得到第一道蘸药层；

再用第二道蘸药药剂在第一道蘸药层外进行蘸药，得到点火头。

△以下进行优化实验：

1.1原材料制备

本试验所用单质点火药选用工厂自制斯蒂芬酸铅LTNR粒度为335-369μm，球磨细化处理后粒径为2-50μm；B-LTNR粒度为258-284μm，硫氰酸铅、高氯酸钾破碎后粒径为50-75μm。

氧化剂选用高氯酸钾；

还原剂选用硫氰酸铅；

粘合剂选用乙酸丁酯和硝基软片的混合物。

1.2试验方法

用导线将电源正负端引出连接至电容储能发火控制盒后端电源输入端口，将电容储能发火控制盒发火输出端和水银开关有效连接，将水银开关负载端口连接至抗爆箱内。将50μF电容连接在水银开关的指定位置。产品点燃工装置于抗爆箱内；实验设备如图2所示。

实验一，粒度对点火药的影响实验；

按上述试验方法进行50％发火点试验，试验结果见表1。

表1 50％发火点试验结果

注：μ_0.5为50％发火点，σ为标准偏差。

由表1可见未经细化的LTNR50％发火点数值偏高，标准偏差大，细化后的LTNR50％发火点数值低，发火感度比未细化的好，标准偏差比未细化的小；B-LTNR(细化)比未细化的感度有所提高度，但标准偏差更大，分析原因为，球磨细化处理的药剂，烘干后结块需再次经研磨颗粒均匀性反而比B-LTNR差。综合技术要求、蘸药工艺可行性及经济成本等，包覆桥丝所用药剂优先选用3号的B-LTNR进行混合，B-LTNR无需进行细化，LTNR需要进行细化。

实验二，点火药含量的影响；

选定B-LTNR为混合药剂后，氧化剂选用高氯酸钾，还原剂选用硫氰酸铅。由于高氯酸钾、硫氰酸铅颗粒粗易结块，因此需要先将高氯酸钾、硫氰酸铅破碎处理为粒度75μm。

B-LTNR含量不同，同一规格的桥丝，点火感度及蘸药工艺可行性见表2；

序号1配方为B-LTNR 100％；序号2的配方为10％B-LTNR，42％高氯酸钾，42％硫氰酸铅，6％硝化棉胶；序号3的配方为20％B-LTNR，38％高氯酸钾，38％硫氰酸铅，4％硝化棉胶；序号4的配方为30％B-LTNR，33％高氯酸钾，33％硫氰酸铅，4％硝化棉胶。

表2 点火感度及蘸药工艺可行性

注：发火感度试验条件为8v，50μF电容；发火电流(工艺要求安全电流为50mA)试验设备为恒流电源。

由表2可见，1号与4号蘸药工艺不可行且1号安全裕度不大(工艺要求安全电流为50mA)，由表中可以看出2号与3号发火可靠性一致，但经试验，含10％B-LTNR混合药发火电压为6.0V(工艺要求发火电压为8V)，含20％B-LTNR混合药发火电压为5.6V，3号发火裕度比2号发火裕度大，因此选用含20％B-LTNR混合药作为点火管第一道蘸药药剂。

实验三，点火药的爆轰功能实验；

由于点火药是由起爆药及一般点火药混制而成，因此具有一般起爆药的爆轰功能，能可靠点燃下一级火焰雷管(点燃火焰雷管能力主要由第二道药剂实现)；为了增加药剂的点燃能力，起爆药含量必须足量，但又不能太大，破坏试验通道，炸坏配套厂家的配套产品。

点火药的含量配比如下所示：

序号1配方为20％B-LTNR，38％高氯酸钾，38％硫氰酸铅，4％硝化棉胶；序号2的配方为30％B-LTNR，33％高氯酸钾，33％硫氰酸铅，4％硝化棉胶；序号3的配方为20％LTNR，38％高氯酸钾，38％硫氰酸铅，4％硝化棉胶；序号4的配方为30％LTNR，33％高氯酸钾，33％硫氰酸铅，4％硝化棉胶。

实验结果见表3。

表3 点火药的配比及点燃能力

由表3可以看出，含30％LTNR混合药点燃能力最好，且经配套厂家试验适用配套试验，而且40％LTNR混合药对蘸第二道工艺不可行，因此选用30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药工艺。

实验四，点火药的短延期性能实验；

由于单质起爆药几乎为瞬发药剂，而点火药由富氧含量的高氯酸钾及还原剂硫氰酸铅组成，因此又具有短延期的性能。

序号1配方为100％LTNR；序号2的配方为20％LTNR，38％高氯酸钾，38％硫氰酸铅，4％赛璐珞胶；序号3的配方为30％LTNR，33％高氯酸钾，33％硫氰酸铅，4％赛璐珞胶。

延期时间试验数据见表4。

表4 延期时间试验数据

序号	名称	数量/发	测时/ms	备注
					1	LTNR	50	0.01-0.05
2	含20％LTNR混合药	50	2.5-5
					3	含30％LTNR混合药	50	0.5-2.5

以上试验数据由工厂示波器测得，有测时误差存在。

LTNR(B-LTNR)主要缺点是静电感度大，容易产生静电积聚，造成静电火花放电而发生爆炸事故。掺了高氯酸钾、硫氰酸铅后大大降低了静电感度，经震动、锤击、12m跌落、振动等试验，试验过程安全，提高了生产、试验、贮存及运输的安全性。

综合以上实验可知：

混合点火药的粒度应适中，太粗影响感度可靠性且工艺可操作性差，太细球磨细化处理困难，B-LTNR无需进行细化，LTNR需要进行细化；且需要将高氯酸钾、硫氰酸铅破碎过筛得到粒径为50-75μm最为合适。

混合点火药的起爆药与延期药的配比应合适，不同药剂的发火感度、安全电流、点燃能力不同，选用含20％B-LTNR混合药剂作为点火管第一道蘸药药剂,发火感度、安全电流合适；选用含30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药药剂，猛度适当，混合点火药取代单质起爆药提高了产品的安全性。

单质起爆药为瞬发药剂，含30％LTNR混合药剂具有短延期性能，用于点火管中时间适合。

本发明提供一种电点火管用点火药及其制造方法，通过在混合点火药中加入单质点火药，将氧化剂、还原剂经破碎过筛粒径为50-75μm；选用含20％B-LTNR混合药剂作为点火管第一道蘸药药剂,发火感度、安全电流合适；选用含30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药药剂，猛度适当，混合点火药取代单质起爆药提高了产品的安全性；选用含30％LTNR混合药为点火管的第二道蘸药药剂还具有短延期性能，用于点火管中时间适合；这样的配合使得点火药既具有单质点火药的爆轰功能，又具有混合点火药延期功能，扩大点火药的应用领域。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电点火管用点火药，包括：第一道蘸药药剂和第二道蘸药药剂，其特征在于，所述第一道蘸药药剂按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅20%，氧化剂 33-45%，还原剂 33-45%，粘合剂 3-8%；所述第二道蘸药药剂按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅30%，氧化剂 33-45%，还原剂 33-45%，粘合剂 3-8%；所述B-斯蒂酚酸铅的粒度为258-284μm；所述斯蒂芬酸铅经过球磨细化处理，粒径由335-369μm细化处理为2-50μm；所述氧化剂为：氯酸钾、高氯酸钾或铬酸铅；所述还原剂为：硫氰酸铅。

2.根据权利要求1所述的一种电点火管用点火药，其特征在于，所述还原剂、氧化剂经过破碎处理且破碎后的粒径为50-75μm。

3.根据权利要求1所述的一种电点火管用点火药，其特征在于，所述氧化剂、还原剂需要经过200目筛进行筛选。

4.一种电点火管用点火药的制造方法，其特征在于，包括如下过程：

按照如下准备材料；

第一道蘸药药剂按照质量百分数包括：B-斯蒂酚酸铅20%，氧化剂 33-45%，还原剂 33-45%，粘合剂 3-8%；

第二道蘸药药剂按照质量百分数包括：斯蒂酚酸铅30%，氧化剂 33-45%，还原剂 33-45%，粘合剂 3-8%；

所述氧化剂为：氯酸钾、高氯酸钾或铬酸铅；所述还原剂为：硫氰酸铅；

将氧化剂和还原剂破碎；

将B-斯蒂酚酸铅、破碎后的氧化剂、破碎后的还原剂和粘合剂混合后造粒，得到第一道蘸药药剂；

将B-斯蒂酚酸铅经过球磨细化处理；所述B-斯蒂酚酸铅的粒度为258-284μm；所述斯蒂芬酸铅经过球磨细化处理，粒径由335-369μm细化处理为2-50μm；

将氧化剂和还原剂破碎；

将处理后的斯蒂酚酸铅、破碎后的氧化剂、破碎后的还原剂和粘合剂混合后造粒，得到第二道蘸药药剂；

用第一道蘸药药剂包覆桥丝得到第一道蘸药层；

再用第二道蘸药药剂在第一道蘸药层外进行蘸药，得到点火头。

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