CN111004072A - 一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。组分包括：硝化竹纤维素、硝基胍、二羟基乙二肟、二甲基二苯脲、三聚氰氨、2,4‑二氨基‑6‑苯基‑1,3,5‑三嗪、三水磷酸氢二钾、柠檬酸、改性硅藻土、苯甲酸钠、没食子酸内脂、正硅酸甲酯和γ‑环糊精。本发明提供的一种多功能型无烟无硫防潮剂，具有防潮、防腐、防霉、抗氧化的优点，并且无烟无硫，绿色环保。且制备工艺简单，实验设备简便，反应条件易控制，成本较低，适合大规模生产，可实现产业化。

Description

一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。

背景技术

烟花“始于唐，盛于宋”，源远流长，至今已有1300余年的悠久历史。花炮与中国古老的民俗一度结下不解之缘，每逢民间传统节日，或各种庆典晚会，人们便争放鞭炮烟花以示喜庆，烟花的结构新颖，装潢美观，燃放时绚丽多彩，能给人以清新舒畅，欢快旷达的感受。

随着人们生活水平的不断提高，烟花的需求量日益增加。在我国每到重大节假日，很多地方就会用烟花来庆祝，放烟花最怕的就是出现哑弹，出现这种情况的原因有很多，其中受潮是主要原因，因为一旦烟花受潮，就会导致黑火药中的木炭和硝酸钾稀释增大，造成点火困难，燃速减慢；点火部件失效、瞎火等。还会使发射药吸入过多水分，从而导致发射药弹道性能不合格。

因此，改善烟花存放过程中的防潮问题，最有效的方法就是添加防潮剂。目前市场上一般烟花用防潮剂，不论是如丙酮、甲醇、松油等的非含能防潮剂，还是像硝化棉、双基管等这类能量较高的防潮剂，均存在性能单一的问题，越来越难满足实际应用的需求。

目前有关防潮剂的研究报道很多，防潮剂的种类也很多样。专利CN107998846A公开了一种有干燥功能的防霉防潮剂，该防潮剂具有良好的普适性和防霉效果。专利CN108184916A公开了一种多用途防霉防潮剂，该防潮剂具有抑霉菌、剂量低、杀菌持续时间长等优点。专利CN105951509A公开了一种纸板抗菌防潮剂，该防潮剂具有较好的防潮、抗菌、防蛀性能，并且使用安全、对环境无污染。当前防潮剂的报道主要集中在防霉抑菌、高效、环保方面，功能较单一，多功能集成防潮剂更能满足多领域、多用途的需求，但却没有报道。

功能集成是当今社会生产的热点话题，加强花炮用防潮剂集成性能的改进研究，开发出一种多功能型无烟无硫防潮剂，对于改善烟花在生产过程中的安全性，贮存期间的稳定性，燃放时的环保性以及烟花贮存时间的长久性等都具有重要的研究意义。多功能型无烟无硫防潮剂更能适应现今社会日益严苛的生产需求，因此，加强对功能集成防潮剂的研制具有广阔的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明是为了解决现有含硫含锑爆竹防潮剂存在生物毒害，对环境不有好的问题，提供一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法。该防潮剂为白色微粉末，具有防潮、防腐、防霉、抗氧化的优点，并且无烟无硫，绿色环保。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多功能型无烟无硫防潮剂，其各组分所占质量百分比如下：

组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；

一种多功能型无烟无硫防潮剂及其制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将硝化竹纤维素、硝基胍和二羟基乙二肟均匀混合，得到混合硝化剂。按(0.01～0.1)：(0.1～1.5)：(9.8～10.8)的质量比将混合硝化剂分成Ⅰ组、II组、Ⅲ组；将Ⅰ组混合硝化剂加入到丙酮中，搅拌至溶解，得到浓度为0.1～1％的混合硝化剂溶液后，加入没食子酸内脂，继续搅拌至溶解，得到溶液Ⅰ，转移至喷枪中；

步骤二、将γ-环糊精溶于丙酮中，得到浓度为0.5～5％的γ-环糊精溶液，转移至喷枪中；

步骤三、将步骤一所得II组混合硝化剂加入到丙酮中，搅拌至混合硝化剂完全溶胀后，得到浓度为2～10％的混合硝化剂溶胶，继续在搅拌状态下先后加入二甲基二苯脲、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、苯甲酸钠和正硅酸甲酯，搅拌均匀，得到溶胶II；

步骤四、将步骤一所得Ⅲ组混合硝化剂与三聚氰氨、三水磷酸氢二钾、柠檬酸和改性硅藻土均匀混合，在搅拌状态下加入到步骤三所得的溶胶II中，搅拌至均匀混合后，添加适量丙酮进行揉捏，直至揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；

步骤四中所述改性硅藻土的制备方法为：按质量比1：(10～50)将硅藻土加入到甲基苯基硅油浓度为0.1～2％的丙酮溶液中，30～40℃下超声1～6小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于80～105℃干燥8小时后，得改性硅藻土；

步骤四中所述软硬适中的判断方法为：将胶团状物挤压通过20目铜筛后，成连续细条状且相互之间不粘连；

步骤五、将步骤四所得软硬适中的均匀胶团状物用40目铜筛进行造粒，在通风橱中晾至半干后，转移至40～60℃的鼓风烘箱中干燥12小时后，进行轻压破碎，过80目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过40目铜筛，取40目铜筛的筛余物，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ；

步骤六、在鼓风干燥环境中，保持搅拌状态，将步骤二所得γ-环糊精溶液持续喷雾于步骤五所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ表面，喷完后继续搅拌20～60分钟后，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II；将步骤一所得溶液Ⅰ持续喷雾于所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II表面，喷完后继续搅拌20～40分钟后取出，即得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂。

有益效果

1、本发明提供的一种多功能型无烟无硫防潮剂，具有防潮、防腐、防霉、抗氧化的优点，并且无烟无硫，绿色环保。

2、本发明提供的一种多功能型无烟无硫防潮剂，制备工艺简单，实验设备简便，反应条件易控制，成本较低。

3、本发明提供的一种多功能型无烟无硫防潮剂适合大规模生产，可实现产业化。

具体实施方案

下面通过实施例对本发明作进一步说明

实施例1：

一种多功能型无烟无硫防潮剂，具体步骤如下：

组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；

一种多功能型无烟无硫防潮剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按质量比1：20将5g硅藻土加入到100g甲基苯基硅油浓度为0.5％的丙酮溶液中，40℃下超声4小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于105℃干燥8小时后，得改性硅藻土；

步骤二、按配方比例称量36g硝化竹纤维素、11g硝基胍、0.5g二羟基乙二肟、0.25g二甲基二苯脲、0.25g三聚氰氨、0.25g 2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、0.25g三水磷酸氢二钾、0.25g柠檬酸、0.25g改性硅藻土、0.25g苯甲酸钠、0.25g没食子酸内脂、0.25g正硅酸甲酯和0.25gγ-环糊精；

步骤三：将硝化竹纤维素、硝基胍和二羟基乙二肟均匀混合，得到混合硝化剂。按0.05：0.15：10的质量比将混合硝化剂分成Ⅰ组、II组、Ⅲ组；将0.23gⅠ组混合硝化剂加入到28.9mL丙酮中，搅拌至溶解，得到浓度为1％的混合硝化剂溶液后，加入没食子酸内脂，继续搅拌至溶解，得到溶液Ⅰ，转移至喷枪中；

步骤四、将γ-环糊精溶于31.41mL丙酮中，得到浓度为1％的γ-环糊精溶液，转移至喷枪中；

步骤五、将步骤三所得0.7gII组混合硝化剂加入到40mL丙酮中，搅拌至混合硝化剂完全溶胀后，得到浓度为2.17％的混合硝化剂溶胶，继续在搅拌状态下先后加入二甲基二苯脲、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、苯甲酸钠和正硅酸甲酯，搅拌均匀，得到溶胶II；

步骤六、将步骤三所得Ⅲ组混合硝化剂与三聚氰氨、三水磷酸氢二钾、柠檬酸、改性硅藻土均匀混合，在搅拌状态下加入到步骤五所得的溶胶II中，搅拌至均匀混合后，添加8.5mL丙酮进行揉捏，直至揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；

步骤七、将步骤六所得软硬适中的均匀胶团状物用40目铜筛进行造粒，在通风橱中晾至半干后，转移至40℃的鼓风烘箱中干燥12小时后，进行轻压破碎，过80目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过40目铜筛，取40目铜筛的筛余物，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ；

步骤八、在鼓风干燥环境中，保持搅拌状态，将步骤四所得γ-环糊精溶液持续喷雾于步骤七所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ表面，喷完后继续搅拌20分钟后，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II；将步骤三所得溶液Ⅰ持续喷雾于所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II表面，喷完后继续搅拌40分钟后取出，即得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂。

本发明制得多功能型无烟无硫防潮剂在一定实验条件下经测定：防潮效果良好，无返潮现象，表面电阻为0.3×10⁴Ω，78℃下72小时热安定性能稳定，平皿记数法表明长霉等级为1级，在保证防潮剂正常性能的同时改善其抗静电、防腐、防霉等综合性能，满足无烟无硫的环保要求。

实施例2：

一种多功能型无烟无硫防潮剂，具体步骤如下：

组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；

一种多功能型无烟无硫防潮剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按质量比1：30将5g硅藻土加入到150g甲基苯基硅油浓度为0.8％的丙酮溶液中，40℃下超声4小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于105℃干燥8小时后，得改性硅藻土；

步骤二、按配方比例称量74g硝化竹纤维素、20g硝基胍、1g二羟基乙二肟、0.3g二甲基二苯脲、0.75g三聚氰氨、0.75g 2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、0.2g三水磷酸氢二钾、0.7g柠檬酸、0.5g改性硅藻土、0.5g苯甲酸钠、0.5g没食子酸内脂、0.5g正硅酸甲酯和0.3gγ-环糊精；

步骤三：将硝化竹纤维素、硝基胍和二羟基乙二肟均匀混合，得到混合硝化剂。按0.06：0.5：10的质量比将混合硝化剂分成Ⅰ组、II组、Ⅲ组；将0.54gⅠ组混合硝化剂加入到100mL丙酮中，搅拌至溶解，得到浓度为0.68％的混合硝化剂溶液后，加入没食子酸内脂，继续搅拌至溶解，得到溶液Ⅰ，转移至喷枪中；

步骤四、将γ-环糊精溶于25mL丙酮中，得到浓度为1.5％的γ-环糊精溶液，转移至喷枪中；

步骤五、将步骤三所得4.5gII组混合硝化剂加入到90mL丙酮中，搅拌至混合硝化剂完全溶胀后，得到浓度为5.97％的混合硝化剂溶胶，继续在搅拌状态下先后加入二甲基二苯脲、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、苯甲酸钠和正硅酸甲酯，搅拌均匀，得到溶胶II；

步骤六、将步骤三所得Ⅲ组混合硝化剂与三聚氰氨、三水磷酸氢二钾、柠檬酸、改性硅藻土均匀混合，在搅拌状态下加入到步骤五所得的溶胶II中，搅拌至均匀混合后，添加13.8mL丙酮进行揉捏，直至揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；

步骤七、将步骤六所得软硬适中的均匀胶团状物用40目铜筛进行造粒，在通风橱中晾至半干后，转移至40℃的鼓风烘箱中干燥12小时后，进行轻压破碎，过80目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过40目铜筛，取40目铜筛的筛余物，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ；

步骤八、在鼓风干燥环境中，保持搅拌状态，将步骤四所得γ-环糊精溶液持续喷雾于步骤七所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ表面，喷完后继续搅拌20分钟后，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II；将步骤三所得溶液Ⅰ持续喷雾于所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II表面，喷完后继续搅拌40分钟后取出，即得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂。

本发明制得多功能型无烟无硫防潮剂在一定实验条件下经测定：防潮效果良好，无返潮现象，表面电阻为0.3×10⁴Ω，78℃下72小时热安定性能稳定，平皿记数法表明长霉等级为1级，在保证防潮剂正常性能的同时改善其抗静电、防腐、防霉等综合性能，满足无烟无硫的环保要求。

实施例3：

一种多功能型无烟无硫防潮剂，具体步骤如下：

组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；

一种多功能型无烟无硫防潮剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、按质量比1：40将5g硅藻土加入到200g甲基苯基硅油浓度为1％的丙酮溶液中，40℃下超声4小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于105℃干燥8小时后，得改性硅藻土；

步骤二、按配方比例称量76g硝化竹纤维素、17g硝基胍、2g二羟基乙二肟、0.2g二甲基二苯脲、0.6g三聚氰氨、0.6g 2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、0.4g三水磷酸氢二钾、0.6g柠檬酸、0.6g改性硅藻土、0.6g苯甲酸钠、0.6g没食子酸内脂、0.6g正硅酸甲酯和0.2gγ-环糊精；

步骤三：将硝化竹纤维素、硝基胍和二羟基乙二肟均匀混合，得到混合硝化剂。按0.08：0.7：10的质量比将混合硝化剂分成Ⅰ组、II组、Ⅲ组；将0.71gⅠ组混合硝化剂加入到100mL丙酮中，搅拌至溶解，得到浓度为0.89％的混合硝化剂溶液后，加入没食子酸内脂，继续搅拌至溶解，得到溶液Ⅰ，转移至喷枪中；

步骤四、将γ-环糊精溶于30mL丙酮中，得到浓度为0.84％的γ-环糊精溶液，转移至喷枪中；

步骤五、将步骤三所得6.17gII组混合硝化剂加入到100mL丙酮中，搅拌至混合硝化剂完全溶胀后，得到浓度为7.26％的混合硝化剂溶胶，继续在搅拌状态下先后加入二甲基二苯脲、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、苯甲酸钠和正硅酸甲酯，搅拌均匀，得到溶胶II；

步骤六、将步骤三所得Ⅲ组混合硝化剂与三聚氰氨、三水磷酸氢二钾、柠檬酸、改性硅藻土均匀混合，在搅拌状态下加入到步骤五所得的溶胶II中，搅拌至均匀混合后，添加8.5mL丙酮进行揉捏，直至揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；

步骤七、将步骤六所得软硬适中的均匀胶团状物用40目铜筛进行造粒，在通风橱中晾至半干后，转移至40℃的鼓风烘箱中干燥12小时后，进行轻压破碎，过80目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过40目铜筛，取40目铜筛的筛余物，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ；

步骤八、在鼓风干燥环境中，保持搅拌状态，将步骤四所得γ-环糊精溶液持续喷雾于步骤七所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ表面，喷完后继续搅拌20分钟后，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II；将步骤三所得溶液Ⅰ持续喷雾于所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体II表面，喷完后继续搅拌40分钟后取出，即得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂。

本发明制得多功能型无烟无硫防潮剂在一定实验条件下经测定：防潮效果良好，无返潮现象，表面电阻为0.3×10⁴Ω，78℃下72小时热安定性能稳定，平皿记数法表明长霉等级为1级，在保证防潮剂正常性能的同时改善其抗静电、防腐、防霉等综合性能，满足无烟无硫的环保要求。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能型无烟无硫防潮剂，其特征在于：各组分所占质量百分比如下：

2.如权利要求1所述的一种多功能型无烟无硫防潮剂，其特征在于：组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％。

3.如权利要求1所述的一种多功能型无烟无硫防潮剂，其特征在于：改性硅藻土的制备方法为：按质量比1：(10～50)将硅藻土加入到甲基苯基硅油浓度为0.1～2％的丙酮溶液中，30～40℃下超声1～6小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于80～105℃干燥8小时后，得改性硅藻土。

4.制备如权利要求1或2或3所述的防潮剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将硝化竹纤维素、硝基胍和二羟基乙二肟均匀混合，得到混合硝化剂；按(0.01～0.1)：(0.1～1.5)：(9.8～10.8)的质量比将混合硝化剂分成Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组；将Ⅰ组混合硝化剂加入到丙酮中，搅拌至溶解，得到浓度为0.1～1％的混合硝化剂溶液后，加入没食子酸内脂，继续搅拌至溶解，得到溶液Ⅰ，转移至喷枪中；

步骤二、将γ-环糊精溶于丙酮中，得到浓度为0.5～5％的γ-环糊精溶液，转移至喷枪中；

步骤三、将步骤一所得Ⅱ组混合硝化剂加入到丙酮中，搅拌至混合硝化剂完全溶胀后，得到浓度为2～10％的混合硝化剂溶胶，继续在搅拌状态下先后加入二甲基二苯脲、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、苯甲酸钠和正硅酸甲酯，搅拌均匀，得到溶胶Ⅱ；

步骤四、将步骤一所得Ⅲ组混合硝化剂与三聚氰氨、三水磷酸氢二钾、柠檬酸和改性硅藻土均匀混合，在搅拌状态下加入到步骤三所得的溶胶Ⅱ中，搅拌至均匀混合后，添加适量丙酮进行揉捏，直至揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；

步骤五、将步骤四所得软硬适中的均匀胶团状物用40目铜筛进行造粒，在通风橱中晾至半干后，转移至40～60℃的鼓风烘箱中干燥12小时后，进行轻压破碎，过80目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过40目铜筛，取40目铜筛的筛余物，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ；

步骤六、在鼓风干燥环境中，保持搅拌状态，将步骤二所得γ-环糊精溶液持续喷雾于步骤五所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅰ表面，喷完后继续搅拌20～60分钟后，得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅱ；将步骤一所得溶液Ⅰ持续喷雾于所得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂中间体Ⅱ表面，喷完后继续搅拌20～40分钟后取出，即得颗粒均匀的多功能型无烟无硫防潮剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤四中所述改性硅藻土的制备方法为：按质量比1：(10～50)将硅藻土加入到甲基苯基硅油浓度为0.1～2％的丙酮溶液中，30～40℃下超声1～6小时后过滤，将滤渣置于鼓风烘箱中于80～105℃干燥8小时后，得改性硅藻土。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤四中所述软硬适中的判断方法为：将胶团状物挤压通过20目铜筛后，成连续细条状且相互之间不粘连。