CN112851451A - 一种新型烟花爆竹氧化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物。本发明制备的氧化剂制造烟花火药后，能够明显改善火药的撞击感度和摩擦感度，复合标准要求，烟花安全性高，且保质期长，不容易潮解变质，显著提高了烟花的质量。

Description

一种新型烟花爆竹氧化剂
技术领域
本发明涉及烟花爆竹技术领域，特别涉及一种新型烟花爆竹氧化剂。
背景技术
氧化剂是烟花药剂的重要组分之一，它分解或燃烧提供的氧保证烟花药剂中燃料的燃烧或分解。氧化剂的种类和用量选择是十分重要的，目前，烟火药中常用的氧化剂包含氯酸盐类型、高氯酸盐类型等数类。但是，氯酸盐类型与可燃物接触后冲击感度和摩擦感度极高(达100%)。因其本身是爆炸导体，具有易自燃自爆的危险性，对机械振动很敏感，稍经摩擦或撞击就会起火爆炸。尤其是当其与硫磺混合后，产生自发性燃烧和爆炸的可能性非常大。高氯酸盐类型的化学安定性能比氯酸盐类型高，对机械、摩擦的敏感度比氯酸盐类型低。但用单一的高氯酸钾作氧化剂，成本较高。配比其他氧化剂，则对安定性影响较大，很难达到标准要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，将二氧化锡粉末浸泡在丙酮中5～10min，然后将二氧化锡粉末取出，80～90℃烘干；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置2～3min，然后取出粉末置于100～110℃环境下烘干10～15min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20～23min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置2～3min，静置后再次置于100～110℃环境下烘干10～15min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20～23min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5%以上后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，水浴恒温至70±5℃，保温3h以上，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
进一步地，所述烟花爆竹氧化剂中的各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵12～15份，硝酸肼5～10份，硝酸胍3～10份，锡铈复合氧化物12～18份。
进一步地，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为2%～3%，其余为水；二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8～10。
进一步地，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为10%～15%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为3%～6%，其余为水。
进一步地，所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20～40。
本发明的有益效果在于：本发明制备的氧化剂制造烟花火药后，能够明显改善火药的撞击感度和摩擦感度，复合标准要求，烟花安全性高，且保质期长，不容易潮解变质，显著提高了烟花的质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵12份，硝酸肼5份，硝酸胍3份，锡铈复合氧化物12份。
其中，所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为2%，其余为水；将二氧化锡粉末(过300目筛网的过筛粉末)浸泡在丙酮中10min(浸泡固液质量比固/液=1:10)，然后将二氧化锡粉末取出，85±5℃烘干20min；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8，静置3min，然后取出粉末置于100℃环境下烘干10min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置3min，静置后再次置于100℃环境下烘干10min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5.4%[即(煅烧后的粉末质量－粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量)/粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量]后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为10%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为3%，其余为水；所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20；水浴恒温至70±5℃，保温3h，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
实施例2
一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵13份，硝酸肼7份，硝酸胍5份，锡铈复合氧化物14份。
其中，所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为2%，其余为水；将二氧化锡粉末(过300目筛网的过筛粉末)浸泡在丙酮中10min(浸泡固液质量比固/液=1:10)，然后将二氧化锡粉末取出，85±5℃烘干20min；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8，静置3min，然后取出粉末置于100℃环境下烘干12min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置3min，静置后再次置于100℃环境下烘干12min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5.1%[即(煅烧后的粉末质量－粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量)/粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量]后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为11%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为4%，其余为水；所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20；水浴恒温至70±5℃，保温3h，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
实施例3
一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵14份，硝酸肼8份，硝酸胍7份，锡铈复合氧化物16份。
其中，所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为3%，其余为水；将二氧化锡粉末(过300目筛网的过筛粉末)浸泡在丙酮中10min(浸泡固液质量比固/液=1:10)，然后将二氧化锡粉末取出，85±5℃烘干20min；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8，静置3min，然后取出粉末置于100℃环境下烘干10min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置3min，静置后再次置于100℃环境下烘干10min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5.3%[即(煅烧后的粉末质量－粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量)/粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量]后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为13%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为5%，其余为水；所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20；水浴恒温至70±5℃，保温3h，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
实施例4
一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵15份，硝酸肼10份，硝酸胍10份，锡铈复合氧化物18份。
其中，所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为3%，其余为水；将二氧化锡粉末(过300目筛网的过筛粉末)浸泡在丙酮中10min(浸泡固液质量比固/液=1:10)，然后将二氧化锡粉末取出，85±5℃烘干20min；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8，静置3min，然后取出粉末置于100℃环境下烘干15min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置3min，静置后再次置于100℃环境下烘干15min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5.3%[即(煅烧后的粉末质量－粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量)/粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量]后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为15%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为6%，其余为水；所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20；水浴恒温至70±5℃，保温3h，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
对比例1
一种烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵13份，硝酸肼7份，硝酸胍5份。
对比例2
一种烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、二氧化锡(过300目筛网的过筛粉末)；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵13份，硝酸肼7份，硝酸胍5份，二氧化锡14份。
对比例3
一种烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、氧化铈(过300目筛网的过筛粉末)；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵13份，硝酸肼7份，硝酸胍5份，氧化铈14份。
对比例4
一种新型烟花爆竹氧化剂，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵13份，硝酸肼7份，硝酸胍5份，锡铈复合氧化物14份。
其中，所述锡铈复合氧化物的制备方法为：配制醋酸铈溶液，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为2%，其余为水；将二氧化锡粉末(过300目筛网的过筛粉末)浸泡在丙酮中10min(浸泡固液质量比固/液=1:10)，然后将二氧化锡粉末取出，85±5℃烘干20min；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8，静置3min，然后取出粉末置于100℃环境下烘干12min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置3min，静置后再次置于100℃环境下烘干12min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5.1%[即(煅烧后的粉末质量－粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量)/粉末从未浸泡过醋酸铈溶液之前的质量]后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得本对比例的锡铈复合氧化物。
实施例5
分别将实施例1～4和对比例1～4所述方法制备的氧化剂与木炭、硫磺、铝粉、酚醛树脂粉混合制成烟花火药，其中质量配比均为氧化剂10份，木炭20份，硫磺20份，铝粉8份，酚醛树脂粉6份，测定各烟花火药(表中实施例1对应添加有实施例1所述方法制备的氧化剂的火药，表中实施例2对应添加有实施例2所述方法制备的氧化剂的火药，以此类推……)的撞击感度和摩擦感度，结果如表1所示。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种新型烟花爆竹氧化剂，其特征在于，组分包括高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼、硝酸胍、锡铈复合氧化物；所述锡铈复合氧化物的制备方法为：
(1) 配制醋酸铈溶液，将二氧化锡粉末浸泡在丙酮中5～10min，然后将二氧化锡粉末取出，80～90℃烘干；烘干后的二氧化锡粉末浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置2～3min，然后取出粉末置于100～110℃环境下烘干10～15min，烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20～23min，煅烧完成后取出，再次浸泡在所述醋酸铈溶液中，静置2～3min，静置后再次置于100～110℃环境下烘干10～15min，然后烘干后置于450±10℃的马弗炉中煅烧20～23min；重复浸泡、烘干、煅烧步骤，直到煅烧后的粉末相比于从未浸泡醋酸铈溶液前质量增重5%以上后，再次将煅烧后的粉末放入450±10℃的马弗炉中继续煅烧1h，再空冷至常温，获得复合粉末；
(2) 配置H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液，将所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，水浴恒温至70±5℃，保温3h以上，然后过滤，固相用去离子水洗涤，烘干，获得所述锡铈复合氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种新型烟花爆竹氧化剂，其特征在于，所述烟花爆竹氧化剂中的各组分按重量份数计为：高氯酸钾100份，硝酸铵12～15份，硝酸肼5～10份，硝酸胍3～10份，锡铈复合氧化物12～18份。
3.根据权利要求1所述的一种新型烟花爆竹氧化剂，其特征在于，所述醋酸铈溶液中，醋酸铈的质量百分含量为2%～3%，其余为水；二氧化锡粉末浸泡醋酸铈溶液的固液质量比二氧化锡/醋酸铈溶液=1:8～10。
4.根据权利要求1所述的一种新型烟花爆竹氧化剂，其特征在于，所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中，H2O2的质量百分含量为10%～15%，所述十二烷基磺酸钠的质量百分含量为3%～6%，其余为水。
5.根据权利要求1所述的一种新型烟花爆竹氧化剂，其特征在于，所述复合粉末浸泡在所述H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液中的固液质量比复合粉末/H2O2、十二烷基磺酸钠的水溶液=1:20～40。
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