CN113880675A - 一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法 - Google Patents

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Suzhou Guoshiyu New Material Technology Co ltd
Beijing Institute of Technology BIT
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Abstract

本发明公开的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，属于烟花爆竹技术领域。本发明主要由以下步骤组成：步骤一：用化学改性、包覆、混粉、干燥等工艺，得到氟聚物基安全环保烟花基础配方A；步骤二：将A发射药基础配方与低成本助燃剂充分混合后得到最终产品。本发明采用化学改性、包覆、混粉、造粒、干燥等工艺，过程简单，无特殊工艺要求，成本低，便于批量生产。本发明制备的产品具备氟聚物基安全环保烟花基础配方的优点，还能够通过调整低成本助燃剂的种类、粒径来降低碳排放，大幅降低对可燃性活性金属粉的依赖，降低成本，可广泛应用于烟花爆炸用发射药生产中。

Description

一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，属于烟花爆竹技术领域。
背景技术
在烟花爆竹生产中，黑火药是重要的原材料之一。由于黑火药在环保、安全等方面的巨大隐患，新型烟花药剂的研发成为研究热点。高分子氟聚物由于可以和活性金属发生剧烈自维持氧化还原反应，无需氧气参与，原材料无硫无氮，在研制安全环保烟花发射药方面具有巨大潜力。
高分子氟聚物基自维持反应复合材料的综合性能虽然十分优异，尤其是其安全性能和环保性能。其配方的根本原理是高分子氟聚物和活性金属之间的剧烈氧化还原反应，瞬间对外释放3000℃以上的高温，对空气进行膨胀做功。但是，配方体系中的原材料之一是球形活性金属粉，其核心作用之一是燃点相对较低，在600℃以下易燃，从而引发后续与高分子氟聚物发生剧烈的氧化还原反应，然而其价格昂贵，难以实现去推广应用。针对上述问题，开发600℃以下易燃的低成本助燃剂，使之替代球形活性金属粉，对发展安全环保烟花发射药具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，能够降低反应副产物碳粉的生成量，其材料来源广泛、成本可控、制备过程简单，适宜于批量工业化生产。本发明制备的产品，具备氟聚物基安全环保烟花基础配方的优点，还能够通过调整低成本助燃剂的种类、粒径来降低碳排放，大幅降低对可燃性活性金属粉的依赖。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，所述一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药，由氟聚物基安全环保烟花基础配方和低成本助燃剂构成。通过调整低成本助燃剂的种类、粒径来降低碳排放。
作为优选，氟聚物基安全环保烟花基础配方重量份配比为80～99.5份，低成本助燃剂0.5～20份。
本发明公开的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，主要由以下步骤组成：
步骤一：用化学改性、包覆、混粉、干燥等工艺，得到氟聚物基安全环保烟花基础配方A；
步骤二：将A发射药基础配方与低成本助燃剂充分混合后得到最终产品。
作为优选，所述的低成本助燃剂为硝化棉、硝酸酯或两者混合物。
作为优选，所述的氟聚物基安全环保烟花基础配方A由氟聚物和活性金属粉构成，高分子氟聚物30～75份，粒径50～400μm；活性金属粉25～70份，粒径10～75μm；硅烷偶联剂0.5～3份；粘结剂0.5～5份。
有益效果：
1、本发明公开的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，采用常规的金属粉末、高分子氟聚物、粘结剂以及低成本助燃剂为原料；采用化学改性、包覆、混粉、造粒、干燥等工艺，过程简单，无特殊工艺要求，成本低，便于批量生产。
2、本发明公开的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，由低成本助燃剂和氟聚物基安全环保烟花基础配方组成，相对于常规的氟聚物/活性金属粉体系的发射药，制备的产品具备氟聚物基安全环保烟花基础配方的优点，还能够通过调整低成本助燃剂的种类、粒径来降低碳排放，大幅降低对可燃性活性金属粉的依赖，降低成本，可广泛应用于烟花爆炸用发射药生产中。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
实施例1
一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性包覆
表面改性：称取0.3份硅烷偶联剂KH550加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将8份铝粉和22份镁粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，铝粉粒径40μm，镁粉粒径40μm；
包覆：称取1.7份聚氨酯弹性体加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述30份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到聚氨酯弹性体包覆金属粉的分散液。
(2)成型制备
混粉：称取60份聚偏氟乙烯和8份助燃剂硝化棉加入到上述聚氨酯弹性体包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚偏氟乙烯粉粒径160μm；
造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
依据GJB 772A-1997机械感度的测试方法，采用10Kg落锤25cm落高，测得所制备的烟花发射药撞击感度为0％、摩擦感度为0％。
经红外测温仪显示，复合药剂在激光点火的条件下，点火温度从未添加助燃剂的620℃降低至420℃，证明了硝化棉起到了很好的助燃效果。
实施例2
一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性包覆
表面改性：称取1份硅烷偶联剂KH550加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将12份铝粉和25份镁粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，铝粉粒径40μm，镁粉粒径40μm；
包覆：称取2份氟橡胶加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述37份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到氟橡胶包覆金属粉的分散液。
(2)成型制备
混粉：称取50份聚四氟乙烯粉和10份助燃剂硝化甘油加入到上述氟橡胶包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚四氟乙烯粉粒径160μm；
造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
依据GJB 772A-1997机械感度的测试方法，采用10Kg落锤25cm落高，测得所制备的烟花发射药撞击感度为0％、摩擦感度为0％。
经红外测温仪显示，复合药剂在激光点火的条件下，点火温度从未添加助燃剂的660℃降低至380℃，证明了硝化甘油起到了很好的助燃效果。
实施例3
一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性包覆
表面改性：称取1份硅烷偶联剂KH550加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将30份铝粉和10份镁粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；其中，铝粉粒径40μm，镁粉粒径40μm；
包覆：称取2份氟橡胶加入到50mL乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述40份改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，转速200rpm/min，得到氟橡胶包覆金属粉的分散液。
(2)成型制备
混粉：称取50份聚四氟乙烯粉和7份硝化甘油加入到上述氟橡胶包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，转速200rpm/min，得到浆料；其中，聚四氟乙烯粉粒径160μm；
造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
依据GJB 772A-1997机械感度的测试方法，采用10Kg落锤25cm落高，测得所制备的烟花发射药撞击感度为0％、摩擦感度为0％。
经红外测温仪显示，复合药剂在激光点火的条件下，点火温度从未添加助燃剂的660℃降低至380℃，证明了硝化棉和硝化甘油的复合物起到了很好的助燃效果。
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 (4)

1.一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，其特征在于：所述一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药由氟聚物基安全环保烟花基础配方和低成本助燃剂构成；通过调整低成本助燃剂的种类、粒径来降低碳排放；
所述制备方法，主要由以下步骤组成：
步骤一：用化学改性、包覆、混粉、干燥等工艺，得到氟聚物基安全环保烟花基础配方A；
步骤二：将A发射药基础配方与低成本助燃剂充分混合后得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，其特征在于：氟聚物基安全环保烟花基础配方重量份配比为80～99.5份，低成本助燃剂0.5～20份。
3.根据权利要求1或2所述的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，其特征在于：所述的低成本助燃剂为硝化棉、硝酸酯或两者混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种低成本助燃剂基安全环保烟花发射药的制备方法，其特征在于：所述的氟聚物基安全环保烟花基础配方A由氟聚物和活性金属粉构成，高分子氟聚物30～75份，粒径50～400μm；活性金属粉25～70份，粒径10～75μm；硅烷偶联剂0.5～3份；粘结剂0.5～5份。
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