CN114230424A - 一种烟花发射药组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟花发射药组合物，由高氯酸钾、第一复合组份、第二复合组份、酚醛树脂组成，其中，高氯酸钾的重量份数比为61～66份；酚醛树脂的重量份数比为2～4份；第一复合组份由下述重量份数比的组分组成，对苯二甲酸3～7份，对苯二甲酸氢钾6～10份，炭粉14～22份；第二复合组份由下述重量份数比的组分组成，氧化镁0.5～1份，石墨0.5～2份，硬脂酸钙0.5～2份。该发射药具有安全稳定、环保、防潮、高效节省、易于推广使用的特点。

Description

一种烟花发射药组合物

技术领域

本发明涉及一种烟花发射药。

背景技术

中国是烟花爆竹的发源地。长期以来，制作烟花的发射药主要使用黑火药。黑火药是硝酸钾、木炭和硫磺的混合物，易点火，敏感度高，在生产和运输过程中，较易发生安全事故，同时由于组分中含有硫磺，燃放时产生二氧化硫污染大气，不利于人体健康。除黑火药外，近年来烟花行业的同仁也研发了一些黑火药的替代品，但由于其配方和制作工艺尚不是十分成熟，推广应用时效果经常不太理想。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种烟花发射药组合物，有效提高发射药的安全性和环保性。本发明采用的技术方案是，一种烟花发射药，其特征在于，由高氯酸钾、第一复合组份、第二复合组份、酚醛树脂组成，其中，高氯酸钾的重量份数比为61～66份；酚醛树脂的重量份数比为2～4份；

第一复合组份由下述重量份数比的组分组成，对苯二甲酸3～7份，对苯二甲酸氢钾6～10份，炭粉 14～22份；

第二复合组份由下述重量份数比的组分组成，氧化镁0.5～1份，石墨0.5～2份，硬脂酸钙0.5～2 份。

所述烟花发射药组合物的制备方法是：

(1)高氯酸钾应与其他组份分开存放；

(2)高氯酸钾若有结块，使用前先粉碎，80～100目过筛；其它组分80～100目过筛后按比例充分混合备用；

(3)按比例称取高氯酸钾和其他组分混合物，每次总量为10～10.5公斤；倒入和药机混合120～150 秒；和好的药物移送中转库备用；

(4)中转库中药物移出用酒精调湿，造粒，颗粒大小为10～16目；

(5)干燥，干燥温度不超过60度；

(6)干燥且冷却后的成品发射药抽样检测，合格的成品装袋入库备用。

所述烟花发射药组合物的使用方法与现有黑火药军工硝相同，但在同等工况下，以重量计，所述烟花发射药组合物的加药量相当于黑火药军工硝的50％至70％，即可达到基本相同的发射效果。

本发明的有益效果在于：

1.安全稳定：该发射药配方中无硫磺，着火温度摄氏410度左右，成品从未发生过自燃现象；依据 AQ4104-2008《烟花爆竹烟火药安全性能指标及测定方法》进行检测，成品的摩擦感度和撞击感度的检测结果都为0；实际应用中，多家烟花厂经批准试用已经有7年之久，大家都反映该发射药安全稳定，没有发现安全问题。

2.环保：由于配方组分中不含硫，故燃放后也不产生二氧化硫有害气体。

3.防潮：依据AQ4104-2008《烟花爆竹烟火药安全性能指标及测定方法》进行检测，成品的吸湿率检测结果为1.88％。湖南浏阳等烟花主产区，温暖潮湿，尤其在梅雨季节，烟花产品中的黑火药易生发射药受潮而变质报废。7年来本发明成品从未发生受潮变质的情况。试用的烟花厂为验证本发明发射药的防潮性能，曾试验将做好的发射药颗粒在水中浸泡数曰，捞出晾干仍能正常使用，这对比黑火药产品简直不敢想象。

4.高效节省，加药量只要黑火药的50～70％，就能达到相同的发射效果。根据试用烟花厂的实践，该发射药每吨成本与黑火药军工硝每吨成本大致相同，有时还略低，但加药量可节省30～50％，相应也可为烟花厂节约成本30～50％左右。烟花厂选用该发射药时无需增添设备投资，只要用普通烟花厂药物线上现有亮珠设备就可以了。

5.易于推广使用。现有的黑火药替代品很难得到推广应用，导致目前烟花行业还是以黑火药军工硝为发射药。发明人经过潜心研究，发现其主要原因在于：对于定量的发射药而言，发射药的燃烧温度和产气量存在此消彼长的关系。当产气量增加时燃烧增温效应下降。反之亦然。不同类别或效果的烟花产品对燃烧温度和产气量的实际需求存在差异。现有的发射药的配方确定后，发射药的燃烧温度和产气量是相对固定的一种关系，通过配比调整对燃烧温度和产气量的调节空间有限，通过配比的调整难以满足不同烟花产品的上述实际需求。往往只能调整发射药的组分才能满足产品需求，这意味着更换一种发射药。然而，作为危爆行业的重点监测火工品，一种能够进入实际生产的发射药，需要通过大量的实验和严苛的安全测试论证，更换发射药对企业而言要付出高昂的代价。

本发明中，针对高氯酸钾配以第一复合组份和第二复合组份，可以通过两个复合组分的协同配比调整实现燃烧温度和产气量的调节，该调节幅度能够满足不同类别或效果的烟花产品对燃烧温度和产气量的实际需求。

所述协同配比调整是指：在保持总重量不变的前提下，在所述配比范围内，通过调节两个复合组份中各组分的比例，有效地调节发射药燃烧的温度和产气量大小。例如：

①当第一复合组份中的对苯二甲酸氢钾比例提高时，将对苯二甲酸比例调低，同时将第二复合组分中的硬脂酸钙比例也提高，将石墨比例相应调低。在这种情况下，两者协同以调节发射药的氧化还原速度，以确保反应安全、顺利进行，使得产气量增加，推动力增加，烟花内筒在发射外筒内的运动时间缩短，脱离外筒口时的初速度增大，内筒升空高度增加；但发射药燃烧的火焰温度相对降低。适应于内筒(或球) 的引线容易点燃，同时又对发射升空高度要求较高的烟花品种。优选的配比是：各组分的重量份数比为：高氯酸钾65份；酚醛树脂3份；对苯二甲酸4份，对苯二甲酸氢钾10份，炭粉15份；氧化镁0.5份，石墨0.5份，硬脂酸钙2份。

②当第一复合组份中的对苯二甲酸比例提高时，对苯二甲酸氢钾比例调低，同时将第二复合组份中的硬脂酸钙比例调低。在这种情况下，两者协同使得发射药的氧化还原反应速度减慢，内筒在外筒内的运动时间将延长，有利于点燃内筒引线，但发射力度会变得柔和，发射时外筒承受的侧压力减小。适合于外筒相对较薄，抗压力相对较弱，对内筒接火率要求较高，而对升空高度要求相对稍宽松的烟花品种。优选的配比是：各组分的重量份数比为：高氯酸钾65份；酚醛树脂2.5份；对苯二甲酸6份，对苯二甲酸氢钾8 份，炭粉15份；氧化镁1份，石墨1份，硬脂酸钙1份。

对苯二甲酸还有很好的粘结效果。当对苯二甲酸比例增加时，造粒变得容易和提速，可适量减少树脂的用量，由于对苯二甲酸的售价比树脂要低，可部分降低发射药的生产成本。

③当第一复合组份的炭粉比例提高，对苯二甲酸氢钾比例调低，同时将第二复合组份中的石墨比例提高，把硬脂酸钙比例减小。在这种情况下，两者协同以调节氧化还原反应速度，确保反应安全顺利进行，发射药产气量将减少，喷火量将增加，火焰的温度将提高，内筒在外筒内的运动时间将延长，有利于点燃内筒的引线，但不利于把内筒推升得更高。适应于内筒较难点燃，但又不需要发射升空很高的烟花品种。优选的配比是：各组分的重量份数比为：高氯酸钾63份；酚醛树脂3份；对苯二甲酸3份，对苯二甲酸氢钾7份，炭粉21份；氧化镁0.5份，石墨2份，硬脂酸钙0.5份。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

具体实施方式

实施例1：本例中，所述发射药的重量份数比为，高氯酸钾65份；酚醛树脂3份；对苯二甲酸4份，对苯二甲酸氢钾10份，炭粉15份；氧化镁0.5份，石墨0.5份，硬脂酸钙2份。所述炭粉以麻杆炭为最佳，其次为杉木炭。制备方法如下：

(1)高氯酸钾应与其它组分在不同室分开存放；

(2)高氯酸钾若有结块，使用前先粉碎，用80～100目的筛网过筛；

酚醛树脂、对苯二甲酸、对苯二甲酸氢钾、炭粉、氧化镁、石墨、硬脂酸钙用80～100目的筛网过筛，然后按比例称取充分混合装袋备用；

(3)按比例称取高氯酸钾和其他组分混合物装桶，每桶总量为10～10.5公斤；往已清洗干燥的和药机料斗内倒入1桶己称好的药物，混合120～150秒；和好的药物移送中转库备用；

(4)中转库中药物移出用酒精调湿，移入造粒机中造粒，颗粒大小为10～16目；造粒机可以采用发射药专用造粒机或者采用普通亮珠罐造粒；

(5)颗粒在造粒机中成型后移出过筛，过筛后的颗粒移入阳光棚或烘焙室干燥，可与普通亮珠放置在同一阳光掤或烘焙室，烘焙温度也与普通亮珠相同，一般不超过摄氏60度；

(6)干燥且冷却后的成品发射药抽样检测，合格的成品装袋入库备用。

所述发射药的应用方式，按照通常方式灌装到发射筒内即可。

按照本例配方制得的发射药适合于第①种情况，即当第一复合组份中的对苯二甲酸氢钾比例提高时，同时将第二组分中的硬脂酸钙比例也提高。适应于内筒(或球)的引线容易点燃，同时又对发射升空高度要求较高的烟花品种。

实施例2-3：与实施例1的不同之处在于，发射药的配比不同，如下表(1)：

表(1)实施例1-3发射药的组分配方

安全性能检测

按上述方法制得的发射药，随机抽样委托国家烟花爆竹产品质量监督检验中心进行了下述检测并出具《检测报告》——报告编号WAY20211540：

一、委托单位：飞宇有机炭粉厂委托单位联系人汤华光

二、样品数量：100g样品生产日期：2021年12月1日样品外观：黑色颗粒

三、检验及判定依据：AQ 4104-2008《烟花爆竹烟火药安全性能指标及测定方法》

四、检测目的：验证发射药的安全性检验日期：2021年12月01日～2021年12月16日

五、检验结果：依据委托检验要求，所检项目符合AQ 4104-2008标准要求。具体检测项目和结果如表2

六、结果分析：1.摩擦、撞击感度是衡量药物在生产、搬运、运输中抗摩擦、撞击、抗静电危害能力的指标，表2检验结果表明：本发明的发射药烟火药的摩擦、撞击感度为“0”。

2.表2检验结果表明本发明的复合还原剂吸湿率符合国家标准的要求。

2014年以来，我们反复试验和多次改进，终于摸索出了一套较为成熟的上述发射药的配方和制作工艺，送交湖南浏阳恒信、盛唐、唐家园等三十余家烟花厂多年稳定试用，收效很好，证明这种发射药安全稳定，环保高效，防潮节省。其发射质量可靠稳定，根据多年实践的总结，同等工况下与现有发射药比较，本发明提供的发射药在质量方面有如下优势：

现有发射药，如军工硝的保质期一般不能超过两年，本发明的发射药储存时间最少4～5年内都可正常使用；而且储存条件要求降低，无需架空隔离地面保存。现有发射药即使在保质期内，随着储存时间的延长，容易出现发射高度不均匀、炸筒、冲底等现象，本发明的发射药在保质期内能够确保发射高度比较均匀，炸筒、冲底等现象极少发生。

上述公开的本发明的实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，不受公开的具体实施例的限制。

Claims (6)

1.一种烟花发射药组合物，其特征在于，由高氯酸钾、第一复合组份、第二复合组份、酚醛树脂组成，其中，高氯酸钾的重量份数比为61～66份；酚醛树脂的重量份数比为2～4份；

第一复合组份由下述重量份数比的组分组成，对苯二甲酸3～7份，对苯二甲酸氢钾6～10份，炭粉14～22份；

第二复合组份由下述重量份数比的组分组成，氧化镁0.5～1份，石墨0.5～2份，硬脂酸钙0.5～2份。

2.如权利要求1所述的烟花发射药组合物，其特征在于，所述炭粉选自麻杆炭或杉木炭。

3.如权利要求1或2所述的烟花发射药组合物，其特征在于，各组分的重量份数比为：高氯酸钾65份；酚醛树脂3份；对苯二甲酸4份，对苯二甲酸氢钾10份，炭粉15份；氧化镁0.5份，石墨0.5份，硬脂酸钙2份。

4.如权利要求1或2所述的烟花发射药组合物，其特征在于，各组分的重量份数比为：高氯酸钾65份；酚醛树脂2.5份；对苯二甲酸6份，对苯二甲酸氢钾8份，炭粉15份；氧化镁1份，石墨1份，硬脂酸钙1份。

5.如权利要求1或2所述的烟花发射药组合物，其特征在于，各组分的重量份数比为：高氯酸钾63份；酚醛树脂3份；对苯二甲酸3份，对苯二甲酸氢钾7份，炭粉21份；氧化镁0.5份，石墨2份，硬脂酸钙0.5份。

6.所述烟花发射药组合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)高氯酸钾应与其他组份分开存放；

(2)高氯酸钾若有结块，使用前先粉碎，80～100目过筛；其它组分80～100目过筛后按比例充分混合备用；

(3)按比例称取高氯酸钾和其他组分混合物，每次总量为10～10.5公斤；倒入和药机混合120～150秒；和好的药物移送中转库备用；

(4)中转库中药物移出用酒精调湿，造粒，颗粒大小为10～16目；

(5)干燥，干燥温度不超过60度；

(6)干燥且冷却后的成品发射药抽样检测，合格的成品装袋入库备用。