CN115784821A - 一种机场驱鸟弹用隔火药及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种机场驱鸟弹用隔火药及其制备方法与应用，涉及烟火药技术领域，该机场驱鸟弹用隔火药包括以下重量百分数的制备原料：硝酸钾10％～30％、硝酸钡1％～20％、高氯酸钾5％～30％、炭15％～25％、硫磺5％～20％、铝镁合金2％～10％、淀粉2％～10％和树脂2％～10％。本发明制备的驱鸟弹在弹体爆炸后残留物极少，不会影响到飞机的起降。
Description
技术领域
本发明属于烟火药技术领域，具体是一种机场驱鸟弹用隔火药及其制备方法与应用。
背景技术
驱鸟弹由发射药、弹丸和外壳等组成，通过专用发射装置将弹丸发射到空中，产生爆响声吓跑周边的鸟类，达到驱鸟的效果。驱鸟弹广泛用于机场驱鸟作业，保障飞机起飞和降落阶段的安全。
相关技术中，机场所使用的高空驱鸟弹主要是两种，第一种是球型驱鸟弹，球型驱鸟弹是将产生爆炸响声的火药装在球壳内；第二种是内筒型驱鸟弹，内筒型驱鸟弹是将产生爆炸响声的火药装在圆柱形内筒内。球型驱鸟弹的优点为驱鸟弹爆炸后残留物是纸屑，对机场周边环境没有太多影响，即使纸碎片被卷入飞机的机器内，也不会影响飞机的飞行安全，但存在如下缺点：
1.传统的球形驱鸟弹，是在装有产生爆炸响声的火药的药球壳上叠加6层以上的牛皮胶纸，稍有不慎，牛皮胶纸的胶水就将渗入火药层，由于我们的火药主要是由高氯酸钾强氧化剂和金属活动性很强的可燃物铝镁合金粉组成，水分渗入火药层，与火药层的铝镁合金粉产生置换反应，置换出燃点很低的氢气，并放出大量的热量，容易发生自燃爆炸安全事故。
2.传统的球形驱鸟弹用牛皮纸敷球以后，需要放置在50℃～58℃的高温烘房里的干燥12h～14h，干燥过程中的安全风险很大。
3.装延时引火线之前，就已经装了爆炸响声的火药，钻子钻孔时，稍有不慎，钻头就有可能与爆炸响声的火药摩擦或撞击起火，发生安全事故。
4.球型驱鸟弹的延时引火线是后装的，如果封口胶未封闭严实，燃放时就会出现缝隙透火，驱鸟弹尚未升空就会爆炸，对燃放人员构成严重的安全威胁。
5.生产工艺复杂，成本很高。
而内筒型驱鸟弹，虽然生产工艺简单，成本低，质量和燃放安全相对可控，但由于其内筒型效果件的隔火层，是使用粘土或烟花固引剂等不可燃物通过压制而成的，鉴于粘土或烟花固引剂的不可燃性，所以，驱鸟弹在空中爆炸后，粘土或固引剂压制而成的块状物无法自行分解，全部散落在机场的地面上，如果这些块状物卷入飞机的机器内，就会发生机械故障，甚至影响飞行安全，再是粘土或固引剂块散落在飞机的跑道上，严重影响飞机的正常滑行。
因此，本发明提供了一种机场驱鸟弹用隔火药，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机场驱鸟弹用隔火药，以解决上述背景技术中提到的问题和缺陷的至少一个方面。
具体如下，本发明第一方面提供了一种机场驱鸟弹用隔火药，包括以下重量百分数的制备原料：
硝酸钾10％～30％、硝酸钡1％～20％、高氯酸钾5％～30％、炭15％～25％、硫磺5％～20％、铝镁合金2％～10％、淀粉2％～10％和树脂2％～10％。
根据本发明驱鸟弹技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明药物配方中硝酸钾、硝酸钡、高氯酸钾起助燃作用，炭、硫磺、铝镁合金起燃烧作用，树脂起粘合作用，淀粉起阻燃和粘合作用，延缓燃烧速度，确保隔火层的稳定性和粘结强度，增加药剂强度，不会因黑火药的巨大冲击力，将隔火层击穿。
本发明利用硝酸盐、高氯酸盐、可燃物和可以燃烧的粘合剂(树脂和淀粉)以及延时材料配制成具有燃烧性能的烟火药，替代粘土或固引剂等不可燃物，从源头杜绝驱鸟弹爆炸后残留的隔火层块状物。
本发明通过调整硝酸盐、高氯酸盐、可燃物、粘合剂、延时材料的配比，使烟火药燃烧后，根本不会有块状残留物。
本发明通过调整硝酸盐、高氯酸盐、可燃物、粘合剂、延时材料的配比，使烟火药的着火温度严格控制在400℃～800℃之间，如果着火温度低于400℃，其点燃时间就会快于延时引火线，延时引线还没有引燃爆响药时，隔火层就已经全部燃烧完了，隔火药形成的隔火层就不能起到密封作用，爆响药产生的气体就会通过隔火层对外泄漏，驱鸟弹的爆炸响声就无法实现，如果着火温度高于800℃，隔火药形成的隔火层就难于点燃，就达不到无残渣的效果。
本发明通过调整硝酸盐、高氯酸盐、可燃物、粘合剂、延时材料的配比，使烟火药的燃烧速度严格控制在1.8cm/s～2.5cm/s之间，如果燃烧速度小于1.8cm/s，驱鸟弹炸响声后，隔火层还继续燃烧，就会导致落火，形成火险，如果燃烧速度大于2.5cm/s，其燃烧速度比延时引火线快，就不能起到隔火层的密封作用，驱鸟弹就不会炸响。
本发明驱鸟弹隔火药采用的是可燃材料和受热后分解的氧化剂，当驱鸟弹爆炸后，隔火药也会被充分燃烧，从而从根本上解决了驱鸟弹隔火药形成的残渣问题。
根据本发明的一些实施方式，所述铝镁合金中镁含量为40％～50％。
根据本发明的一些实施方式，所述炭由木炭和焦煤组成。
根据本发明的一些实施方式，所述木炭和焦煤的质量比为1:2～4。
根据本发明的一些实施方式，所述木炭的目数为100目～120目。
根据本发明的一些实施方式，所述焦煤的目数为200目～400目。
通过对木炭和焦煤的粒径进行控制，从而实现了各制备原料之间的充分混匀，将各制备原料充分混匀，有利于进一步提升隔离层各制备原料的燃烧效果，从而利于进一步降低隔离层的残留问题。
根据本发明的一些实施方式，所述树脂为酚醛树脂。
酚醛树脂的稳定性好，有利于进一步提升驱鸟弹的安全性；同时还能够延长驱鸟弹的保存时间；而且酚醛树脂还能够增加药剂的强度，从而有利于实现隔离层的无残留。
根据本发明的一些实施方式，所述淀粉为大米淀粉。
大米淀粉颗粒小且颗粒度均一，从而能够很好地分散在隔离层的各制备原料中，从而提升各制备原料之间的粘合效果；进而能够使得隔离层形成紧密结合的整体，有利于进一步提升驱鸟弹的储存性能；同时由于粒度较小，从而也有利于淀粉颗粒的充分燃烧，从而减少隔离层的残留。淀粉起阻燃和粘合作用，延缓燃烧速度，确保隔火层的稳定性和粘结强度，增加药剂强度，不会因黑火药的巨大冲击力，将隔火层击穿。
根据本发明的一些实施方式，所述大米淀粉的粒径为2μm～8μm。
本发明第二方面提供了机场驱鸟弹用隔火药的制备方法，包括以下步骤：
将所述制备原料混合后造粒、干燥；
所述造粒后目数为8目～16目；
所述干燥后水分在1.5％以下。
根据本发明制备方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
一是本发明的制备方法通过对隔火药进行造粒处理，减少了生产过程中的飞尘，降低了生产安全风险，减少了对工人健康危害；二是增加了隔火药的密度，使隔火药在冲压过程中更容易压缩，确保了隔火药形成的隔火层强度，不会被黑火药的发射力击穿。
根据本发明的一些实施方式，所述混合的时间为60s～120s。
根据本发明的一些实施方式，所述混合的时间为90s～120s。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥的时间为12h～15h。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥的温度为50℃～58℃。
本发明第三方面提供了上述机场驱鸟弹用隔火药在制备机场驱鸟弹中的应用。
根据本发明的一些实施方式，所述驱鸟弹包括：
密封层；所述密封层设置在所述火药层的末端；
火药层；所述火药层设置在所述隔火层和密封层的中间；
隔火层；所述隔火层设置在所述火药层的前端；
所述隔火层的中心位置还设置有所述引火线；
延时引火线；所述延时引火线设置在隔火层的中心位置，并贯穿所述隔火层实现与所述火药层相连接。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施方式中驱鸟弹的截面示意图。
附图说明：
100、延时引火线；101、隔火层；102、筒体；103、火药层；104、密封层。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明公开了一种机场驱鸟弹用隔火药的组份和制作方法，隔火药是配制机场驱鸟弹内筒型效果件中的隔火层材料，隔火层一端与黑火药(即发射部分)相连，另一端与火药层(即爆响药)相连，中心位置有一根根据发射高度预设延时时间的延时引火线。隔火层在驱鸟弹中，一是起隔火作用，避免黑火药直接引燃火药爆炸；二是起密封作用，确保火药燃烧的气体不会泄漏。
本发明是通过调整燃烧速度、调整点火温度、调整火焰感度、调整制作工艺压制成的隔火层，在驱鸟弹空中爆炸后，几乎完全化为灰烬，没有任何大颗粒残渣。
实施例1
本实施例为一种驱鸟弹，如图1所示，包括：
密封层104：密封层104设置在火药层103末端；
火药层103：火药层103设置在隔火层101和密封层104中间；
隔火层101：隔火层101设置在火药层103前端；
隔火层101中还设置有延时引火线100在中心位置穿过；
延时引火线100：延时引火线100设置贯穿隔火层101，实现与火药层103相连接；
筒体102：筒体102用于盛装隔火层101、火药层103和密封层104。
隔火层101由隔火药制备得到，隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％、淀粉(大米淀粉，购自江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司)8％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)8％。
本实施例中炭由木炭和焦煤的质量比为1:3；
本实施例中木炭(购自灵寿县玛琳矿产品加工厂)的目数为100目；
本实施例中焦煤的制备方法，由如下步骤组成：
将焦煤用粉碎机粉碎至细度为300目，再用300目筛网进行筛分。
本实施例中驱鸟弹用隔火药的制备方法，由以下步骤组成：
S1、按照重量百分比用电子天平分别将原材料称重，每份药总重量为10kg；
S2、将配制好的隔火药置于和药机中进行机械混合90秒钟；
S3、将混合好的隔火药放入造粒机中进行造粒，做成8目～16目的药粒；
S4、将药粒放于设定温度为54℃的电热烘房中进行干燥，烘干时间13h，水分≤1.5％。
实施例2
本实施例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％、淀粉(玉米淀粉，购自天津裕林化工有限公司)8％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)8％。
本实施例中炭由木炭和焦煤的质量比为1:3；
本实施例中木炭(购自灵寿县玛琳矿产品加工厂)的目数为100目；
本实施例中焦煤的制备方法，由如下步骤组成：
将焦煤用粉碎机粉碎至细度为300目，再用300目筛网进行筛分。
实施例3
本实施例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％、淀粉(大米淀粉，购自江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司)8％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)8％。
本实施例中炭为木炭；
本实施例中木炭(购自灵寿县玛琳矿产品加工厂)的目数为100目。
实施例4
本实施例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％、淀粉(大米淀粉，购自江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司)8％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)8％。
本实施例中炭为焦煤；
本实施例中焦煤的制备方法，由如下步骤组成：
将焦煤用粉碎机粉碎至细度为300目，再用300目筛网进行筛分。
实施例5
本实施例为一种驱鸟弹，本实施例与实施例1的差异在于：铝镁合金中镁含量为60％。
对比例1
本对比例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)16％。
对比例2
本对比例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、炭20％、硫磺10％、铝镁合金2％、淀粉(大米淀粉，购自江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司)16％。
对比例3
本对比例为一种驱鸟弹，与实施例1的差异在于：
隔火药以下重量份数的制备原料组成：
硝酸钾15％、硝酸钡15％、高氯酸钾22％、硫磺20％、铝镁合金12％、淀粉(大米淀粉，购自江苏宝宝宿迁国民生物科技有限公司)8％和树脂(酚醛树脂，购自河北泽田化工有限公司，烟花爆竹用酚醛树脂)8％。
残留物质量的测试基准参照：HNQL-Y 003—2015，测试结果见表1。
表1本发明实施例1～5和对比例1～3中性能测试结果
| - | 残留物质量(g) | 燃烧速度(cm/s) |
| 实施例1 | 0.5 | 2.1 |
| 实施例2 | 0.8 | 1.8 |
| 实施例3 | 1.3 | 2.0 |
| 实施例4 | 1.1 | 1.9 |
| 实施例5 | 0.3 | 2.5 |
| 对比例1 | 2.1 | 2.7 |
| 对比例2 | 1.8 | 1.5 |
| 对比例3 | 1.4 | 3.0 |
实施例2与实施例1的差异在于：本实施例中采用玉米淀粉，玉米淀粉的粘接性能相对于大米淀粉较差，从而导致隔离层的燃烧效果相对较差，导致残留增多且燃烧速度变慢。
实施例3与实施例1的差异在于：本实施例中未加入焦煤，未加入焦煤的情况下，反应的引发效果相对较差，从而导致残留增加；但木炭相对焦煤燃烧更易，从而燃烧速度加快。
实施例4与实施例1的差异在于：本实施例中未加入木炭，燃烧的效果相对较差，导致残留增加；且焦煤燃烧难度较大，从而燃烧速度变慢。
实施例5与实施例1的差异在于：实施例5中镁含量增加，虽然可以有效解决残留问题，但由于镁含量过高，导致存放时间短，安全性较差。
对比例1与实施例1的差异在于：未加入淀粉，导致制备原料之间的粘接效果较差，从而使得各制备原料不能充分燃烧，从而导致残留增加；同时失去减缓燃烧的效果，导致燃烧速度变快。
对比例2与实施例1的差异在于：未加入树脂，导致制备原料之间的粘接效果较差，从而使得各制备原料不能充分燃烧，从而导致残留增加；且淀粉含量增大，导致阻燃效果变强，导致燃烧速度变慢。
对比例3与实施例1的差异在于：未加入炭，隔离层的燃烧效果差，从而导致隔离层的残留增加；同时铝镁合金含量大大增加，从而导致燃烧速度大大加快。
综上所述，本发明的隔火药解决传统的隔火层残留物的问题，确保飞机起飞和降落时，不会因残留物卷入飞机的机器内，造成飞机发动机的故降，影响飞行安全。生产、储存过程中，不会造成引火线受潮，影响产品质量。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，即一端连接爆炸火药，另一端连接黑火药(发射药)，中间设置延时引火线的所述隔火层，采用氧化剂和可燃物配制隔火层材料，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 (10)
1.一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，包括以下重量百分数的制备原料：
硝酸钾10％～30％、硝酸钡1％～20％、高氯酸钾5％～30％、炭15％～25％、硫磺5％～20％、铝镁合金2％～10％、淀粉2％～10％和树脂2％～10％。
2.根据权利要求1所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述铝镁合金中镁含量为40％～50％。
3.根据权利要求1所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述炭由木炭和焦煤组成。
4.根据权利要求3所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述木炭和焦煤的质量比为1:2～4。
5.根据权利要求3所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述木炭的目数为100目～120目。
6.根据权利要求3所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述焦煤的目数为200目～400目。
7.根据权利要求1所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述树脂为酚醛树脂。
8.根据权利要求1所述的一种机场驱鸟弹用隔火药，其特征在于，所述淀粉为大米淀粉，所述大米淀粉的粒径为2μm～8μm。
9.一种制备如权利要求1至8任一项所述一种机场驱鸟弹用隔火药的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述制备原料混合后造粒、干燥；
所述造粒后目数为8目～16目；
所述干燥后水分在1.5％以下。
10.一种如权利要求1至8任一项所述一种机场驱鸟弹用隔火药在制备机场驱鸟弹中的应用。
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