CN115849998A - 基于高活性硼粉的点传火药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于高活性硼粉的点传火药及其制备方法。所述点传火药的组成及质量百分含量为：硝酸钡58～62％，过氧化钡13～17％，高活性硼粉15～18％，镁铝合金粉3～8％，木炭粉3～8％，酚醛树脂3～8％。所述制备方法包括如下步骤：(10)称量：按照点传火药的组成及质量百分含量，称出各种原材料干粉和酚醛树脂；(20)干混：将各种原材料干粉均匀混合；(30)湿混:将酚醛树脂制成粘合剂溶液，加入均匀混合后的原材料干粉中，用木刀压制混合，形成均匀湿性样品；(40)造粒：将湿性样品以10目－40目的分样筛造粒，静置阴干，得到颗粒状点传火药。本发明的点传火药安全性高，点火性能、传火性能好。
Description
技术领域
本发明属于火炸药技术领域，特别是一种基于高活性硼粉的点传火药及其制备方法。
背景技术
点传火药是指在外界初始冲能的作用下能够发生迅速的燃烧反应，放出大量热量、气体和灼热固体残渣,从而点燃各种火药、烟火药和火工品的火工药剂，广泛用于烟火药药剂及其制品的点火和烟火药与发射药之间的传火。点火药的点火机理是将被点燃的烟火药局部加热到发火点,并促使其稳定且可靠地燃烧下去。
现有点传火药如中国发明专利申请说明书“一种硼/硝酸钾系点火药及其制备方法”(申请号：202110553731.9，公开日：2021.07.30)所述，其组成和质量百分含量为：一种硼/硝酸钾系点火药，包括下述重量份的组分：硼15～50份；硝酸钾50～85份；2,4,6-三硝基-3,5-二氟苯甲醚，硼和硝酸钾占总重量的1％～5％，硼为无定型颗粒。其制备方法是：将硼、硝酸钾及一定比例的溶有TNDFB的溶剂，进行湿法混合，混合均匀后进行干燥。
然而，上述点传火药以硝酸钾作为氧化剂，火焰感度高，安全性差。
再则，上述点传火药以硼粉作为主体燃料剂，使该含硼点火药燃烧热很大，但由于比容较小,难以形成足够大的点火压力,难以迅速点燃某些推进剂、发射药或烟火药，点传火性能不够好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高活性硼粉的点传火药，安全性高、点传火性能好。
本发明的另一目的在于提供一种基于高活性硼粉的点传火药的制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于高活性硼粉的点传火药，其组成及质量百分含量为：硝酸钡58～62％，过氧化钡13～17％，高活性硼粉15～18％，镁铝合金粉3～8％，木炭粉3～8％，酚醛树脂3～8％。
优选地，所述高活性硼粉为以纳米高热剂化方法制得的纳米复合硼粉。
优选地，所述纳米高热剂化方法为超声共混法。
优选地，所述高活性硼粉为下述纳米复合硼粉之一：B/NiO、B/CuO或B/Fe2O3。
进一步优选地，所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B：NiO＝32:3。
所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B：CuO＝8:3。
所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B/Fe2O3＝32:1。
实现本发明另一目的的技术解决方案为：
一种基于高活性硼粉的点传火药的制备方法，包括如下步骤：
(10)称量：按照所述点传火药的组成及质量百分含量，称出各种原材料干粉和酚醛树脂；
(20)干混：将各种原材料干粉均匀混合；
(30)湿混:将酚醛树脂制成粘合剂溶液，加入均匀混合后的原材料干粉中，用木刀压制混合，形成均匀湿性样品；
(40)造粒：将所述湿性样品以10目－40目的分样筛造粒，静置阴干，得到颗粒状点传火药。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、安全性高：氧化剂的化学反应活性是决定烟火药剂安全性的最关键因素。本发明以钝感的硝酸钡替代敏感的硝酸钾作为氧化剂，大幅提高了点传火药的安全性能。
2、点传火性能好；本发明以高活性硼粉替代常规硼粉作为主体燃料剂，其点火性能明显优于传统的硼/硝酸钾点火药。原因在于高活性硼粉有利于提高点火药的点火性能，主要体现在其可以增加点火药的热量，在火药筒内进行实验时，有利于提高火焰的喷施射高度，即提高点火药的燃烧压力。此外，本发明在点传火药中加入镁铝粉，有效提高了点传火药的燃烧热和燃烧压力，在点传火药中加入木炭粉，效延长了点火药的持续时间，从而进一步提高了点传火性能。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
制备本发明的药剂，所使用的高活性硼粉为超声共混法制备的纳米复合硼粉，其组成质量比分别为：B/NiO(32:3)型高活性硼粉，B/CuO(8:3)型高活性硼粉；B/Fe2O3(32:1)型高活性硼粉。
制备本发明的药剂，按照如下工艺流程进行：1.配方设计。2.计量:实验要求每个配方配制n克药剂，换算出每个配方中每种原材料的具体用量。3.原材料预处理:包括原材料采购，粉碎，烘干，细化，干燥，筛分，保存等过程。4.称量:按照计量出的每种原材料具体用量用天平准确称出。5.干混:将配方中粘合剂之外的干粉状原材料混合在一起。6.湿混:将第5步干混好的药剂放置一旁，将粘合剂溶解形成溶液；然后，将粘合剂溶液加入到干粉药剂中，混合以形成均匀湿性样品。7.造粒:将湿混好的药剂转移到分样筛上，用毛刷轻轻刷下去，形成类似于感冒冲剂状的颗粒，待溶剂完全挥发即可用试剂袋标识存放。
对比例(常规B/点火药成KNO3)：硼35份；硝酸钾65份；2,4,6-三硝基-3,5-二氟苯甲醚，硼和硝酸钾占总重量的1％～5％，硼为无定型颗粒。按照计量、原材料预处理、称量、干混、湿混、.造粒这一个工艺流程制备为药剂。
实施例1：配方组成为：硝酸钡58％，过氧化钡17％，高活性硼粉15％，镁铝合金粉3％，木炭粉3％，酚醛树脂4％；所使用的高活性硼粉为B/NiO(32:3)型高活性硼粉；按照计量、原材料预处理、称量、干混、湿混、造粒这一个工艺流程制备为药剂。
实施例2：配方组成为：硝酸钡62％，过氧化钡13％，高活性硼粉15％，镁铝合金粉4％，木炭粉3％，酚醛树脂3％；所使用的高活性硼粉为B/CuO(8:3)型高活性硼粉；按照计量、原材料预处理、称量、干混、湿混、造粒这一工个艺流程制备为药剂。
实施例3：配方组成为：硝酸钡58％，过氧化钡13％，高活性硼粉18％，镁铝合金粉3％，木炭3％，酚醛树脂5％；所使用的高活性硼粉为B/Fe2O3(32:1)型高活性硼粉；按照计量、原材料预处理、称量、干混、湿混、造粒这一个工艺流程制备为药剂。
各实施例及对比例的原料组成及含量汇总于表1。
表1各实施例及对比例的原料组成及含量表
将对比例和各实施例制备的药剂按下述方法进行性能实验。
对药剂的点火性能实验方法参考标准GJB5891.25-2006采用导火索法进行火焰感度测试的方法和原理，逆行该标准的方法和原理，并采用D-优化法进行数理分析，计算点火药的最大点火距离以及50％发火率，从而综合评定点火药的点火性能。
实验结果汇总于表2。
表2各实施例及对比例的性能实验表
| 样品 | 最大点火距离(cm) | 50％发火点(cm) |
| 对比例 | 40.6 | 40.623 |
| 实施例1 | 51.3 | 51.911 |
| 实施例2 | 54.6 | 54.409 |
| 实施例3 | 50.4 | 49.058 |
从表2中本发明与对比例的性能实验对比结果可以看出：本发明以钝感的硝酸钡替代敏感的硝酸钾作为氧化剂，大幅提高了点传火药的安全性能。以高活性硼粉替代常规硼粉作为主体燃料剂，其点火性能明显优于传统的硼/硝酸钾点火药。
本发明基于高活性硼粉的点传火药比现有点传火药安全性高、点火性能好的原因在于：
1、氧化剂的化学反应活性是决定烟火药剂安全性的最关键因素。本发明以钝感的硝酸钡替代敏感的硝酸钾作为氧化剂，大幅提高了点传火药的安全性能；
2、以纳米高热剂化法对硼粉进行改性处理，使硼粉表面包覆纳米氧化物，得到高活性硼粉。超时共混法可以制备出粒径分布更为均匀且纳米包覆情况更完整的硼复合材料-高活性硼粉。这种高活性硼粉在点火以后，纳米氧化物与硼之间发生反应生成金属单质与硼氧化物，释放大量热量，并产生大量的熔渣，使整个体系维系较高温度的时间较长，从而可以导致前一过程未能反应的硼以及前一过程生成的金属单质能够与空气中的氧继续进行燃烧反应，最终使硼能够充分燃烧以尽可能多地释放其理论热值。从而有利于提高点火药的点火性能。
3、在点传火药中加入镁铝粉，有效提高了点传火药的燃烧热和燃烧压力。
4、在点传火药中加入木炭粉，效延长了点火药的持续时间，从而进一步提高了点传火性能。
Claims (8)
1.一种基于高活性硼粉的点传火药，其组成及质量百分含量为：
硝酸钡58～62％，
过氧化钡13～17％，
高活性硼粉15～18％，
镁铝合金粉3～8％，
木炭粉3～8％，
酚醛树脂3～8％。
2.根据权利要求1所述的点传火药，其特征在于：
所述高活性硼粉为以纳米高热剂化方法制得的纳米复合硼粉。
3.根据权利要求2所述的点传火药，其特征在于：
所述纳米高热剂化方法为超声共混法。
4.根据权利要求3所述的点传火药，其特征在于，
所述高活性硼粉为下述纳米复合硼粉之一：B/NiO、B/CuO或B/Fe2O3。
5.根据权利要求4所述的点传火药，其特征在于：
所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B：NiO＝32:3。
6.根据权利要求4所述的点传火药，其特征在于：
所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B：CuO＝8:3。
7.根据权利要求4所述的点传火药，其特征在于：
所述纳米复合硼粉中，各组分的质量比为，B/Fe2O3＝32:1。
8.一种如权利要求1至7之一所述的基于高活性硼粉的点传火药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(10)称量：按照所述点传火药的组成及质量百分含量，称出各种原材料干粉和酚醛树脂；
(20)干混：将各种原材料干粉均匀混合；
(30)湿混:将酚醛树脂制成粘合剂溶液，加入均匀混合后的原材料干粉中，用木刀压制混合，形成均匀湿性样品；
(40)造粒：将所述湿性样品以10目－40目的分样筛造粒，静置阴干，得到颗粒状点传火药。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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