RU2064914C1 - Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing - Google Patents
Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064914C1 RU2064914C1 RU93026479A RU93026479A RU2064914C1 RU 2064914 C1 RU2064914 C1 RU 2064914C1 RU 93026479 A RU93026479 A RU 93026479A RU 93026479 A RU93026479 A RU 93026479A RU 2064914 C1 RU2064914 C1 RU 2064914C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- magnesium
- fireworks
- flame
- sodium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разработки фейерверочных составов нового типа и их использования для создания фейерверка как одного из атрибутов различных празднеств, торжеств и реклам с высоким зрелищным эффектом, а также для сигнальных и осветительных целей. The invention relates to the field of development of a new type of fireworks compositions and their use for creating fireworks as one of the attributes of various festivals, celebrations and advertisements with a high spectacular effect, as well as for signal and lighting purposes.
Известные широко используемые в настоящее время фейерверочные пиротехнические составы (ФПС) содержат окислитель, горючее, пламеокрашивающие добавки и смолы в роли связующего /1, 2,3/. Они обладают низкой зрелищностью из-за того, что нет мягких и быстрых переходов цветов, наблюдается высокая задымленность, а также за счет неравномерности сгорания пироэлементов происходит "размазывание" картин при показах фейерверков. Known currently widely used fireworks pyrotechnic compositions (FPS) contain an oxidizing agent, fuel, flame retardants and resins as binders / 1, 2,3 /. They have low entertainment due to the fact that there are no soft and quick color transitions, high smoke is observed, and also due to the uneven combustion of pyroelements, the paintings are "smeared" during fireworks displays.
В качестве прототипа изобретения в части состава заявителем использован близкий по применению и ряду используемых компонентов осветительный газообразующий пиротехнический состав по французской заявке N 2316204, кл. С 06 В 31/25, 42 В 4/26, опубл. 4.03.77. Данный состав применяется в форме шашек для изготовления пиротехнических средств, таких, как сигнальные факелы и пиротехнические изделия для праздничных фейерверков и содержит следующие компоненты:
Твердый окислитель (нитраты щелочных или щелочно-земельных металлов) 40. 70%
Нитроцеллюлоза 5.20%
Нелетучее органическое топливо (дициандиамид, циануровая кислота, аминотетразол, диметилмочевина, гликолаурил, гексаметоксиметилмеламин) 12.45%
Металлическая составляющая (алюминий или магний) 0.15%
Технической задачей изобретения было создание фейерверочного состава с повышенной технологичностью его изготовления, понижение его чувствительности к механическим воздействиям, повышение химической стойкости, улучшение зрелищного эффекта.As a prototype of the invention, in terms of composition, the applicant used a lighting gas-forming pyrotechnic composition close in application and a number of components used according to
Solid oxidizing agent (nitrates of alkali or alkaline earth metals) 40. 70%
Nitrocellulose 5.20%
Non-volatile organic fuel (dicyandiamide, cyanuric acid, aminotetrazole, dimethylurea, glycolauryl, hexamethoxymethylmelamine) 12.45%
Metal component (aluminum or magnesium) 0.15%
An object of the invention was the creation of a firework composition with increased manufacturability of its manufacture, lowering its sensitivity to mechanical stresses, increasing chemical resistance, improving the spectacular effect.
Задача была решена созданием фейерверочного состава, включающего дополнительно к известным компонентам нитроцеллюлозе, твердому окислителю (нитраты щелочных и щелочно-земельных металлов), металлическому горючему (алюминий или магний) в качестве окислителя перхлорат калия или его смесь с нитратами щелочных или щелочно-земельных металлов, в качестве металлического горючего алюминиево-магниевый сплав или дробь чугунную (ЧДК), или порошок титана, или порошок сплава железа с кремнием. Связующее является комбинированным и состоит из нитроцеллюлозы, труднолетучего пластификатора, централита, дифениламина, фторопласта, индустриального или приборного масла, стеаратов цинка и магния и гидроокиси хрома. The problem was solved by creating a firework composition, which in addition to the known components nitrocellulose, a solid oxidizing agent (alkali and alkaline earth metal nitrates), metallic fuel (aluminum or magnesium) as an oxidizing agent, potassium perchlorate or its mixture with alkali or alkaline earth metal nitrates, as a metal fuel, an aluminum-magnesium alloy or a cast-iron fraction (PSA), or titanium powder, or an iron-silicon alloy powder. The binder is combined and consists of nitrocellulose, a hard-to-volatile plasticizer, centralite, diphenylamine, fluoroplastic, industrial or instrument oil, zinc and magnesium stearates and chromium hydroxide.
Входящие в ферйерверочный состав компоненты взяты в следующем соотношении, мас. The components included in the ferroveric composition are taken in the following ratio, wt.
Нитроцеллюлоза 29.53
Труднолетучий пластификатор 12.38
Окислитель (перхлорат калия или нитраты щелочных или щелочно-земельных металлов, или их смесь) 5.35
Металлическое горючее (алюминий или магний, или алюминиево-магниевый сплав, или дробь чугунная (ЧДК), или порошок титана, или порошок сплава железа с кремнием) 5.40
Централит 0,3.2,0
Дифениламин 0,3.2,0
Масло индустриальное или приборное 0,5.2,0
Стеарат цинка 0,3.1,5
Фторопласт 0,5.2,0
Стеарат магния 0,01.0,5
Гидроокись хрома 0,01.0,1
Пламеокрашивающие добавки Остальное.Nitrocellulose 29.53
Hard volatile plasticizer 12.38
Oxidizing agent (potassium perchlorate or nitrates of alkali or alkaline earth metals, or a mixture thereof) 5.35
Metallic fuel (aluminum or magnesium, or aluminum-magnesium alloy, or cast iron shot (ChDK), or titanium powder, or iron-silicon alloy powder) 5.40
Centralit 0.3.2.0
Diphenylamine 0.3.2.0
Industrial or instrument oil 0.5.2.0
Zinc stearate 0.3.1.5
Ftoroplast 0,5.2,0
Magnesium Stearate 0.01.0.5
Chromium hydroxide 0.01.0.1
Flame retardants Else.
Введенные в фейерверочный состав пластификатор и технологические добавки обеспечивают необходимые технологичность и физико-механические характеристики его, а также снижают трение между частицами твердых компонентов, тем самым повышая безопасность переработки состава и снижая чувствительность к механическим воздействиям. Осаждаемые на поверхности металлического горючего гидроокись хрома и стеарат магния, получаемые в процессе изготовления фейерверочного состава, защищают его поверхность и повышают химическую совместимость с окислителем и делают возможным использование безопасной водной технологии изготовления фейерверочного состава. The plasticizer and technological additives introduced into the fireworks composition provide the necessary manufacturability and its physical and mechanical characteristics, as well as reduce friction between particles of solid components, thereby increasing the safety of processing the composition and reducing sensitivity to mechanical stresses. Chromium hydroxide and magnesium stearate deposited on the surface of a metal fuel, obtained in the process of manufacturing a firework composition, protect its surface and increase chemical compatibility with an oxidizing agent and make it possible to use safe water technology for the manufacture of a firework composition.
В табл. 1 приводятся составы, основные их свойства (технологичность, чувствительность к механическим воздействиям, химическая стойкость при 110oС), а также характеристики, присущие именно фейерверочным составам (насыщенность цвета пламени и показатель дымовыделения), подтверждающие полезность данного изобретения с целью создания фейерверочных составов нового типа. В таблице приведены примеры выполнения топлива при граничных и средних значениях содержания компонентов, указанных в формуле. Как видно, все приведенные образцы имеют удовлетворительную химическую стойкость, хорошо перерабатывались в изделия экструзией, имели низкую чувствительность к механическим воздействиям благодаря использованию труднолетучего пластификатора, успешно прошли стендовые и летные испытания, подтверждающие возможность использования их в качестве фейерверочных составов, а именно, имеют насыщенность цвета пламени значительно более высокую, чем у существующих пиротехнических составов, а показатель дымовыделения значительно ниже (см. табл. 2).In the table. 1 shows the compositions, their main properties (manufacturability, sensitivity to mechanical stress, chemical resistance at 110 o C), as well as characteristics inherent specifically to fireworks (saturation of the color of the flame and smoke emission index), confirming the usefulness of this invention with the aim of creating new fireworks compositions type. The table shows examples of the performance of fuel with boundary and average values of the content of the components indicated in the formula. As you can see, all the samples given have satisfactory chemical resistance, were well processed into extrusion products, had low sensitivity to mechanical stresses due to the use of hard-to-volatile plasticizer, successfully passed bench and flight tests confirming the possibility of using them as fireworks, in particular, they have color saturation flame is much higher than that of existing pyrotechnic compositions, and the smoke emission rate is much lower (see table. 2 )
Анализируя сравнительные данные состава типа ФПС и НФС видно, что разработка нового класса фейерверочных составов позволила значительно сузить разброс и повысить насыщенность цвета пламени с одновременным снижением показателя дымовыделения, что, в свою очередь, обеспечивает более высокую зрелищность фейерверков. Analyzing the comparative data of the composition of the FPS and NPS types, it is clear that the development of a new class of fireworks compositions allowed to significantly narrow the spread and increase the color saturation of the flame with a simultaneous decrease in the smoke emission index, which, in turn, provides a higher spectacle of fireworks.
Рассматривая данные по образцам, имеющим соотношение компонентов за пределами, предлагаемыми в составе топлива, можно сказать следующее:
а) при недостатке или избытке как нитроцеллюлозы, так и пластификатора или при использовании их в другом соотношении, которое предполагается в формуле, состав получается нетехнологичный, т.е. его переработка экструзией в элементы различной формы (щелевой, звездообразный) или очень затруднена или совсем невозможна;
б) при использовании окислителей как нитратов, так и перхлората калия или их смеси в количествах либо ниже, либо выше указанных в формуле, теряется зрелищность фейерверка за счет нарушения цветности пламени и увеличения дымности;
в) использование металлического горючего в количестве ниже 5% приводит к тому, что состав начинает работать как обычный штатный баллиститный состав, а в случае, если оно взято в количестве выше 40% яркость пламени забивает цветность пламени;
г) при содержании в образцах стабилизатора химической стойкости ниже 0,3% образцы получаются нестойкие, т.е. при переработке разлагаются, а при содержании выше 2,0% ухудшается зрелищность, т.е. за счет избытка углеродсодержащих компонентов (централит, дифениламин) увеличивается дымность;
д) при содержании технологических добавок (масла индустриального или приборного, стеарата цинка, фторопласта) ниже 0,5; 0,3; 0,5% соответственно состав получается нетехнологичный, т.е. его практически не удалось переработать, а при содержании этих же добавок выше 2,0; 1,5; 2,0% соответственно резко нарушается механическая прочность изделий.Considering the data on samples having a ratio of components outside the range proposed in the composition of the fuel, we can say the following:
a) with a deficiency or excess of both nitrocellulose and a plasticizer or when using them in a different ratio, which is assumed in the formula, the composition is non-technological, i.e. its processing by extrusion into elements of various shapes (slotted, star-shaped) is either very difficult or completely impossible;
b) when using oxidizing agents such as nitrates and potassium perchlorate or a mixture thereof in amounts either lower or higher than those specified in the formula, the spectacle of the fireworks is lost due to the violation of the color of the flame and increased smoke;
c) the use of metallic fuel in an amount below 5% leads to the fact that the composition begins to work as a regular regular ballistic composition, and if it is taken in an amount above 40%, the brightness of the flame clogs the color of the flame;
d) when the content in the samples of the stabilizer of chemical resistance is below 0.3%, the samples are unstable, i.e. decompose during processing, and at a content above 2.0%, entertainment deteriorates, i.e. due to the excess of carbon-containing components (centralite, diphenylamine), smoke increases;
d) when the content of technological additives (industrial or instrument oil, zinc stearate, fluoroplastic) is below 0.5; 0.3; 0.5%, respectively, the composition is non-technological, i.e. it was practically not able to be processed, and with the content of the same additives above 2.0; 1.5; 2.0%, respectively, sharply violated the mechanical strength of the products.
е) при содержании технологических добавок (стеарата магния, гидроокиси хрома) ниже 0,01% состав имеет пониженную химическую стойкость и повышенную чувствительность к механическим воздействиям из-за плохой обработки металла, а при содержании этих же добавок выше 0,5; 0,1% соответственно резко нарушается механическая прочность изделия. f) when the content of technological additives (magnesium stearate, chromium hydroxide) is below 0.01%, the composition has reduced chemical resistance and increased sensitivity to mechanical stress due to poor metal processing, and when the content of these additives is higher than 0.5; 0.1%, respectively, sharply violated the mechanical strength of the product.
Известен способ изготовления фейерверочного пиротехнического состава путем механического смешения компонентов (4). Указанный способ опасен и малопроизводителен. A known method of manufacturing a firework pyrotechnic composition by mechanical mixing of the components (4). The specified method is dangerous and inefficient.
Известен способ изготовления составов на основе нитроцеллюлозы, пластифицированной труднолетучими пластификаторами путем смешения компонентов в водной среде (5). Данное техническое решение как наиболее близкое по технической сущности выбрано заявителем в качестве прототипа для объекта "Способ изготовления состава". A known method of manufacturing compositions based on nitrocellulose, plasticized by hard-volatile plasticizers by mixing the components in an aqueous medium (5). This technical solution as the closest in technical essence is selected by the applicant as a prototype for the object "Method for manufacturing the composition."
Недостатками указанного способа является невозможность изготовления составов с активными металлами (магний, алюминий, их сплавы, дробь чугунная, порошок титана, порошок сплава железа с кремнием), которые могут реагировать с водой, а также составы с водорастворимыми неорганическими компонентами. The disadvantages of this method is the inability to manufacture compositions with active metals (magnesium, aluminum, their alloys, cast iron shot, titanium powder, iron alloy powder with silicon), which can react with water, as well as compositions with water-soluble inorganic components.
Для изготовления предлагаемого состава разработан высокопроизводительный непрерывный способ производства новых фейерверочных составов на основе пластифицированной нитроцеллюлозы, включая металлическое горючее и водорастворимые неорганические компоненты. Поставленная цель достигается тем, что компоненты смешивают в водной среде и отжимают полученную массу от воды, металлическое горючее перед смешением с остальными компонентами, обрабатывают 0,9-1,1% водным раствором бихромата калия или натрия в течение 30-60 мин при температуре 65-90oС и массовом соотношении металлическое горючее - раствор 1:3-1:5, а затем в смесь вводят 5-10%-ный раствор водорастворимой соли магния, например, хлористый магний в количестве 4-10% к массе металлического горючего, и перемешивают в течение 10-30 мин, затем вводят 5-10%-ный раствор стеарата натрия или калия количестве 4-10% к массе металлического горючего и перемешивают течение 30-120 мин, а затем смешивают с остальными компонентами, после чего отжимают от воды, а водорастворимые неорганические компоненты, например, нитрат калия, вводят в виде насыщенного водного раствора, что позволяет обеспечить равномерное распределение водорастворимых неорганических компонентов в готовых изделиях.For the manufacture of the proposed composition developed a high-performance continuous method for the production of new fireworks compositions based on plasticized nitrocellulose, including metallic fuel and water-soluble inorganic components. This goal is achieved by the fact that the components are mixed in an aqueous medium and squeezed out the resulting mass from water, metal fuel before mixing with the other components, treated with 0.9-1.1% aqueous solution of potassium or sodium dichromate for 30-60 minutes at a temperature of 65 -90 o With a mass ratio of metal fuel - a solution of 1: 3-1: 5, and then a 5-10% solution of a water-soluble magnesium salt, for example, magnesium chloride in an amount of 4-10% by weight of metal fuel, is introduced into the mixture and stirred for 10-30 minutes, then a 5-10% solution is introduced p sodium or potassium stearate in an amount of 4-10% by weight of metal fuel and stirred for 30-120 minutes, and then mixed with other components, then squeezed from water, and water-soluble inorganic components, for example, potassium nitrate, are introduced in the form of saturated aqueous solution, which ensures uniform distribution of water-soluble inorganic components in the finished product.
В процессе изготовления состава указанным способом на поверхности дисперсионной фазы идет ряд химических реакций, в частности, на поверхности металлического горючего осаждаются соли хрома и гидроокись хрома с одновременным окислением поверхности частиц металлического горючего. Взаимодействие соли магния с раствором стеарата натрия или калия приводит к образованию коллоидного раствора стеарата магния, нерастворимого в воде. Таким образом, при перемешивании обеспечивается равномерное оседание стеарата магния на металлические частицы и образование на них сплошной пленки. Размеры частиц стеарата магния в коллоидном растворе меньше, чем размер металлических частиц, что обеспечивает высокую равномерность распределения стеарата магния на частицах металлического горючего. Нижний предел температуры 65oС обусловлен необходимостью поддерживать высокую скорость протекания реакций и растворимость компонентов, при понижении температуры неоправданно увеличивается время процесса, при температуре выше 90oС неоправданно увеличиваются энергозатраты.In the manufacturing process of the composition in this way, a series of chemical reactions take place on the surface of the dispersion phase, in particular, chromium salts and chromium hydroxide are deposited on the surface of the metal fuel with the simultaneous oxidation of the surface of the metal fuel particles. The interaction of a magnesium salt with a solution of sodium or potassium stearate leads to the formation of a colloidal solution of magnesium stearate, insoluble in water. Thus, with stirring, uniform deposition of magnesium stearate on metal particles and the formation of a continuous film on them is ensured. The size of the particles of magnesium stearate in a colloidal solution is smaller than the size of the metal particles, which ensures high uniformity of the distribution of magnesium stearate on the particles of metallic fuel. The lower temperature limit of 65 o C is due to the need to maintain a high reaction rate and the solubility of the components, when the temperature decreases, the process time unjustifiably increases, and at temperatures above 90 o C, the energy consumption unreasonably increases.
При обработке металлического горючего раствором бихромата калия (или натрия), концентрация которого меньше 0,9% не образуется защитной пленки, состоящей из окислов металла и гидроокиси хрома, что выражается в повышенной скорости газовыделения (табл. 3). Содержание бихромата калия или натрия в растворе свыше 1,1% не дает эффекта по повышению химической стойкости и снижению газовыделения. When processing a metal fuel with a solution of potassium dichromate (or sodium), the concentration of which is less than 0.9%, a protective film consisting of metal oxides and chromium hydroxide does not form, which is expressed in an increased rate of gas evolution (Table 3). The content of potassium or sodium dichromate in the solution of more than 1.1% does not give an effect to increase chemical resistance and reduce gas evolution.
Массовое соотношение твердой и жидкой фаз (модуль) обусловлено тем, что при соотношении фаз меньше 1:3 возрастает вязкость смеси, следовательно, затрудняются процессы перемешивания и транспортирования. При соотношении фаз большем, чем 1:5, снижается производительность процесса в целом. The mass ratio of solid and liquid phases (module) is due to the fact that when the phase ratio is less than 1: 3, the viscosity of the mixture increases, therefore, the processes of mixing and transportation are difficult. When the phase ratio is greater than 1: 5, the productivity of the process as a whole decreases.
Нижний предел количества растворимой соли магния 4% обусловлен тем, что при меньшем количестве соли получается недостаточная химическая стойкость металлического горючего в составе, что выражается в повышенной скорости газовыделения (табл. 3), а при содержании соли магния выше 10% снижается энергетика состава за счет увеличения низкоэнергетических примесей в составе (различные соли магния). The lower limit of the amount of soluble magnesium salt of 4% is due to the fact that with a smaller amount of salt, insufficient chemical resistance of the metal fuel in the composition is obtained, which is expressed in an increased gas evolution rate (Table 3), and when the magnesium salt content is above 10%, the energy of the composition decreases due to increase in low-energy impurities in the composition (various magnesium salts).
Так как между стеаратом натрия или калия и растворимой солью магния идет обменная реакция, то количество стеарата, вводимого в процесс, эквивалентно количеству соли магния этим объясняется как верхний, так и нижний пределы содержания стеарата натрия или калия. Концентрация стеарата натрия или калия 5-10% обусловлена тем, что при меньшей концентрации вводится значительное количество воды, что приводит к нарушению общего модуля изготовления, а верхний предел концентрации обусловлен пределом растворимости стеарата в воде. Since there is an exchange reaction between the sodium or potassium stearate and the soluble magnesium salt, the amount of stearate introduced into the process is equivalent to the amount of magnesium salt, this explains both the upper and lower limits of the content of sodium or potassium stearate. The concentration of sodium or potassium stearate of 5-10% is due to the fact that a significant amount of water is introduced at a lower concentration, which leads to a violation of the general manufacturing module, and the upper concentration limit is due to the solubility limit of stearate in water.
Максимальное время перемешивания 30 мин обусловлено тем, что при меньшем времени не происходит полного усреднения и не достигается однородность смеси, максимальное время 120 мин обусловлено тем, что неоправданно увеличивается время изготовления смеси, снижается общая производительность процесса. The maximum mixing time of 30 minutes is due to the fact that at a shorter time there is no complete averaging and homogeneity of the mixture is not achieved, the maximum time of 120 minutes is due to the fact that the production time of the mixture is unjustifiably increased, and the overall process productivity decreases.
Изготовление образцов, приведенных в табл. 1, осуществляют указанным способом. В смеситель подавались последовательно коллоксилин, пластификатор, дифениламин, централит, масло индустриальное или приборное, фторопласт, стеарат цинка и водонерастворимые пламеокрашивающие добавки. В отдельном смесителе подготавливалась суспензия металлического горючего в 0,9-1,1% растворе бихромата калия или натрия, суспензия перемешивалась в течение 30-60 мин при температуре 65-90oС и массовом соотношении твердой и жидкой фаз 1: 3-1:5, затем в смесь вводят раствор водорастворимой соли магния в количестве 4-10% к массе металлического горючего и перемешивают в течение 10-30 мин, затем вводят 5-10%-ный раствор стеарата натрия или калия в количестве 4-10% к массе металлического горючего, после чего суспензию перемешивают в течение 30-120 мин и смешивают с остальными компонентами, все перемешивают, а затем отжимают от воды. Водорастворимые неорганические компоненты растворяют в воде при температуре 105-115oС до получения насыщенного раствора и затем дозируют на вальцы, куда подают и отжатую смесь нерастворимых компонентов. Результаты химической стойкости по газовыделению при температуре 100oС, подтверждающие преимущества предлагаемого процесса изготовления массы, приведены в табл. 3.Production of samples shown in table. 1, carry out the specified method. Colloxylin, plasticizer, diphenylamine, centralite, industrial or instrument oil, fluoroplast, zinc stearate and water-insoluble flame-retardant additives were fed sequentially to the mixer. In a separate mixer, a suspension of metallic fuel was prepared in a 0.9-1.1% solution of potassium or sodium dichromate, the suspension was mixed for 30-60 minutes at a temperature of 65-90 o C and the mass ratio of solid and liquid phases 1: 3-1: 5, then a solution of water-soluble magnesium salt in an amount of 4-10% by weight of metal fuel is introduced into the mixture and stirred for 10-30 minutes, then a 5-10% solution of sodium or potassium stearate in an amount of 4-10% by weight is introduced metal fuel, after which the suspension is stirred for 30-120 minutes and mixed with about steel components, everything is mixed, and then squeezed from the water. Water-soluble inorganic components are dissolved in water at a temperature of 105-115 o C to obtain a saturated solution and then dosed on rollers, which served and pressed mixture of insoluble components. The results of chemical resistance to gas evolution at a temperature of 100 o With, confirming the advantages of the proposed process for the manufacture of mass, are given in table. 3.
Анализ результатов, приведенных в табл. 3, показывает, что только при предлагаемых режимах изготовления получается удовлетворительное качество топливной массы. Газовыделение штатных "стабильных" составов находится на уровне 0,3-0,5 см3/г.ч, при превышении газовыделения до 1-2 см3/г.ч химическая стойкость неудовлетворительна, поэтому изделия, получаемые из этого состава, растрескиваются при изготовлении.Analysis of the results given in table. 3, shows that only with the proposed manufacturing conditions, a satisfactory quality of the fuel mass is obtained. The gas evolution of regular "stable" compounds is at the level of 0.3-0.5 cm 3 / g.h., when gas evolution is exceeded up to 1-2 cm 3 / g.ch, the chemical resistance is unsatisfactory, therefore, products obtained from this composition crack at manufacture.
Одним из путей повышения зрелищного эффекта фейерверка является использование явления многократного изменения цвета при горении многослойных фейерверочных элементов. One of the ways to increase the spectacular effect of fireworks is to use the phenomenon of multiple color changes during the burning of multilayer firework elements.
Известен многослойный фейерверочный элемент, состоящий из картонного корпуса, в котором последовательно расположены таблетки из ФПС различного цвета. A multi-layer firework element is known, consisting of a cardboard case, in which FPS tablets of various colors are arranged in series.
Указанный многослойный элемент изготавливается методом глухого прессования, что опасно и трудоемко. The specified multilayer element is made by the method of blind pressing, which is dangerous and time-consuming.
В Японии изменение цвета фейерверочных фигур достигается использованием сферических многослойных фейерверочных элементов, выполненных в виде драже. Центральное ядро в форме шарика окружено оболочкой тоже в форме шара, но выполненной из другого состава /6/. In Japan, the color change of firework figures is achieved using spherical multilayer firework elements made in the form of dragees. The central core in the shape of a ball is surrounded by a shell also in the shape of a ball, but made of a different composition / 6 /.
Данное техническое решение, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, заявителем выбрано в качестве прототипа для объекта "Фейерверочный элемент". This technical solution, as the closest in technical essence and the achieved positive effect, the applicant has chosen as a prototype for the object "Fireworks element".
Недостатком известного многослойного фейерверочного элемента является сложность изготовления, разнотолщинность слоев, что приводит к неравномерности сгорания элементов, неодновременности цветоперехода, а в итоге к "размазыванию" картин, т.е. снижению зрелищности. A disadvantage of the known multilayer fireworks element is the complexity of manufacturing, the thickness of the layers, which leads to uneven combustion of the elements, non-simultaneous color transition, and ultimately to the "smearing" of the paintings, i.e. decrease in entertainment.
Целью данного изобретения является снижение трудоемкости изготовления многоцветных фейерверочных элементов при одновременном обеспечении однообразия их геометрической формы и толщины слоев, и, как следствие, повышение зрелищности при горении фейерверочных элементов. Поставленная цель достигается тем, что фейерверочный элемент выполняют в виде коаксиальных цилиндров равной высоты, причем наружный диаметр предыдущего цилиндра равен внутреннему диаметру последующего, при этом каждый цилиндр изготавливают из определенного состава. Торцевые поверхности цилиндров покрывают изолирующим негорючим составом, вследствие чего горение элемента происходит по боковым цилиндрическим поверхностям. На фиг. 1, 2 показан пример выполнения многослойного фейерверочного элемента. Элемент состоит из центрального цилиндра 1 из состава одного цвета и наружного цилиндра 2 из состава другого цвета. Торцы цилиндров покрыты изолирующим негорючим составом 3. The aim of this invention is to reduce the complexity of manufacturing multi-color firework elements while ensuring uniformity of their geometric shape and thickness of the layers, and, as a result, increase the entertainment performance when burning fireworks elements. This goal is achieved in that the firework element is made in the form of coaxial cylinders of equal height, and the outer diameter of the previous cylinder is equal to the inner diameter of the next, each cylinder being made of a specific composition. The end surfaces of the cylinders are covered with an insulating non-combustible composition, as a result of which the element burns along the cylindrical lateral surfaces. In FIG. 1, 2 shows an example implementation of a multilayer firework element. The element consists of a
Для повышения зрелищности фейерверка и увеличения числа цветопереходов внутренние цилиндры выполняют со шлицевым поперечным сечением. При этом ширина выступа и впадин одинаковая, а высота выступа равна половине толщины предыдущего слоя. To increase the entertainment of the fireworks and increase the number of color transitions, the inner cylinders are made with a spline cross section. In this case, the width of the protrusion and troughs is the same, and the height of the protrusion is equal to half the thickness of the previous layer.
На фиг. 3,4 показан пример выполнения трехслойного фейерверочного элемента со шлицевым поперечным сечением внутренних элементов. Фейерверочный элемент выполнен из составов трех разных цветов. Центральный элемент 1 и последующий элемент 2 выполнены со шлицами. Высота шлицов элемента 1 равна половине толщины слоя элемента 2, а высота шлицов элемента 2 равна половине толщины слоя элемента 3. Торцы элементов покрыты изолирующим негорючим составом. In FIG. 3.4 shows an example of a three-layer firework element with a spline cross section of the internal elements. The firework element is made of compositions of three different colors. The
Эффект смешения цветов в значительной степени определяется соотношением скоростей горения близлежащих слоев в многослойном фейерверочном элементе. Как показали экспериментальные исследования, составы, содержащие различные цветопламенные добавки, но имеющие одинаковую основу нитроцеллюлоза + пластификатор + металлическое горючее имеют близкие скорости горения (см. табл. 4). The effect of color mixing is largely determined by the ratio of the burning rates of nearby layers in a multilayer firework element. As shown by experimental studies, compositions containing different color-flame additives, but having the same base nitrocellulose + plasticizer + metal fuel have similar burning rates (see table. 4).
В результате данная конструкция при горении позволяет получить пять цветов:
I за счет состава;
II за счет смешения цветов составов 1 и 2;
III за счет состава 2;
IV за счет смешения цветов составов 2 и 3;
V за счет состава 3.As a result, this design when burning allows you to get five colors:
I due to the composition;
II due to the mixing of colors of
III due to
IV by mixing colors of
V due to
Известен способ изготовления многослойных фейерверочных элементов методом глухого прессования, но, как уже отмечалось, он трудоемок и опасен. A known method of manufacturing multilayer fireworks elements by the method of deaf pressing, but, as already noted, it is time-consuming and dangerous.
Известен способ получения элементов накаткой одного состава на другой. Однако при этом способе не обеспечивается однообразие формы элементов и толщины слоев. A known method for producing knurled elements of one composition on another. However, this method does not provide uniformity in the shape of the elements and the thickness of the layers.
Известен способ наложения оболочек при изготовлении кабеля /7/. A known method of applying sheaths in the manufacture of cable / 7 /.
Указанный способ выбран заявителем в качестве прототипа для объекта "Способ изготовления многослойных фейерверочных элементов". The specified method is selected by the applicant as a prototype for the object "Method for the manufacture of multilayer firework elements".
Недостатком известного способа является наличие тянущих, охлаждающих и намоточных устройств. Зависимость производительности и качества от работы этих устройств. The disadvantage of this method is the presence of pulling, cooling and winding devices. Dependence of performance and quality on the operation of these devices.
Предлагаемый способ изготовления многослойного фейерверочного элемента методом соэкструзии поясняется рисунком на фиг. 5, где 1 первый экструдер, 2 формующий инструмент, 3 центральный шнур из первого состава, 4 второй экструдер, 5 соэкструзионный инструмент, 6 масса второго состава, 7 - второй соэкструзионный инструмент, 8 третий экструдер, 9 трехслойный шнур, 10 нож для резки шнура на элементы. The proposed method for manufacturing a multilayer firework element by coextrusion is illustrated in the figure in FIG. 5, where 1 is the first extruder, 2 forming tool, 3 central cord from the first composition, 4 second extruder, 5 coextruded tool, 6 mass of the second composition, 7 - second coextruded tool, 8 third extruder, 9 three-layer cord, 10 knife for cutting the cord on the elements.
Фейерверочный состав первого цвета подают в экструдер 1 и экструдируют массу при температуре 70-80oС через формующий инструмент 2. Выходящий шнур 3, являющийся центральным, охлаждают до 30-50oС (температура стеклования) и направляют в соэкструзионный инструмент 5, в который одновременно вторым экструдером 4 подают массу второго состава при температуре 70-80oС. В соэкструзионном инструменте 5 происходит обволакивание центрального шнура вторым составом 6. Выходящий двухслойный шнур охлаждают до 30-50oС и направляют во второй экструзионный инструмент 7, в котором шнур обволакивается массой третьего состава, экструдируемой третьим экструдером 8. Выходящий трехслойный шнур 9 режут ножом 10 на элементы заданной длины. Торцы элементов покрывают негорючим составом.The firework composition of the first color is fed into the
Центральные шнуры экструдируют или с круговым поперечным сечением, или со шлицевым. В зависимости от количества слоев фейерверочного элемента проводят и количество экструзионных процессов (для двухслойных один раз, для трехслойных 2 раза и т.д.). Охлаждение шнуров проводят с целью повышения их прочности, так как при температуре экструзии 70-80oС в соэкструзионном инструменте они рвутся. При температуре экструзии 70-80oС центральные шнуры имеют предел прочности при растяжении 0,4-0,5 МПа, а при температуре 30-50oС (температура стеклования) 6-7 МПа. В случае шлицевого сечения при температуре 70-80oС в соэкструзионном инструменте происходит к тому же смятие шлицов.The central cords are extruded either with a circular cross section or with a spline. Depending on the number of layers of the firework element, the number of extrusion processes is also carried out (once for two-layer, for three-
Заявленный способ позволяет получать многослойные элементы без применения тянущих и намоточных устройств, что существенно упрощает процесс. The claimed method allows to obtain multilayer elements without the use of pulling and winding devices, which greatly simplifies the process.
Таким образом, предлагаемое техническое решение качественно по-новому преобразует состав и способ его получения, фейерверочный элемент и способ его изготовления. ЫЫЫ4 Thus, the proposed technical solution qualitatively in a new way transforms the composition and method of its production, firework element and method of its manufacture. YYY4
Claims (10)
Труднолетучий пластификатор 12 38
Перхлорат калия или нитраты щелочных или щелочноземельных металлов или их смесь 5 35
Алюминий, или магний, или алюминиево-магниевый сплав, или дробь чугунная, или порошок титана, или порошок сплава железа с кремнием 5 40
Централит 0,3 2,0
Дифениламин 0,3 2,0
Стеарат цинка 0,3 1,5
Стеарат магния 0,01 0,5
Индустриальное или приборное масло 0,5 2,0
Фторопласт 0,5 2,0
Гидроокись хрома 0,01 0,1
Пламеокрашивающие добавки Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве труднолетучего пластификатора нитроцеллюлозы он содержит триацетин в количестве 12 23% или нитроглицерин в количестве 23 38% при массовом соотношении нитроцеллюлозы и пластификатора (65 75):(35 25) или (60 40):(40 60) соответственно.Nitrocellulose 29 53
Hard volatile plasticizer 12 38
Potassium perchlorate or nitrates of alkali or alkaline earth metals or a mixture thereof 5 35
Aluminum, or magnesium, or aluminum-magnesium alloy, or cast-iron shot, or titanium powder, or iron-silicon alloy powder 5 40
Centralit 0.3 2.0
Diphenylamine 0.3 2.0
Zinc stearate 0.3 1.5
Magnesium Stearate 0.01 0.5
Industrial or instrument oil 0.5 2.0
Teflon 0.5 2.0
Chromium hydroxide 0.01 0.1
Flame Retardants
2. The composition according to claim 1, characterized in that, as a non-volatile plasticizer of nitrocellulose, it contains triacetin in an amount of 12 23% or nitroglycerin in an amount of 23 38% with a mass ratio of nitrocellulose and plasticizer (65 75) :( 35 25) or (60 40) :( 40 60) respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93026479A RU2064914C1 (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93026479A RU2064914C1 (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93026479A RU93026479A (en) | 1995-06-27 |
| RU2064914C1 true RU2064914C1 (en) | 1996-08-10 |
Family
ID=20141622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93026479A RU2064914C1 (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2064914C1 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000023401A1 (en) * | 1998-10-22 | 2000-04-27 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Pyrotechnic composition and method for preparation thereof |
| EP1982968A1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-10-22 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | A low-smoke pyrotechnic composition for producing colored flames |
| RU2460711C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Pyrotechnic composition of coloured flame |
| RU2484966C2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Extrusion toolage |
| CN103951536A (en) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 杨培江 | Smokeless sulfur-free decoration spraying reagent for fireworks |
| RU2552550C1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Method of manufacture of pyrotechnical charges |
| RU2690467C2 (en) * | 2017-10-31 | 2019-06-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Composition of coloured fire and method of its production |
| RU2692524C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-06-25 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения имени В.В. Бахирева" (АО "ГосНИИмаш") | Inert press composition |
| CN113698261A (en) * | 2021-02-09 | 2021-11-26 | 北京理工大学 | High-detonation-volume type range-extending safe and environment-friendly firework propellant |
| WO2022229478A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | Comercial De Festes I Revetlles, S.L. | Firework article |
-
1993
- 1993-05-21 RU RU93026479A patent/RU2064914C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Фрейман А.А., Краткий курс пиротехники, М., Государственное издательство оборонной промышленности, 1940. 2. Авторское свидетельство СССР N 232812, кл. C 06 B 29/22, 1967. 3. Авторское свидетельство СССР N 1519156, кл. C 06 B 33/08, 1987. 4. Шидловский А.А., Основы пиротехники, 1973. 5. Будников М.А. и др. Взрывные вещества и пороха, Оборониздат, 1955. 6. Tokeo Shuneizu "Fire works" в сб. "The Art, Science and Technics", Tokyo Japan, 1981. 7. Шенкель Г., Шнековые прессы для пластмасс, Л., 1962. * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1127860A4 (en) * | 1998-10-22 | 2006-04-12 | Nippon Kayaku Kk | Pyrotechnic composition and method for preparation thereof |
| WO2000023401A1 (en) * | 1998-10-22 | 2000-04-27 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Pyrotechnic composition and method for preparation thereof |
| EP1982968A1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-10-22 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | A low-smoke pyrotechnic composition for producing colored flames |
| WO2008127106A3 (en) * | 2007-04-16 | 2008-12-24 | Tno | A low-smoke pyrotechnic composition for producing colored flames |
| RU2460711C1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Pyrotechnic composition of coloured flame |
| RU2484966C2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Extrusion toolage |
| RU2552550C1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-06-10 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Method of manufacture of pyrotechnical charges |
| CN103951536A (en) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 杨培江 | Smokeless sulfur-free decoration spraying reagent for fireworks |
| CN103951536B (en) * | 2014-04-30 | 2015-09-16 | 杨培江 | A kind of fireworks with micro-cigarette without sulphur spraying decoration medicament |
| RU2690467C2 (en) * | 2017-10-31 | 2019-06-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" | Composition of coloured fire and method of its production |
| RU2692524C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-06-25 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт машиностроения имени В.В. Бахирева" (АО "ГосНИИмаш") | Inert press composition |
| CN113698261A (en) * | 2021-02-09 | 2021-11-26 | 北京理工大学 | High-detonation-volume type range-extending safe and environment-friendly firework propellant |
| WO2022229478A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | Comercial De Festes I Revetlles, S.L. | Firework article |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2064914C1 (en) | Fireworks composition, method of its preparing, monolayer fireworks member and a method of its preparing | |
| DE2946422C2 (en) | ||
| US8784584B2 (en) | Perchlorate-free yellow signal flare composition | |
| US6982014B1 (en) | Explosive composition for fireworks and method for manufacturing the same | |
| US8216403B2 (en) | Perchlorate-free red signal flare composition | |
| RU2466119C1 (en) | Pyrotechnic composition for red signalling light | |
| RU2341504C1 (en) | Method of manufacturing of pyrotechnic elements for firework and signal charges | |
| US4381270A (en) | Method of producing a flash suppressed pressed rocket propellant | |
| RU2192406C2 (en) | Spark force composition of color light for fireworks | |
| EP1064241B1 (en) | Primary explosives and primers which can be ignited by electric triggering | |
| CN1052713C (en) | Colour smoke-less series fireworks | |
| RU2031898C1 (en) | Pyrotechnical composition for bengal candle | |
| RU2690467C2 (en) | Composition of coloured fire and method of its production | |
| RU2046120C1 (en) | Pyrotechnic composition of lilac fire | |
| DE19808960C2 (en) | Sparkler with additional acoustic effects | |
| RU2719009C1 (en) | Pyrotechnic composition of green fire | |
| RU2046122C1 (en) | Pyrotechnic composition of blue fire | |
| EP1616845B1 (en) | Pourable propellant powder | |
| RU2026277C1 (en) | Pyrotechnic cord and composition for its making | |
| RU2086278C1 (en) | Composition for cooling fire-extinguishing aerosol and method of manufacture thereof | |
| RU1777320C (en) | Pyrotechnic fireworks composition of colored fire | |
| RU2074847C1 (en) | Match | |
| DE863318C (en) | Add-on for electric glow and gap igniters | |
| CN110937962A (en) | Alloy type carmine cold firework chemical and preparation method thereof | |
| RU2567635C1 (en) | Pyrotechnic composition for fireworks |