RU2087456C1

RU2087456C1 - Composition for color-flame bengal candle

Info

Publication number: RU2087456C1
Application number: RU95109139A
Authority: RU
Inventors: В.С. Лядов; Р.А. Кузнецов
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU95109139A

Abstract

FIELD: pyrotechnics. SUBSTANCE: composition has, wt.-%: alkaline-earth metal nitrate 25-46; iron powder 30-45; aluminium-magnesium alloy 13-20; carbohydrate or carbohydrates mixture 3-6; bentonite clay 4-8, and polyvinyl chloride 6-8. Composition can contain additionally 0.5-2.0% technical carbon and 6-8% calcium carbonate. EFFECT: enhanced quality, improved technology, decreased toxicity. 3 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое техническое решение относится к пиротехнике, а именно к составам бенгальских свечей /Б. С./ для увеселительных, зрелищных и, возможно, сигнальных целей. The proposed technical solution relates to pyrotechnics, namely, the compositions of Bengal candles / B. S. / for entertainment, entertainment and, possibly, signaling purposes.

Для обеспечения праздничных зрелищных мероприятий используется ряд фейерверочных составов, дающих при горении факел цветного пламени, в частности, описаны сигнальные составы зеленого, желтого, красного огня, содержащие излучающие цвет соединения бария, стронция, натрия в смеси с металлическим горючим и хлорирующими добавками /А.А.Шидловский. Основы пиротехники. М.Машиностроение, 1973 г. с 196-209/. To ensure festive entertainment events, a number of fireworks are used, which give a colored flame torch when burning, in particular, signal compositions of green, yellow, red fire containing color-emitting compounds of barium, strontium, sodium mixed with metal combustible and chlorinating additives / A are described. A. Shidlovsky. Fundamentals of pyrotechnics. M. Engineering, 1973 from 196-209 /.

Известны способы получения бенгальских свечей /БС/ Патент СССР N 2021237 кл. C 06 B 21/00 по заявке 4875455/23 от 5.10.1990г и патент СССР N 2021238 кл. C 06 B 21/00 по заявке 5062806/23 от 30.06.92 г/. предлагающие формирование состава выдавливанием через фильеру, а также покрытие слоем канифоли для снижения гигроскопичности. Known methods for producing Bengal candles / BS / USSR Patent N 2021237 C. C 06 B 21/00 according to the application 4875455/23 of 5.10.1990 and the USSR patent N 2021238 class. C 06 B 21/00 on the application 5062806/23 from 06/30/92 g /. offering the formation of the composition by extrusion through a die, as well as coating with a layer of rosin to reduce hygroscopicity.

Все рассмотренные составы аналоги либо дают только яркое цветное пламя и при сгорании не образуют шлака /бенгальские огни, фальшфейеры/, либо не дают цветного пламени, а только образуют искры. All of the considered compounds analogs either give only a bright colored flame and, when burned, do not form slag / Bengal fires, false lights /, or do not give a colored flame, but only form sparks.

Прототипом предлагаемого изобретения выбран состав известной в праздничных мероприятиях бенгальской свечи, состоящей из металлического стержня, покрытого слоем пиротехнического состава из азотнокислого бария /50%/, чугунных опилок /30%/, активного металлического горючего /6-8% магния, или пудры алюминиевой, или сплава алюмомагниевого/ и углеводов/ 12-14% декстрина, крахмала/. /В.М.Солодовников. Пиротехника. Оборонгиз, М-Л, 1938, с 181-182/. The prototype of the invention is the composition of a Bengal candle known in festivities consisting of a metal rod coated with a pyrotechnic composition of barium nitrate / 50% /, cast iron sawdust / 30% /, active metal fuel / 6-8% magnesium, or aluminum powder, or an alloy of aluminum-magnesium / and carbohydrates / 12-14% dextrin, starch /. / V.M. Solodovnikov. Pyrotechnics. Oborongiz, ML, 1938, from 181-182 /.

Недостатками состава-прототипа являются:
ограниченность красочного эффекта только искрением;
недостаточно высокая химическая стойкость состава при хранении изделия / не более одного года/;
повышенная токсичность при изготовлении и эксплуатации изделия вследствие большого содержания в составе токсичного компонента-нитрата щелочноземельного металла;
невысокая химическая стойкость водной пасты, из которой последовательным маканием и сушкой получают БС. Как правило, в заводских условиях водные пасты стараются сохранить в холодильнике хотя бы 6 часов, чтобы избежать больших потерь состава из-за т.н. "тушения" самопроизвольного разложения, приводящего свечи и состав к порче и последующему уничтожению и загрязнению окружающей среды.The disadvantages of the composition of the prototype are:
limitation of the colorful effect only by sparking;
insufficiently high chemical resistance of the composition during storage of the product / not more than one year /;
increased toxicity in the manufacture and operation of the product due to the high content of alkaline earth metal nitrate in the toxic component;
low chemical resistance of water paste, from which BS is obtained by successive dipping and drying. As a rule, in factory conditions they try to keep water pastes in the refrigerator for at least 6 hours in order to avoid large losses of composition due to the so-called. "extinguishing" of spontaneous decomposition, leading candles and composition to spoilage and subsequent destruction and environmental pollution.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в создании рецептур цветопламенной бенгальской свечи /СБЦ/, при горении которой наряду с образование красивого искрения присутствует и небольшое пламя, визуально выраженной цветности /красно-розовое, желто-зеленое/ новый красочный эффект, а также в создании рецептур, образующих водные пасты для ЕС и БС с высокой химической стойкостью при хранении. Задачей предлагаемого изобретения является также повышение технологичности процесса изготовления БС, снижение токсичности при изготовлении и эксплуатации изделия. The problem to which the invention is directed is to create formulations of a flame-colored Bengal candle / SBC /, during which, along with the formation of beautiful sparking, there is also a small flame of visually pronounced color / red-pink, yellow-green / new colorful effect, and also in the creation of formulations that form aqueous pastes for the EU and BS with high chemical stability during storage. The objective of the invention is to increase the manufacturability of the manufacturing process of the BS, reducing toxicity in the manufacture and operation of the product.

Путем решения поставленной задачи является изменение рецептуры состава и содержания ингредиентов в нем. By solving the problem is to change the formulation of the composition and content of ingredients in it.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что в состав, содержащий окислитель нитрат щелочноземельного металла /бария или стронция/, основное горючее порошок железа, дополнительное горючее металлический порошок, связующее углевод или смесь углеводов, дополнительно введены поливинилхлорид и глина бентонитовая, а компоненты взяты в следующих соотношениях /мас./:
окислитель /азотнокислый барий или стронций/ 25-46
порошок железа 30-45
сплав алюминиево-магниевый 13-20
глина бентонитовая 4-8
углеводы /декстрин, крахмал/ 3-6
поливинилхлорид 6-8
Для облегчения воспламенения и повышения устойчивости горения бенгальской свечи в состав дополнительно введен технический углерод в количестве 0,5-2 мас.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the composition containing the oxidizing agent is an alkaline earth metal nitrate / barium or strontium /, the main combustible iron powder, additional combustible metal powder, a binder carbohydrate or a mixture of carbohydrates, polyvinyl chloride and bentonite clay are additionally introduced, and the components are taken the following ratios / wt./:
oxidizing agent / barium or strontium nitrate / 25-46
iron powder 30-45
aluminum-magnesium alloy 13-20
bentonite clay 4-8
carbohydrates / dextrin, starch / 3-6
polyvinyl chloride 6-8
To facilitate ignition and increase the stability of burning a Bengal candle, carbon black in an amount of 0.5-2 wt.

Для замедления скорости горения без ухудшения цветности пламени краснопламенной бенгальской свечи в состав, содержащий нитрат стронция, дополнительно введен углекислый кальций в количестве 6-8 мас. To slow down the burning rate without affecting the color of the flame of a red flame Bengal candle, calcium carbonate in the amount of 6-8 wt.

Существенными отличительными признаками предлагаемого технического решения являются:
Признак I: Введение хлорирующей добавки, например, поливинилхлорида известно в составах дымовых и сигнальных, но горение указанных составов не создает одновременно 2-х красочных эффектов искрения и пламени выраженной цветности.The salient features of the proposed technical solution are:
Symptom I: The introduction of a chlorinating agent, for example, polyvinyl chloride, is known in smoke and signal compositions, but the combustion of these compounds does not simultaneously create 2 colorful effects of sparking and a flame of pronounced color.

Признак II: Введение бентонита /осадочная горная порода/ известно в керамике, промышленности стройматериалов, как забойка в некоторых изделиях, но неизвестно его применение в качестве компонента цветопламенных составов или бенгальских свечей. Character II: The introduction of bentonite / sedimentary rock / is known in ceramics, the building materials industry, as clogging in some products, but its use as a component of flame-colored compositions or Bengal candles is unknown.

Признак III: Введение кальция углекислого известно как технологической добавки, но неизвестно в составах бенгальских свечей для замедления скорости горения при сохранении цветности пламени. Sign III: The introduction of calcium carbonate is known as a technological additive, but is unknown in the composition of Bengal candles to slow down the burning rate while maintaining the color of the flame.

Признак VI: Введение технического углерода известно в качестве горючего в ряде пиротехнических составов /черные пороха и т.п./, но в иных соотношениях и с другими компонентами. Sign VI: The introduction of carbon black is known as fuel in a number of pyrotechnic compositions / black powder, etc. /, but in different proportions and with other components.

Признак V: Соотношение компонентов неизвестно рецептур пиротехнических составов цветного пламени в указанных соотношениях между компонентами и в приведенном в формуле сочетании. Character V: The ratio of the components of the unknown formulations of pyrotechnic compositions of the colored flame in the indicated ratios between the components and in the combination given in the formula.

Взятые в совокупности при указанных в формуле соотношениях, компоненты обеспечивают не только красочный эффект искрения, но одновременно при горении дают небольшое, достаточно яркое пламя выраженной цветовой окраски: розовое, желтое, желто-зеленое. При этом, особенно велико то, что и сухой состав СБЦ, и его водные пасты имеют очень высокую химическую стойкость, позволяющую почти на нет свести отходы производства: водные пласты сохраняют свойства не часы /как штатный состав бенгальской свечи/, а сутки, и даже месяцы. Причем водные пасты предлагаемых рецептур не требуют хранения в холодильнике, подобно рецептурам штатной /обычной/ бенгальской свечи. Taken together at the ratios indicated in the formula, the components provide not only a colorful sparking effect, but at the same time when burning they give a small, fairly bright flame of pronounced color: pink, yellow, yellow-green. At the same time, it is especially great that both the dry composition of SBC and its water pastes have very high chemical resistance, which allows to minimize production waste: water layers retain their properties not for hours / as the standard composition of a Bengal candle /, but for a day, and even months. Moreover, the water pastes of the proposed formulations do not require storage in the refrigerator, like the recipes of a regular / regular / Bengal candle.

В таблице приведены рецептуры в границах предельных и запредельных значений по содержанию компонентов. The table shows the formulations within the limits of limit and transcendental values for the content of components.

Пример конкретного выполнения
Взвешивают на технохимических весах все водящие в рецептуру ингредиенты. Все ингредиенты перемешивают на клеенке резиновой пробкой до видимой однородности и помещают в емкость для приготовления пасты, из которой формуется затем слой пиротехнической части цветопламенной бенгальской свечи. Набранные в кассету металлические стержни погружают для нанесения первого слоя пасты, вынимают и сушат до полного высыхания. Затем аналогично наносят второй слой и снова сушат. При третьем макании и последующей сушке слой пиротехнического состава обычно достигает требуемой толщины не менее 3 мм, а свеча способность: после поджига от пламени одной спички сгореть равномерно с образованием достаточно яркого, с выраженной цветностью небольшого /2-3 с м в диаметре/ пламени, и одновременно дает пучок радиально расходящихся искр. Шлаки прочно удерживаются на стальном стержне.Concrete example
All the ingredients in the formulation are weighed on a technological balance. All ingredients are mixed on an oilcloth with a rubber stopper until visible homogeneity and placed in a container for making pasta, from which then a layer of the pyrotechnic part of the flame-colored Bengal candle is formed. The metal rods collected in the cassette are immersed to apply the first layer of paste, removed and dried until completely dry. Then, a second layer is similarly applied and dried again. During the third dipping and subsequent drying, the pyrotechnic layer usually reaches the required thickness of at least 3 mm, and the candle is able to burn evenly after firing from a flame of a match with the formation of a sufficiently bright, with a pronounced color small / 2-3 s in diameter / flame, and at the same time gives a bunch of radially diverging sparks. Slag is firmly held on a steel rod.

Технико-экономическая или промышленная применимость
Все компоненты СБЦ производятся в РФ и странах СНГ, не являются дефицитным или стратегическим сырьем, отсюда обоснованным является возможность промышленного применения. Опытные партии освоены в заводских условиях на действующей линии по производству бенгальских свечей, а приготовление рецептур ведется на оборудовании используемом в производстве.Technical, economic or industrial applicability
All components of SBC are produced in the Russian Federation and the CIS countries, are not scarce or strategic raw materials, hence the possibility of industrial application is justified. Experimental batches were mastered in the factory on the existing line for the production of Bengal candles, and the preparation of recipes is carried out on equipment used in production.

Безусловными преимуществами предлагаемого технического решения является расширение разнообразия ассортимента традиционно изготовляемой продукции, очень высокая химическая стойкость и физическая стабильность как паст составов, так и готовых цветопламенных бенгальских свечей, что позволяет резко снизить загрязнение окружающей среды за счет исключения порчи паст от саморазложения /т. н. явление "тушения" пиротехнической массы, при котором становятся непригодны и пасты, и свечи из них изготовленные/. The undoubted advantages of the proposed technical solution is the expansion of the variety of the range of traditionally manufactured products, the very high chemical resistance and physical stability of both pasta formulations and finished flame-colored Bengal candles, which can dramatically reduce environmental pollution by eliminating the damage of pastes from self-decomposition / t. n the phenomenon of "quenching" of the pyrotechnic mass, in which pastes and candles made from them become unsuitable.

Claims

1. The composition of the flame-colored Bengal candles containing an oxidizing agent - alkaline earth metal nitrate, the main combustible iron powder, additional combustible aluminum-magnesium alloy and a carbon binder or carbohydrate mixture, characterized in that it additionally contains polyvinyl chloride and technological additive bentonite clay in the following ratio of components, wt.

Alkaline earth metal nitrate (barium or strontium) 25 46
Iron powder 30 45
Aluminum-magnesium alloy (1: 1) 13 20
Carbohydrate (dicstrin, starch) or a mixture of carbohydrates 3 6
Bentonite clay 4 8
Polyvinyl chloride 6 8
2. The composition according to claim 1, characterized in that it additionally introduced carbon black in an amount of 0.5 to 2.0 wt.

3. The composition according to claim 1 or 2, characterized in that in the composition containing strontium nitrite, calcium carbonate is additionally introduced in an amount of 6 to 8 wt.