CN106316724A - 一种安全环保烟花发射药 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全环保烟花发射药。特点是，所述发射药由无烟氧化剂、无烟还原剂、无烟粘合剂组成，其组份及重量份数比为：无烟氧化剂：是指新型高能钝感材料N-脒基脲二硝酰胺，用量为5-60重量份；无烟还原剂：为二叠氮基偶氮氧化呋咱、4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱、环双偶氮四呋咱、邻苯二甲镧、3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪、二硝基偶氮二呋咱、改性硝基胍、重铬酸钾中的任意两种以上的混合物，用量为5-80重量份；无烟粘合剂：无烟粘合剂为羧甲基纤维素，用量为2-10重量份。本发明具有燃放时无烟、无毒、无味、无尘染，防潮性好，药性稳定，便于储运，加工制备简便等优点。
Description
技术领域
本发明属于烟火药技术领域，特别是涉及一种安全环保烟花发射药。
背景技术
安全、低碳、环保、绿色是人类生存的基本要求，然而现实生活中，安全、环保在诸多领域还没有引起人们的高度重视，就以人们所喜闻乐见的烟花鞭炮而言，虽然千万年来它带给了人们无限的欢乐和吉祥，同时也给予了可观的经济效益和社会就业的机会，但是烟花生产企业也为此付出了不少的生命财产损失。主要表现在烟花鞭炮产品的生产和储运过程中的安全隐患，使伤亡事故时有发生，以及烟花鞭炮产品燃放时的大量黑色浓烟和残留空气中大量的硫、钾、炭等氧化物及残渣对自然环境的严重污染。
目前，随着全民安全、环保意识的增强，国家对安全、环保领域的整治监管力度加大，新的安全环保政策相继出台，因此，烟花鞭炮行业出现了千百年来前所未有的危机感，烟花鞭炮企业围绕安全、环保大做文章，加强了传统产品的改进，同时投入巨资研发新材料、新产品、新工艺。就现有技术中的烟花发射药分析，不少企业主要从改进现有黑火药组份和采用军工退役转民用的单、双基药粉(硝化纤维素)二个方向进行研发创新，从近几年国家知识产权局所公开专利文献中的烟花发射药类的发明专利分析，都离不开钾盐类和铵盐类或硝化纤维素类药物作氧化剂+植物类炭粉或金属类可燃剂+粘合剂的组合物，这些发明专利的组合物发射药剂虽然烟雾少了点，但仍有不少烟雾，有的组合物发射力不理想，有的组合物发射力过强，安定性不好，容易出现炸筒而引发安全事故，有的材料成本和生产成本过高，有的易吸潮，保质期太短，总而言之，目前所改进的产品或新研发的产品因严重存在缺陷之故限制了在实际生产中的推广应用，有的发明专利仍停留在纸上，很难转化用于生产。现有生产的无烟药/环保药还不能完全达到无烟、无尘、无味、无毒，安全、低碳环保的国家标准。为此，更新与研发制造一种全新的安全、高效、环保型的烟花发射药剂很有必要和前景。
发明内容
本发明的目的是针对熟知的烟花发射药应用传统药物材料技术存在的问题，对可作为发射药用的药物材料进行了反复研究试验，希望能克服现有烟花发射药生产制备容易发生爆炸、用于制作烟花产品燃放时烟多烟浓烟黑的缺点，通过技术创新与原材料整合，而提供一种用于烟花制作的安全环保烟花发射药，该安全环保烟花发射药采用新型无烟钝感含能材料配伍的组合物设计解决方案，其生产工艺简便，生产制备中安全性高，产品抗撞击、摩擦及高压的性能强，物理安定性和化学安定性好，无燃烧爆炸现象，吸湿率低或不吸湿，保质期长，配制烟花产品燃放时，确实能起到无烟、无尘、无味、无毒，安全、环保的效果，符合国家有关烟花鞭炮新的产品标准，能广泛应用于各类烟花产品的发射药剂，或经相关药物材料配伍后又能应用于各类烟花产品的引燃药或开苞药或喷花药等配制的需要。
本发明的目的可以通过以下技术解决方案来实现：
一种安全环保烟花发射药，其特殊之处是，它由无烟氧化剂、无烟还原剂、无烟粘合剂组成，其组份及重量份数比为：无烟氧化剂为5-60重量份、无烟还原剂为5-80重量份、无烟粘合剂为2-10重量份；
更优地，所述发射药各组份的重量份数比为：无烟氧化剂35重量份、无烟还原剂60重量份、无烟粘合剂5重量份；
所述无烟氧化剂选用高能钝感无烟新型材料N-脒基脲二硝酰胺。烟花发射药中加入钝感型高能材料的无烟氧化剂，增加了发射药自身的还原能力，提高了配方密度，尤其是组份中的顿感高能材料N-脒基脲二硝酰胺的无机衍生物因为负电荷在[N(NO2)2]ˉ的7个原子上离域，使之具有更高的稳定性，加之，二硝酰胺的铵盐因其良好的热稳定性和不易水解而被视作为用于烟火发射药或高能混合物的可用组份，除了热稳定性以外，含氮量高，燃温低，燃速高，不产生有害的HC气体，这类铵盐具有优异的非吸湿性和正氧平衡，因此，可用于新型高能的无烟发射药配方中，它既不吸湿也不溶于水，经试验测验，在室温75％的条件下，放置一周增重不超过0.06％，改善了燃料的燃烧温度和反应活性，还能有效改善烟火发射药的燃放效果；
所述无烟还原剂选用二叠氮基偶氮氧化呋咱、4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱、环双偶氮四呋咱、邻苯二甲镧、3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪、二硝基偶氮二呋咱、改性硝基胍、重铬酸钾中的任意两种以上的混合物，任选的两种以上药物组份按一般方法混合均匀即可，在上述药物中除邻苯二甲镧和改性硝基胍与其它任选药物相混合时配比用量为30％外，其它任选药物均为50％相互配伍混合；
其中邻苯二甲镧、改性硝基胍在本发明的烟花发射药组合物中是非常重要的中间体材料，是良好固体推进剂，本发明组合物中主要作为无烟还原剂添加使用，在组合物中它们既可作还原剂，又具有催化剂的双重作用。改性硝基胍是由工业用粗制硝基胍经物理法改性制成，改性后的硝基胍降低了燃速压力指数，流散性好，不吸湿，有利于提高发射药组合物的综合燃烧性能；
所述无烟粘合剂选用羧甲基纤维素。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、采用本发明的技术解决方案制备的安全环保烟花发射药，由于选用新型钝感高能无烟材料，用于烟花燃放发射时不会产生烟雾，安全环保，彻底解决了困扰传统烟花燃放发射时烟大、烟多、烟浓及发射筒内和空气中残留药渣的难题，本发明不含钾盐和硫磺成分的产品，燃放发射无烟、无味、无毒、无尘染，符合绿色环保要求，同时改善了烟花燃放的视觉效果，药物燃烧色彩清亮、清晰，在生产配制、运输、仓储及燃放过程中因撞击和摩擦不会爆炸引发事故，所以安全性能高；
2、由于本发明所采用的药物不吸湿，防潮性好，制成产品药性稳定，能长期储存不变质，一般保质期在二年以上，产品安定性好；
3、加工制备容易，不要专用加工设备，便于机械化远程操作生产，产品具有极高的经济性，便于应用推广，同等条件下，同类药物用量可减少55％左右。
本发明作为无烟烟花发射药剂经国家烟花爆竹产品质量监督检验中心抽样检验结果见表1：
表1：国家烟花爆竹产品质量监督检验中心检验报告。
检验编号：WA20153150，委托单位或个人：邹立生.易琳璋
检验依据：GB 10631-2013、SN 1731.5-2006、SN 1731.6-2006、SN/T1731.8-2006
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的一种安全环保烟花发射药，其特点是，所述发射药由无烟氧化剂、无烟还原剂、无烟粘合剂组成，其组份及重量份数比为：
无烟氧化剂：是指新型高能钝感材料N-脒基脲二硝酰胺，用量为5-60重量份；
无烟还原剂：所述无烟还原剂为二叠氮基偶氮氧化呋咱、4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱、环双偶氮四呋咱、邻苯二甲镧、3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪、二硝基偶氮二呋咱、改性硝基胍、重铬酸钾中的任意两种以上的混合物，用量为5-80重量份；
无烟粘合剂：所述无烟粘合剂为羧甲基纤维素，用量为2-10重量份。
上述组合物中，各组份按一般加工方法混合均匀，即得成品发射药。
为了更好地说明本发明的实施，下面更详细地例举实施例：
实施例1
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺5重量份、二叠氮基偶氮氧化呋咱和4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱的混合物5重量份、羧甲基纤维素2重量份，将各组份混合均匀，加入适量的水搅拌混合呈半干湿状，然后造粒，待药粒自然干燥或烘干后即制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中的二叠氮基偶氮氧化呋咱与4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱的两种药物组份混合物的重量份数配比为1:1。
实施例2
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺60重量份、3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪和邻苯二甲镧的混合物80重量份、羧甲基纤维素10重量份，用与实施例1相同的加工方法制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中，3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪与邻苯二甲镧两种药物组份混合物的重量份数配比为1:0.3。
实施例3
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺35重量份、二硝基偶氮二呋咱和改性硝基胍的混合物60重量份、羧甲基纤维素5重量份，用与实施例1相同的加工方法制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中，二硝基偶氮二呋咱与改性硝基胍两种药物组份混合物的重量份数配比为1:0.3。
实施例4
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺40重量份、环双偶氮四呋咱和重铬酸钾的混合物70重量份、羧甲基纤维素6重量份，用与实施例1相同的加工方法制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中，环双偶氮四呋咱与重铬酸钾两种药物组份混合物的重量份数配比为1:0.7。
实施例5
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺20重量份、改性硝基胍和二叠氮基偶氮氧化呋咱的混合物40重量份、羧甲基纤维素4重量份，用与实施例1相同的加工方法制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中，改性硝基胍与二叠氮基偶氮氧化呋咱两种药物组份混合物的重量份数配比为0.3:1。
实施例6
将各无烟原材料(粉末状或微晶体状)备好后，优选下列组份按其重量份数比，取N-脒基脲二硝酰胺30重量份、二硝基偶氮二呋咱和邻苯二甲镧及重铬酸钾的混合物50重量份、羧甲基纤维素7重量份，用与实施例1相同的加工方法制得本发明的安全环保烟花发射药成品。在本实施例中，二硝基偶氮二呋咱和邻苯二甲镧及重铬酸钾三种药物组份混合物的重量份数配比为1:0.3:0.7。
从以上多个实施例可以看出，通过采用新型钝感高能无烟氧化剂材料与无烟还原剂新材料及无烟粘合剂配伍混合组成的安全环保烟花发射药组合物，达到了本发明技术解决方案所设计目的和要求，可以彻底解决药物残留、烟大烟浓烟黑和产生有毒气体的问题，而且还能提高烟花发射效果，并能有效改善烟花空中燃放效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，本发明具有公知的多种材料替换，或对本发明进行同等修改替代，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围中。
Claims (2)
1.一种安全环保烟花发射药，其特征是，所述发射药由无烟氧化剂、无烟还原剂、无烟粘合剂组成，其组份及重量份数比为：
无烟氧化剂：是指新型高能钝感材料N-脒基脲二硝酰胺，用量为5-60重量份；
无烟还原剂：所述无烟还原剂为二叠氮基偶氮氧化呋咱、4,4’-双(4-硝基-3-氧化偶氮呋咱基)氧化偶氮呋咱、环双偶氮四呋咱、邻苯二甲镧、3,6-双(叠氮基)-1,2,4,5-四嗪、二硝基偶氮二呋咱、改性硝基胍、重铬酸钾中的任意两种以上的混合物，用量为5-80重量份；
无烟粘合剂：所述无烟粘合剂为羧甲基纤维素，用量为2-10重量份。
2.根据权利要求1所述的一种安全环保烟花发射药，其特征是，所述发射药各组份的重量份数比为：无烟氧化剂35重量份、无烟还原剂60重量份、无烟粘合剂5重量份。
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