RU2832995C1 - Pyrotechnic signal composition of green light - Google Patents
Pyrotechnic signal composition of green light Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832995C1 RU2832995C1 RU2024110281A RU2024110281A RU2832995C1 RU 2832995 C1 RU2832995 C1 RU 2832995C1 RU 2024110281 A RU2024110281 A RU 2024110281A RU 2024110281 A RU2024110281 A RU 2024110281A RU 2832995 C1 RU2832995 C1 RU 2832995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- signal
- pyrotechnic
- flame
- color
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 84
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Inorganic materials [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 12
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical group [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 11
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N D-iditol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-ZXXMMSQZSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 16
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- ZUYFLSARRQBQPE-UHFFFAOYSA-M [Cl-].[Ba+] Chemical compound [Cl-].[Ba+] ZUYFLSARRQBQPE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 5
- CKAPSXZOOQJIBF-UHFFFAOYSA-N hexachlorobenzene Chemical compound ClC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl CKAPSXZOOQJIBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N hexachloroethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C(Cl)(Cl)Cl VHHHONWQHHHLTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004459 Kel-F® PCTFE Polymers 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- -1 Salt barium nitrate Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical compound FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к пиротехнике, а более конкретно к пиротехническим цветопламенным сигнальным составам зеленого огня, и может быть использован при производстве реактивных сигнальных патронов, а также пиротехнических сигнальных средств и фейерверочных изделий.The invention relates to pyrotechnics, and more specifically to pyrotechnic colored flame signal compositions of green fire, and can be used in the production of reactive signal cartridges, as well as pyrotechnic signal means and fireworks products.
Основное требование, которое предъявляется к пиротехническим сигнальным средствам, снаряженным пиротехническим сигнальным составом, является подача сигнала необходимого уровня дальности видимости и различимости цвета.The main requirement for pyrotechnic signaling devices equipped with a pyrotechnic signal composition is the provision of a signal of the required level of visibility and color distinguishability.
Основной задачей, решаемой в процессе создания пиротехнических цветопламенных сигнальных составов (смесей) зеленого огня, является подбор таких компонентов смеси в процессе взаимодействия которых образовывались бы продукты (атомы или молекулы), интенсивно излучающие в зеленом диапазоне спектра (длины волн 510 нм ÷ 560 нм), что в свою очередь позволяет обеспечить необходимый уровень дальности видимости и различимости цвета сигнала.The main task solved in the process of creating pyrotechnic color-flame signal compositions (mixtures) of green fire is the selection of such components of the mixture in the process of interaction of which products (atoms or molecules) would be formed that intensively emit in the green range of the spectrum (wavelengths 510 nm ÷ 560 nm), which in turn allows to ensure the necessary level of visibility range and distinguishability of the signal color.
В указанной зеленой области спектра излучают молекулы монохлорида бария BaCl, образующиеся в пламени сгорающего пиротехнического состава. Соль азотнокислый барий Ba(NO3)2 является донором бария, поэтому он используется в цветопламенных сигнальных составах в качестве окислителя. В качестве доноров хлора используют органические вещества гексахлорбензол - хороший донор хлора (содержит 74,7% хлора), гексахлорэтан содержит меньше хлора, чем гексахлорбензол.In the specified green region of the spectrum, molecules of barium monochloride BaCl, formed in the flame of the burning pyrotechnic composition, emit. Salt barium nitrate Ba(NO 3 ) 2 is a barium donor, therefore it is used in color-flame signal compositions as an oxidizer. Organic substances are used as chlorine donors: hexachlorobenzene is a good chlorine donor (contains 74.7% chlorine), hexachloroethane contains less chlorine than hexachlorobenzene.
Данный уровень техники характеризует состав, описанный в источнике Дегтева Т.Г. Термический распад фторсодержащих эластомеров типа Kel-F и PFP/VF. - «Высокомолекулярные соединения». 1961, т.3, №5, с. 671-678, содержащий магний 15%, Ва(NO3)2 66%; C2CL6, 15%, медь 2%, нефть 2%. Недостатком известного пиротехнического состава является то, что в его рецептуре в качестве хлорирующей добавки используется гексахлорэтан - C2CL6. Гексахлорэтан является хорошим донором хлора, однако, пироэлементы, изготовленные из этого состава имеют склонность к росту и растрескиванию в процессе хранения, что приводит к раскалыванию горящего пироэлемента и к искажению восприятия горящего сигнала.This level of technology characterizes the composition described in the source Degtyarev T.G. Thermal decomposition of fluorinated elastomers of the Kel-F and PFP/VF types. - "High-molecular compounds". 1961, v.3, no.5, pp. 671-678, containing magnesium 15%, Ba( NO3 ) 2 66% ; C2CL6 , 15%, copper 2 %, oil 2%. The disadvantage of the known pyrotechnic composition is that hexachloroethane - C2CL6 is used as a chlorinating additive in its recipe. Hexachloroethane is a good chlorine donor, however, pyroelements made from this composition have a tendency to grow and crack during storage, which leads to splitting of the burning pyroelement and to distortion of the perception of the burning signal.
Этот недостаток устранен в пиротехническом составе, описанном в источние «Сигнальные и осветительные составы и средства, изделия морского и речного регистра» (обзор по материалам зарубежных и отечественных источников информации), Сергиев Посад, Федеральный научно-производственный центр «НИИ прикладной химии», 2003 г., содержащий следующие компоненты: нитрат бария 66±2%, МПФ-2 14±1,5%, гексахлорбензол 14±1,5%, смолу СФ-0112 6±1%, спирт этиловый 4±1% (сверх 100%). Чистота цвета пламени этого состава 70%, при длине волны излучения пламени 540 нм. Как видно, пламя, образующееся при сгорании этого состава, излучает в зеленой области спектра с высокой чистотой, что обеспечивает необходимую дальность видимости и различимости цвета сигнала. Использование хлорирующей добавки - гексахлорбензола позволяет достичь необходимого уровня дальности видимости и различимости подаваемого сигнала.This drawback is eliminated in the pyrotechnic composition described in the source "Signal and Lighting Compositions and Means, Products of the Marine and River Register" (review based on materials from foreign and domestic information sources), Sergiev Posad, Federal Scientific and Production Center "Research Institute of Applied Chemistry", 2003, containing the following components: barium nitrate 66±2%, MPF-2 14±1.5%, hexachlorobenzene 14±1.5%, SF-0112 resin 6±1%, ethyl alcohol 4±1% (over 100%). The purity of the flame color of this composition is 70%, with a flame radiation wavelength of 540 nm. As can be seen, the flame formed during combustion of this composition emits in the green region of the spectrum with high purity, which ensures the necessary visibility range and distinguishability of the signal color. The use of a chlorinating additive - hexachlorobenzene - allows achieving the required level of visibility and distinguishability of the transmitted signal.
Недостатком указанного аналога является то, что гексахлорбензол, входящий в его рецептуру, запрещен в соответствии со статьей 5 Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях от 2001 г., федеральным законом Российской Федерации от 27.06.2011 г. №164-ФЗ, что делает его непригодным для применения в современных образцах пиротехнических сигнальных средств.The disadvantage of this analogue is that hexachlorobenzene, which is part of its formulation, is prohibited in accordance with Article 5 of the Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants of 2001, the Federal Law of the Russian Federation of 27.06.2011 No. 164-FZ, which makes it unsuitable for use in modern models of pyrotechnic signaling devices.
Также недостатком выше указанного аналога является низкая скорость горения 1,6 мм/с и низкое значение удельной силы света 916 кд/см2. Низкая скорость горения пиротехнического состава при его применении в реактивных сигнальных патронах приводит к длительному горению и как следствие падению горящего пироэлемента на землю, что не допустимо. Низкая удельная сила света не обеспечивает необходимого уровня дальности видимости и различимости цвета подаваемого сигнала реактивных сигнальных патронов.Another disadvantage of the above-mentioned analogue is the low burning rate of 1.6 mm/s and the low value of specific luminous intensity of 916 cd/ cm2 . The low burning rate of the pyrotechnic composition when used in reactive signal cartridges leads to prolonged burning and, as a consequence, the fall of the burning pyroelement to the ground, which is unacceptable. Low specific luminous intensity does not provide the required level of visibility range and distinguishability of the color of the signal emitted by reactive signal cartridges.
К тому же технология приготовления данного аналога пиротехнического сигнального состава зеленого огня происходит в два цикла. На первом цикле в чаше смесителя перемешивают все сухие компоненты пиротехнического состава, затем в сухую смесь добавляют спирт этиловый и проводят второй цикл перемешивания. Перемешивание сухих компонентов на первом этапе сопровождается значительным пылением что создает опасность при промышленном производстве и это является еще одним существенным недостатком указанного аналога.In addition, the technology for preparing this analogue of the green fire pyrotechnic signal composition occurs in two cycles. In the first cycle, all dry components of the pyrotechnic composition are mixed in a mixer bowl, then ethyl alcohol is added to the dry mixture and a second mixing cycle is carried out. Mixing dry components at the first stage is accompanied by significant dusting, which creates a danger in industrial production and is another significant drawback of this analogue.
Известен пиротехнический сигнальный состав зеленого огня, описанный в издании: Ф.П. Мадякин Краткая энциклопедия по пиротехнике, Казань, Министерство образования Российской Федерации, 1999 г., с. 167, состав содержит Ва(NO3)2 65%, МПФ-2 12%, ПВХ-С 17%, Канифоль 4,5%, масло индустриальное 1,5%. Чистота цвета пламени этого состава 70%, при длине волны излучения пламени 550 нм, скорость горения состава 0,9 мм/с.В описанном пиротехническом составе запрещенный гексахлорбензол замещен на хлорирующую добавку - ПВХ-С, содержание хлора в которой составляет 57,5%. Недостаток пылеобразования при приготовлении данного состава решен введением жидкой составляющей - масло индустриальное. Однако состав обладает низкой скоростью горения - 0,9 мм/с, что будет приводить к падению горящего пироэлемента на землю, а это не допустимо. При этом состав обладает низкой силой света, что не обеспечит необходимого уровня дальности видимости и различимости цвета сигнала.A green fire pyrotechnic signal composition is known, described in the publication: F.P. Madyakin Brief Encyclopedia of Pyrotechnics, Kazan, Ministry of Education of the Russian Federation, 1999, p. 167, the composition contains Ba( NO3 ) 2 65%, MPF-2 12%, PVC-S 17%, Rosin 4.5%, industrial oil 1.5%. The purity of the flame color of this composition is 70%, with a flame radiation wavelength of 550 nm, the burning rate of the composition is 0.9 mm / s. In the described pyrotechnic composition, prohibited hexachlorobenzene is replaced by a chlorinating additive - PVC-S, the chlorine content of which is 57.5%. The disadvantage of dust formation during the preparation of this composition is solved by introducing a liquid component - industrial oil. However, the composition has a low burning rate of 0.9 mm/s, which will lead to the burning pyroelement falling to the ground, and this is unacceptable. At the same time, the composition has a low luminous intensity, which will not provide the required level of visibility and distinguishability of the signal color.
Более совершенным является пиротехнический сигнальный состав зеленого огня по патенту РФ №2614721 от 2016 г., который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве прототипа предложенному составу, имеющий следующую рецептуру при соотношении компонентов, мас. %:More advanced is the green fire pyrotechnic signal composition according to Russian patent No. 2614721 of 2016, which, according to its technical essence and the number of matching features, was chosen as a prototype for the proposed composition, having the following recipe with a ratio of components, wt. %:
В данном техническом решении сила света составляет 3100 - 8400 кд, чистота цвета пламени 78-81%, что обеспечивает необходимый уровень дальности видимости и различимости цвета подаваемого сигнала.In this technical solution, the luminous intensity is 3100 - 8400 cd, the flame color purity is 78-81%, which ensures the required level of visibility and distinguishability of the color of the transmitted signal.
Недостатком указанного пиротехнического сигнального состава является крайне сложный и трудоемкий процесс его изготовления - это делает его не технологичным. Изготовление указанного пиротехнического сигнального состава согласно описанию по патенту происходит в следующей последовательности:The disadvantage of the said pyrotechnic signal composition is the extremely complex and labor-intensive process of its production - this makes it non-technological. The production of the said pyrotechnic signal composition, according to the description of the patent, occurs in the following sequence:
1. Обработка магниевого порошка раствором фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте. Количество фенолформальдегидной смолы, необходимой для обработки магниевого порошка 3%±1%, зависит от удельной поверхности последнего.1. Treatment of magnesium powder with a solution of phenol-formaldehyde resin in ethyl alcohol. The amount of phenol-formaldehyde resin required for treating magnesium powder 3%±1% depends on the specific surface area of the latter.
2. Сушка магниевого порошка до содержания в ней массовой доли влаги не более 0,1%.2. Drying magnesium powder until its moisture content is no more than 0.1%.
3. Грануляция обработанного магниевого порошка.3. Granulation of processed magnesium powder.
4. Загрузка всех сухих компонентов смеси и их перемешивание.4. Loading all dry components of the mixture and mixing them.
5. Добавление спирта этилового и перемешивание.5. Add ethyl alcohol and stir.
6. Провяливание.6. Withering.
7. Грануляция.7. Granulation.
Все операции производят в заданных временных значениях до 70 минуты. При этом дополнительное время занимает процесс очистки чаши смесителя после операции обработки магниевого порошка (операция №3). Очистка чаши смесителя включает в себя ее промывку влажной ветошью с удалением остатков магниевого порошка с ее поверхности и последующим высушиванием чаши, что занимает более 20 мин. Итого общее время процесса приготовления состава по данной технологии составляет до 90 мин. Этот факт говорит о повышенных трудозатратах, направленных на изготовление состава и как следствие его удорожанию, а также его не технологичности и большого количества операций.All operations are performed within the specified time values up to 70 minutes. At the same time, additional time is taken by the process of cleaning the mixer bowl after the operation of processing magnesium powder (operation No. 3). Cleaning the mixer bowl includes washing it with a damp cloth with the removal of magnesium powder residues from its surface and subsequent drying of the bowl, which takes more than 20 minutes. In total, the total time of the process of preparing the composition using this technology is up to 90 minutes. This fact indicates increased labor costs aimed at producing the composition and, as a consequence, its rise in price, as well as its lack of technological effectiveness and a large number of operations.
При этом еще одним существенным недостатком данного прототипа является содержание в нем компонента - перекиси бария. Перекись бария является дорогим и дефицитным компонентом.At the same time, another significant drawback of this prototype is the content of the component - barium peroxide. Barium peroxide is an expensive and scarce component.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является решение функциональных и технологических возможностей снижения трудоемкости изготовления пиротехнического сигнального состава зеленого огня, не содержащего дорогих дефицитных компонентов, соответствующего заданному уровню дальности видимости и различимости цвета подаваемого сигнала.The technical problem that the present invention is aimed at solving is the solution of functional and technological possibilities for reducing the labor intensity of manufacturing a pyrotechnic signal composition of green light that does not contain expensive scarce components, corresponding to a given level of visibility range and distinguishability of the color of the signal being emitted.
Требуемый технический результат достигается тем, что пиротехнический сигнальный состав зелено огня, содержащий окислитель - нитрат бария, горючее - магниевый порошком, связующее - идитол согласно изобретению дополнительно содержит перхлорат калия, являющийся дополнительным окислителем и цветопламенной добавкой, хлорпарафин, являющийся цветопламенной добавкой, и технологическую добавку - графит, при следующем их соотношении (%):The required technical result is achieved in that the pyrotechnic signal composition of green fire, containing an oxidizer - barium nitrate, a fuel - magnesium powder, a binder - iditol according to the invention additionally contains potassium perchlorate, which is an additional oxidizer and flame color additive, chlorinated paraffin, which is a flame color additive, and a technological additive - graphite, in the following ratio (%):
Отличительные признаки предложенного технического решения обеспечили необходимый уровень дальности видимости и различимости цвета подаваемого сигнала, что достигается за счет применения цветопламенной добавки хлорпарафина, содержащего 70% хлора, в комбинации с дополнительным окислителем перхлоратом калия, который является также цветопламенной добавкой за счет содержащегося в нем хлора, а также улучшенный уровень технологичности.The distinctive features of the proposed technical solution ensured the required level of visibility range and distinguishability of the color of the transmitted signal, which is achieved through the use of a color-flame additive of chlorinated paraffin containing 70% chlorine, in combination with an additional oxidizer, potassium perchlorate, which is also a color-flame additive due to the chlorine it contains, as well as an improved level of technological effectiveness.
Термическая основа пиротехнического сигнального состава зеленого огня сбалансирована по окислительному балансу, обеспечив оптимальное массовое соотношение окислителей, хлорсодержащих соединений и металличеркого горючего, связующего и технологической добавки для достижения дальности видимости и различимости цвета подаваемого сигнала горящего пироэлемента.The thermal base of the green fire pyrotechnic signal composition is balanced by the oxidative balance, ensuring the optimal mass ratio of oxidizers, chlorine-containing compounds and metallic fuel, binder and technological additive to achieve the visibility range and distinguishability of the color of the emitted signal of the burning pyroelement.
При горении состава происходит разложение окислителя нитрата бария, разложение окислителя, являющегося одновременно цветопламенной добавкой, - перхлората калия и хлорирующей цветопламенной добавки хлорпарафина, окисление металлического горючего - магниевого порошка и связующего идитола. В результате протекающих реакций в образуемом факеле пламени выделяются частицы, излучающие в зеленой области видимого спектра в виде молекул монохлорида бария BaCl.When the composition burns, the oxidizer barium nitrate decomposes, the oxidizer, which is also a flame-color additive, potassium perchlorate and the chlorinating flame-color additive chlorinated paraffin decompose, and the metallic fuel, magnesium powder and the binder iditol, oxidizes. As a result of the reactions occurring in the flame torch formed, particles are released that emit in the green region of the visible spectrum in the form of barium monochloride BaCl molecules.
При содержании в пиротехническом сигнальном составе зеленого огня порошка магния меньше 19% уменьшается дальность видимости подаваемого сигнала из-за снижения содержания в пламени раскаленных частиц окиси магния. При содержании порошка магния больше 25% ухудшается цветность подаваемого сигнала из-за высокого содержания окиси магния в пламени и, как следствие смещения излучения в желтую область спектра.If the content of magnesium powder in the pyrotechnic signal composition of green fire is less than 19%, the visibility range of the emitted signal is reduced due to a decrease in the content of incandescent magnesium oxide particles in the flame. If the content of magnesium powder is more than 25%, the color of the emitted signal is deteriorated due to the high content of magnesium oxide in the flame and, as a consequence, the radiation is shifted to the yellow region of the spectrum.
Меньшее минимального содержания в составе магниевого порошка и большее максимального содержания нитрата бария приводит к резкому падению дальности видимости сигнала.Less than the minimum content of magnesium powder and more than the maximum content of barium nitrate leads to a sharp drop in the signal visibility range.
При содержании в пиротехническом составе магниевого порошка больше максимального количества и нитрата бария меньше минимального количества приводит к резкому повышению скорости горения состава и ухудшению цветности.If the pyrotechnic composition contains magnesium powder in excess of the maximum amount and barium nitrate in excess of the minimum amount, this leads to a sharp increase in the combustion rate of the composition and a deterioration in color.
Идитол - «новолачная» фенолформальдегидная смола, обеспечивает механическую прочность пироэлементов из предложенного пиротехнического сигнального состава зеленого огня, используется в качестве связующего. При горении образует бесцветное пламя и не искажает цвет подаваемого сигнала. Идитол используется в виде 50%-го раствора в спирте этиловом.Iditol is a "novolac" phenol-formaldehyde resin, provides mechanical strength to the pyroelements of the proposed green fire pyrotechnic signal composition, and is used as a binder. When burning, it forms a colorless flame and does not distort the color of the signal being given. Iditol is used as a 50% solution in ethyl alcohol.
При использовании в пиротехническом сигнальном составе раствора идитола меньше 3% не обеспечивает необходимого уровня прочностных характеристик запрессованных пироэлементов, что приводит к раскалыванию горящего пироэлемента на несколько горящих частей и искажению восприятия подаваемого сигнала.When used in a pyrotechnic signal composition, an iditol solution of less than 3% does not provide the required level of strength characteristics of the pressed pyroelements, which leads to the splitting of the burning pyroelement into several burning parts and distortion of the perception of the signal being transmitted.
При использовании в пиротехническом сигнальном составе зеленого огня идитола больше 9% не целесообразно поскольку не приводит к повышению прочности запрессованных пироэлементов, при этом происходит искажение цветности подаваемого сигнала, цвет сигнала смещается в желтую область.When using more than 9% iditol in a green fire pyrotechnic signal composition, it is not advisable since it does not increase the strength of the pressed pyroelements, and in this case the color of the signal being transmitted is distorted, and the signal color shifts to the yellow region.
При горении термической основы предложенного состава в присутствии органических хлорсодержащих компонентов, а также неорганических хлорсодержащих солей в пламени горящего пиротехнического состава зеленого огня образуются реакционный хлор, который участвует в образовании атомов монохлорида бария BaCl, придающего пламени зеленую окраску.When the thermal base of the proposed composition burns in the presence of organic chlorine-containing components, as well as inorganic chlorine-containing salts, reactive chlorine is formed in the flame of the burning pyrotechnic composition of green fire, which participates in the formation of barium monochloride BaCl atoms, which imparts a green color to the flame.
Перхлорат калия является дополнительным окислителем и донором хлора, который участвует в образовании монохлорида бария, придает пламени зеленую окраску. 1 Potassium perchlorate is an additional oxidizer and donor of chlorine, which participates in the formation of barium monochloride, giving the flame a green color. 1
Содержание перхлората калия в составе меньше 5% снижает насыщенность пламени зеленым цветом.Potassium perchlorate content in the composition less than 5% reduces the saturation of the flame green color.
Увеличение содержания перхлората калия более 14% не целесообразно из-за снижения содержания остальных компонентов смеси и ухудшения цветности пламени.Increasing the content of potassium perchlorate to more than 14% is not advisable due to the decrease in the content of the remaining components of the mixture and the deterioration of the flame color.
Хлорпарафин в пиротехническом сигнальном составе зеленого огня играет роль цветопламенной добавки, является донором хлора, обеспечивает окраску пламени зеленым цветом. Увеличение содержания хлорпарафина более 20% приводит к ухудшению цветности пламени горящего пироэлемента1 из-за образования несгоревшего углерода, что переводит окраску пламени в желтый цвет.Chloroparaffin in the green fire pyrotechnic signal composition plays the role of a flame color additive, is a chlorine donor, and ensures the flame color is green. An increase in the chlorine paraffin content of more than 20% leads to a deterioration in the flame color of the burning pyroelement 1 due to the formation of unburned carbon, which changes the flame color to yellow.
Снижение содержания хлорпарафина ниже 11% приводит к ухудшению окраски пламени зеленым цветом из-за уменьшения количества образующегося при его разложении хлора, который участвует в образовании монохлорида бария. К тому же ухудшается воспламеняемость пиротехнического состава.Reducing the chlorinated paraffin content below 11% leads to a deterioration in the green flame color due to a decrease in the amount of chlorine formed during its decomposition, which participates in the formation of barium monochloride. In addition, the flammability of the pyrotechnic composition deteriorates.
Графит, входящий в рецептуру состава, является технологической антифрикционной добавкой, улучшает прессуемость пироэлементов из сигнального состава зеленого огня, уменьшает трение между прессуемым составом и корпусом пироэлемента.Graphite, which is part of the composition, is a technological antifriction additive, improves the compressibility of pyroelements from the green fire signal composition, reduces friction between the pressed composition and the pyroelement body.
Уменьшение содержания графита ниже 0,5% приводит к ухудшению прессуемости состава, к увеличению коэффициента трения между прессуемым составом и поверхностью корпуса пироэлемента из-за чего происходить сильная усадка корпуса, образование на его поверхности гофр и трещин, что в целях безопасности не допустимо.Reducing the graphite content below 0.5% leads to a deterioration in the compressibility of the composition, to an increase in the coefficient of friction between the pressed composition and the surface of the pyroelectric element body, which causes strong shrinkage of the body, the formation of corrugations and cracks on its surface, which is unacceptable for safety reasons.
Увеличение содержания графита в составе более 4% приводит к искажению цвета подаваемого сигнала и переводит его в желтую область спектра из-за появления в пламени несгоревших частиц углерода.An increase in the graphite content in the composition of more than 4% leads to a distortion of the color of the transmitted signal and transfers it to the yellow region of the spectrum due to the appearance of unburned carbon particles in the flame.
Улучшение технологичности и снижение трудоемкости приготовления состава происходит за счет уменьшения числа операций и сокращения времени, затрачиваемого на приготовление состава.Improvement of technological efficiency and reduction of labor intensity of preparation of the composition occurs due to reduction of the number of operations and reduction of time spent on preparation of the composition.
Компоненты предлагаемого пиротехнического сигнального состава зеленого огня не дефицитны, не дороги, выпускаются предприятиями отечественной промышленности.The components of the proposed green fire pyrotechnic signal composition are not in short supply, are not expensive, and are produced by domestic industrial enterprises.
Изготовление пиротехнического сигнального состава зеленого. огня осуществляется по следующей технологии:The production of the green fire pyrotechnic signal composition is carried out using the following technology:
1. В чашу смесителя загружается магниевый порошок и раствор идитола и перемешиваются до однородной массы.1. Magnesium powder and iditol solution are loaded into the mixing bowl and mixed until smooth.
2. Добавляются нитрат бария, перхлорат калия, хлорпарафин, графит и перемешиваются до однородной массы.2. Add barium nitrate, potassium perchlorate, chlorinated paraffin, graphite and mix until smooth.
3. Включается поддув под заданным давлением, компоненты перемешиваются.3. The blower is turned on at a given pressure, the components are mixed.
4. Смесь гранулируется через сетку до получения гранул.4. The mixture is granulated through a mesh to obtain granules.
Все операции по изготовлению сигнального состава зеленого огня производят в заданных временных значениях до 60 мин.All operations for the production of green light signal composition are carried out within specified time values of up to 60 minutes.
Допускается после выполнения операции №2 состав выгрузить на лотки и состав провяливать на лотках, а затем приступить к выполнению операции №4.After completing operation No. 2, it is permissible to unload the composition onto trays and dry the composition on the trays, and then proceed to performing operation No. 4.
Заявленный состав обладает химической стойкостью и физико-химической стабильностью, компоненты состава совместимы. Чувствительности пиротехнического состава к трению и удару позволяют проводить его приготовление и прессовать из него пироэлементы на штатном оборудовании на предприятиях промышленности.The declared composition has chemical resistance and physical and chemical stability, the components of the composition are compatible. The sensitivity of the pyrotechnic composition to friction and impact allows its preparation and pressing of pyroelements on standard equipment at industrial enterprises.
Полученную композицию направляют на прессование пироэлементов входящих в конструкцию реактивных сигнальных патронов.The resulting composition is sent for pressing pyroelements included in the design of reactive signal cartridges.
Каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.Each essential feature is necessary, and their totality is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in features in isolation, that is, the technical task at hand is solved not by the sum of effects, but by a new super-effect of the sum of features.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что оно неизвестно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления пиротехнического сигнального состава зеленого огня, можно сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the state of the art showed that it is unknown, and taking into account the possibility of industrial serial production of a pyrotechnic signal composition of green fire, it can be concluded that it complies with the conditions of patentability.
Для оптимизации количественного соотношения компонентов предложенного пиротехнического состава были проведены испытания пироэлементов реактивных сигнальных патронов, изготовленных при различном массовом соотношении компонентов для определения уровня показателей назначения: в пределах диапазона содержания компонентов, на его границах и за границами оптимизированных диапазонов.In order to optimize the quantitative ratio of the components of the proposed pyrotechnic composition, tests were conducted on the pyroelements of reactive signal cartridges manufactured with different mass ratios of components to determine the level of the designation indicators: within the range of component content, at its boundaries, and beyond the boundaries of the optimized ranges.
Характерные составы, испытанные в конструкции пироэлементов реактивных сигнальных патронов приведены в таблице ниже.The typical compositions tested in the design of pyroelements of reactive signal cartridges are given in the table below.
Натурные испытания пироэлементов из предложенного пиротехнического состава зеленого огня показали полную пригодность к требуемым условиям изготовления и переработки его в изделия, которые обеспечивают достижение показателей назначения, являются составы 2-4.Full-scale tests of pyroelements from the proposed green fire pyrotechnic composition have shown full suitability for the required conditions of manufacture and processing into products that ensure the achievement of the intended indicators; these are compositions 2-4.
Состав 1 характеризуется низкой скоростью горения при неудовлетворительных показателях цветности и низком уровне дальности видимости и различимости.Composition 1 is characterized by a low burning rate with unsatisfactory color indicators and a low level of visibility and distinguishability.
Состав 5 показал также худшие показатели цветности из-за высокого содержания магниевого порошка, пироэлементы из этого состава имеют низкую механическую прочность, а также при формовании пироэлементов из этого состава наблюдается сильная усадка и образование гофр и трещин на корпусе.Composition 5 also showed the worst color indices due to the high content of magnesium powder; pyroelements from this composition have low mechanical strength, and when forming pyroelements from this composition, strong shrinkage and the formation of corrugations and cracks on the body are observed.
Полученные результаты опытной проверки технического решения по изобретению позволяют рекомендовать предложенный пиротехнический сигнальный состав зеленого огня для практического применения в пиротехнических сигнальных патронах с обеспечением необходимого уровня дальности видимости и различимости.The obtained results of the experimental verification of the technical solution according to the invention allow us to recommend the proposed pyrotechnic signal composition of green fire for practical use in pyrotechnic signal cartridges, ensuring the required level of visibility and distinguishability.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2832995C1 true RU2832995C1 (en) | 2025-01-13 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW584618B (en) * | 1999-03-01 | 2004-04-21 | Sz-Hua Wu | Firework compounds |
| CN102910995A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 浏阳市五环烟花厂 | Sparkle beads producing cardamon green firework effect, and manufacturing method thereof |
| RU2525419C1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Pyrotechnic composition of green fire |
| RU2542314C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Spark-force composition of green fire for fireworks |
| RU2597603C1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Pyrotechnic composition of screening smoke |
| RU2602568C1 (en) * | 2015-10-05 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Smoke pyrotechnic composition |
| RU2614721C1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-03-28 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Pyrotechnic signal composition |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW584618B (en) * | 1999-03-01 | 2004-04-21 | Sz-Hua Wu | Firework compounds |
| CN102910995A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 浏阳市五环烟花厂 | Sparkle beads producing cardamon green firework effect, and manufacturing method thereof |
| RU2525419C1 (en) * | 2013-04-04 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Pyrotechnic composition of green fire |
| RU2542314C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Spark-force composition of green fire for fireworks |
| RU2597603C1 (en) * | 2015-04-08 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Pyrotechnic composition of screening smoke |
| RU2602568C1 (en) * | 2015-10-05 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Чебоксарское производственное объединение имени В.И. Чапаева" | Smoke pyrotechnic composition |
| RU2614721C1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-03-28 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" | Pyrotechnic signal composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sabatini | A review of illuminating pyrotechnics | |
| US8784584B2 (en) | Perchlorate-free yellow signal flare composition | |
| Sabatini et al. | High‐nitrogen‐based pyrotechnics: Development of perchlorate‐free green‐light illuminants for military and civilian applications | |
| RU2832995C1 (en) | Pyrotechnic signal composition of green light | |
| US2968542A (en) | Illuminants | |
| RU2369591C9 (en) | Aerosol-forming pyrotechnic composition | |
| US3951705A (en) | Blue-burning tracer mix | |
| RU2331619C1 (en) | Pyrotechnic composition of white flame with periodical flame flares in combustion | |
| RU2466119C1 (en) | Pyrotechnic composition for red signalling light | |
| RU2369592C1 (en) | Pyrotechnic composition for formation of smoke masking curtain | |
| RU2528257C1 (en) | Pyrotechnic signal composition | |
| US2149694A (en) | Spontaneously inflammable flashlight composition and method of preparation | |
| US2899291A (en) | heiskell | |
| RU2710186C1 (en) | Pyrotechnic spark-force compound of yellow fire | |
| RU2664913C1 (en) | Pyrotechnic signal composition | |
| RU2710190C1 (en) | Pyrotechnical composition of yellow fire | |
| RU2542314C1 (en) | Spark-force composition of green fire for fireworks | |
| RU2549865C1 (en) | Pyrotechnic composition of colour of fire | |
| RU2550390C1 (en) | Spark-forcing compound for red fireworks | |
| RU2850806C1 (en) | Pyrotechnic composition of red fire for signal cartridges | |
| RU2722031C1 (en) | Red fire pyrotechnic composition | |
| RU2719009C1 (en) | Pyrotechnic composition of green fire | |
| RU2540626C1 (en) | Pyrotechnic composition of red signal light | |
| RU2074847C1 (en) | Match | |
| GB1605237A (en) | Tracer composition for small calibre ammunition |