专利名称:一种烟花炮竹组合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种烟花炮竹组合物及其制造方法，更具体地说，涉及一种以金属硫化物取代可燃剂硫磺，从而提高烟花炮竹生产安全性能的烟花炮竹组合物及其制造方法。
背景技术：
在现有技术中，烟花炮竹行业响爆类烟花(包括爆炸、礼花弹)使用氯酸钾作氧化剂，硫磺作可燃剂，这类药剂在机械作用的撞击、摩擦下极易引起自发性燃烧和爆炸，伤亡事故屡见不鲜，氯酸钾、硫磺混合药剂的高度危险性的原因是1、氯酸钾的熔点为356℃，硫磺的熔点为119℃，二者极易反应；2、氯酸钾的塔曼温度为42℃，即其42℃便可分解放热，引起药物爆炸；3、硫磺易氧化表面产生硫酸，氯酸钾遇酸产生氯酸和二氧化氯，它们比氯酸钾活性更高，可使氯酸钾、硫磺混合物体系成为极不稳定的系统，稍受外界撞击或摩擦即产生热点，可激发燃烧或爆炸。目前使用的花炮药剂中的氯酸钾、硫磺配方，撞击感度为100％，摩擦感度为100％，属高度危险性火药。现有的氯酸钾、硫磺配方，由于氯酸钾的熔点为356℃，燃烧温度低点易熔，而且含氯酸钾的药剂较其它药剂有更明亮的火光，并且在声响炮竹中可得到更响的声响，易于燃烧且不易“瞎火”，因此，以氯酸钾为氧化剂的混合烟火剂虽然具有良好的易燃性、可燃性、助色性和经济实用性等优点，但其高度的危险性及感度高却是致命的弱点，因而必须改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械感度和摩擦感度低、安全性能高的烟花炮竹组合物及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案研制一种烟花炮竹组合物，含有氯酸钾、珍珠岩和铝粉，为固态微粉混合物，所述组合物的成份及重量份数为氯酸钾100份，金属硫化物2-15份，珍珠岩0.1-6份，铝粉1-3份，所述的金属硫化物是硫化钡、硫化铜、硫化银、硫化锶、硫化锑、硫化锌、硫化镉、硫化铁、硫化钠、硫化钙、硫化钨或硫化铅之任意一种、几种或所有种的任意比例的混合物。氯酸钾是氧化剂，提供炸药的氧，其分解反应为放热反应，可以保持足够的爆温，所述的金属硫化物分解放出二氧化硫，提供足够的气体爆炸，这些金属硫化物的比熔热较大，导热率低的物质在其表面形成有效的热阻，可以延缓热流时间，从而使热电传播困难以达到降低感度的目的，上述的各种金属硫化物可以单独使用，也可以以任意成分和任意比例混合使用，只要在所述的比例范围内，均可以起到预期的效果；铝粉是轻金属，燃烧时温度高达1800-2500℃，可以提高爆温以提高爆炸威力和声响；珍珠岩粉是填充剂，加入后可以稀释炸药的分布密度，同时降低成本。在具体实施过程中，必须按照所述的比例加入，若金属硫化物的含量过低，产生的气体量太少，爆炸时碎纸率差，纸桶炸不碎，若其用量过高，则气体量过多，由于硫化物过多，吸热量大，直接损失及降低爆温，爆竹可能炸不开且响声低；铝粉加入量过多，虽能提高爆温，但会使成本提高；珍珠岩若加入过多则爆竹声响提高，但碎纸率明显下降；因此，应按前述的成分和比例加入，这样才能保证产品的质量。
本发明烟花炮竹组合物的制造方法是过程包括粉碎、干燥、混合及包装，在金属硫化物表面处理时，将其干燥至含水重量0.05％-0.2％，粉碎至粒度120-200目，加入金属硫化物重量的1％-3％的硅烷偶联剂和金属硫化物重量的2％-4％的粒度为2-5微米的轻质碳酸钙，在捏合机中混合并于80-90℃的温度下处理至少20分钟，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷之一种或几种任意组份任意比例的混合物。这类物质可以用通式表达为RsiX3，其中X为水解性官能团，R为有机官能团。表面处理的目的是1、提高金属硫化物的活性，硅烷偶联剂是一种分子中具有两种以上不同反应基的有机硅单体，它可以与有机材料和无机材料发生化学偶合，硅烷偶联剂中的水解性官能基X可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂乙氧基、乙烯基、氨基、锍基等有机基以及无机材料发生偶联反应；2、轻质碳酸钙主要防止金属硫化物产生酸性杂质，用碳酸钙中和，抑制氯酸钾产生活性高的氧酸和二氧化氯，以降低感度，防止氯酸钾的分解。
本发明较好的技术方案可以是硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。该化合物廉价易得，用其处理金属硫化物，可以增加硫化物遇热分解的活性，使硫化物分解完全。
与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点1、由于采用金属硫化物而免除了使用硫磺，其熔点高达800℃以上，(硫磺熔点为119℃，即使氯酸钾低温分解，也不能引燃硫化物，炸药不易自燃及爆炸，其撞击感度达到0％，摩擦感度可达8％-14％，故其安全性高；2、使用金属硫化物生产的烟花炮竹的打响率、声级值、碎纸率及色光均可以达到国家规定的标准，因而实用性强。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明进行更加详细的描述实施例1取硫化钡及硫化铜重量各1份，在捏合机中，将其干燥至含水重量0.2％以下，粉碎至粒度150目，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷0.04份(二金属硫化物重量的2％)和粒度为5微米以下的轻质碳酸钙0.06份(二金属硫化物重量的3％)，并加入150目的珍珠岩粉重量5份，在捏合机中混合并于80-90℃的温度下处理30分钟，在制作烟花炮竹岗位加入氯酸钾粒度为150目的重量100份和铝粉重量3份，充分混合即可制作。根据GJB772A-970之601.1和601.2方法检测组合物撞击感度重10公斤，落高点25厘米，测得值为1％，摩擦感度表压1.25MPa，摆角60°，测得值为7％，爆发点为345℃，吸湿率0.2％。
实施例2
配方及检测值见表1，工艺方法及检测方法同例1，加入硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷0.12份(二金属硫化物重量的1％)和粒度为5微米以下的轻质碳酸钙0.24份(二金属硫化物重量的2％)，在捏合机中处理40分钟。
实施例3配方及检测值见表1，工艺方法及检测方法同例1，加入硅烷偶联剂乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷0.3份(二金属硫化物重量的3％)和粒度为5微米以下的轻质碳酸钙0.2份(二金属硫化物重量的2％)，在捏合机中处理20分钟。撞击感度0％，摩擦感度3％。
实施例4配方及检测值见表1，工艺方法及检测方法同例1，硅烷偶联剂γ-氯丙基三甲氧基硅烷和轻质碳酸钙的加入比例同例1。
实施例5配方及检测值表1，工艺方法及检测方法同例1，硅烷偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷和轻质碳酸钙的加入比例同例2。
实施例6配方及检测值表1，工艺方法及检测方法同例1，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷各半的混合物，硅烷偶联剂和轻质碳酸钙的加入比例同例3。
表1 组合物配方及质量数据一揽表
註表中各物质为重量份数。
权利要求
1.一种烟花炮竹组合物，含有氯酸钾、珍珠岩和铝粉，为固态微粉混合物，其特征在于组合物的成份及重量份数为氯酸钾 100份金属硫化物 2-15份珍珠岩 0.1-6份铝 粉 1-3份所述的金属硫化物是硫化钡、硫化铜、硫化银、硫化锶、硫化锑、硫化锌、硫化镉、硫化铁、硫化钠、硫化钙、硫化钨或硫化铅之任意一种、几种或所有种的任意比例的混合物。
2.权利要求
1组合物的制造方法，包括粉碎、干燥、混合及包装，其特征在于在金属硫化物表面处理时，将其干燥至含水重量0.05％-0.2％，粉碎至粒度120-200目，加入金属硫化物重量的1％-3％的硅烷偶联剂和金属硫化物重量的2％-4％的粒度为2-5微米的轻质碳酸钙，在捏合机中混合并于80-90℃的温度下处理至少20分钟，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷之一种或几种任意组份任意比例的混合物。
3.根据权利要求
2所述的制造方法，其特征在于硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
专利摘要
本发明公开了一种烟花炮竹组合物,其成份及重量份数为:氯酸钾100份,金属硫化物2－15份,珍珠岩0.1－6份,铝粉1－3份,金属硫化物是硫化钡、硫化铜、硫化银、硫化锶、硫化锑、硫化锌、硫化镉、硫化铁、硫化钠、硫化钙、硫化钨或硫化铅之任意一种、几种或所有种的任意比例的混合物,在金属硫化物表面处理时,用金属硫化物重量的1%－3%的硅烷偶联剂和金属硫化物重量2%－4%的轻质碳酸钙,在捏合机中混合并于80－90℃的温度下处理至少20分钟,解决了现有组合物机械感度和摩擦感度高、安全性能低等问题,具有机械感度和摩擦感度低、安全性能高等优点,广泛适合于各种烟花炮竹的药剂。
文档编号C06B29/02GKCN1376657SQ02115155
公开日2002年10月30日 申请日期2002年4月24日
发明者刘琼吾, 余祥生 申请人:深圳市华之泰投资有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan