一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花的制作方法

文档序号:25956475发布日期:2021-07-20 17:15阅读:517来源:国知局

本发明涉及本发明涉及烟花爆竹生产技术领域,尤其涉及一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花。

技术背景

我国古代认为:火,可以拨除不祥;火花,是喜事降临的预兆;声响,能惮吓鬼魅,驱散疬气;烟使阳气上升。烟花鞭炮在燃放时正好产生这样一些声、火、烟、光等效果,很自然地与人们的观念相结合,因而成为人们理想的喜庆用品。如今,无论是过年过节,还是结婚嫁娶,进学升迁,以至大厦落成、商店开张等,只要为了表示喜庆,人们都习惯放鞭炮来庆祝。

冷焰火烟花是21世纪发明的一种新型高科技焰火产品、其制造原理采用燃点较低的金属粉末,经过一定比例加工而成的冷光无烟焰火,适用于舞美庆典特效设计。产品自投放市场以来,安全性强,亮度高和烟雾小、环保无污染、对现场气氛能够起到强烈的烘托渲染作用等优点而倍受舞美设计人员和大众的青眯;能够广泛应用于舞台演出、会务会展、婚庆礼仪等场合,可使活动安全环保又有特色。

冷烟火烟花虽然个头不大,不冒烟、温度低,常常被误认为不具有危险性,实际冷烟火燃点低,可轻易引燃尼龙、棉絮等可燃物,燃放形成高温溶渣掉在地毯上引发火灾。其燃烧温度可达到600℃以上,与很多商家宣传有很大出入,存在极大地安全隐患。所以,针对上述问题,本发明提供了一种针对单基粉的改性方法,降低燃烧时的温度,同时提供了一种特殊发光剂的制备方法和固定剂的制备方法。在提高安全性的同时,增加了色彩,使冷焰火烟花具有丰富的色彩和优异的安全性能。



技术实现要素:

本发明的目的在于:提供一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花特殊发光剂及其制备工艺。

本发明的第二目的:提供一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花改性动力药及其制备工艺。

本发明的第三目的:提供一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花固定剂及其制备工艺,使制备的烟花封口防水,具有一定的缓冲性,可以一定程度的防止碰撞爆炸,具有一定的缓冲作用。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,具体制备工艺如下:

其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶10-15份、碳酸钡15-20份,草酸钠10-13份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=(1-1.2)mol:(0.8-1)mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=(1.5-1.8)mol:(1.8-2.0)mol:(0.5-1.0)mol:(550-600)ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=(1-1.2)mol:(0.10-0.13)mol:(350-400)ml。

其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10-15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=(2-2.5)mol:(0.5-0.8)mol:(450-500)ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,具有优异的耐热性以及良好的延展性;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至40-45℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以3-5℃/min的速率进行升温,升温至35-40℃,搅拌24h得到固定剂。

本发明的优势在于:

(1)在发光剂中通过三乙醇胺对多种金属元素进行螯合,燃放时放出烟花颜色具有特异性,具有洋红和黄绿的特殊光色;添加十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐和乙酸异丁酯具备的特殊官能团可以修饰发光剂;同时,纳米碳酸钾具有保护特殊基团的作用;采用微胶囊包覆结构,可以保护发光药在爆炸加热时结构不会被破坏;加入硅藻土作为载体材料,硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点,可以使发光剂均匀的附着于载体材料上,分布更加均匀,发光效果更好。

(2)对单基粉进行改性,加入自主研制的保护剂对单基粉进行包覆处理,使点燃后的焰火温度有效降低,落下时不会对人体造成危害,同时,降低了单基粉的敏感性,大大提高了烟花储存运输燃放的安全性。

(3)自制的固定封口材料采用十六烷基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸丁酯和十三氟辛基三乙氧基硅烷制备的有机合成物,其中,十三氟辛基三乙氧基硅烷是一种双官能团化合物,含硅烷氧基官能团在水解后释放低分子醇,由此产生的活泼性硅醇,能与许多无机和有机基材中的羟基、羧基和含氧基团产生化学键合,惰性低表面能的基团,可使被处理过的基材具有极低的表面能和极差的湿润性,有效防水并疏水;主体采用微晶蜡,氯化石蜡和氧化铝微球等物质进行复合,其中氯化石蜡受热不燃,极大保证了烟花的安全性,微晶蜡韧性好,柔韧性好,氧化铝微球具有良好的耐磨性,受热性和一定流动性,三种材料复合,使制备的物质具有优异的使用价值,提高了烟花的安全性;因此,自制的固定剂具有良好的耐热性,安全性,防水抗潮性。

具体实施方式

实施例1

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,具体制备工艺如下:

其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.6mol:1.9mol:0.7mol:580ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=1.1mol:0.12mol:370ml。

其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10-15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=2.3mol:0.6mol:470ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,具有优异的耐热性以及良好的延展性;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至43℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以4℃/min的速率进行升温,升温至38℃,搅拌24h得到固定剂。

实施例2

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,具体制备工艺如下:

其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶10份、碳酸钡20份,草酸钠10份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1mol:1mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.5mol:2.0mol:1.0mol:550ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=1.2mol:0.10mol:400ml。

其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=2.5mol:0.5mol:450ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,具有优异的耐热性以及良好的延展性;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至45℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以3℃/min的速率进行升温,升温至35℃,搅拌24h得到固定剂。

实施例3

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,具体制备工艺如下:

其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶15份、碳酸钡15份,草酸钠13份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.2mol:0.8mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.8mol:1.8mol:0.5mol:600ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=1mol:0.13mol:350ml。

其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=2mol:0.8mol:500ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,具有优异的耐热性以及良好的延展性;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至40℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以5℃/min的速率进行升温,升温至40℃,搅拌24h得到固定剂。

对比例1

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶3份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例2

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡3份,草酸钠5份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例3

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶7份、碳酸钡18份,草酸钠28份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例4

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,加入无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例5

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂。

其余同实施例1。

对比例6

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

④将步骤③制备的纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例7

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将步骤③制备的混合颗粒放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,加入硅藻土继续搅拌,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成以硅藻土为载体的发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例8

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述效果药中发光药剂具体制备过程为:

①将碳酸锶13份、碳酸钡18份,草酸钠12份放入反应装置中,同时加入月桂酸和无水丙酮,将其放入高频共振研磨机进行研磨,加热至60℃得到混合均匀的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物,混合物粒径为100-120nm;

②将步骤①中制备的纳米级碳酸锶,碳酸钡,草酸钠混合物投入反应装置中,加入三乙醇胺,加入硼酸调节ph为7.2-7.8,加入二氯甲烷溶液,升温至80℃,同时开启冷凝回流装置,反应12h,得到发光剂;

③将十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐、乙酸异丁酯放入反应装置中,倒入乙醇溶液,加入步骤②制备的发光剂,放入湿法制粒机中进行制粒,粒径大小为10-15μm,混合搅拌时间30min,混合均匀;其中,十二烷基羧甲基钠型咪唑林醋酸盐:乙酸异丁酯=1.1mol:0.9mol;

④将碳酸钾晶体加热至80℃,趁热放入高频共振研磨机机中,同时加入无水正丙醇和月桂酸咪唑啉进行研磨,将碳酸钾晶体制成纳米碳酸钾,颗粒半径在120-150nm;

⑤将步骤③制备的混合颗粒和步骤④纳米碳酸钾放入搅拌器内搅拌均匀,转移到湿法造粒机中,加入丙酮溶液,加热至80℃,搅拌时间30min;后以3℃/min的降温速率降温,直至降至室温,制成发光药颗粒,颗粒半径过400目筛。

其余同实施例1。

对比例9

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述动力药采用市面上制备冷焰火常用的单基粉。

其余同实施例1。

对比例10

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.6mol:0.5mol:0.7mol:580ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其余同实施例1。

对比例11

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.6mol:1.9mol:1.5mol:580ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其余同实施例1。

对比例12

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述动力药为单基粉:保护剂:缩水甘油酯型环氧树脂:乙酸乙酯=1.6mol:1.9mol:0.7mol:580ml。

其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=0.5mol:0.12mol:370ml。

其余同实施例1。

对比例13

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述动力药中单基粉的改性具体操作流程如下:

1)将单基粉放入湿法造粒机中,加入乙酸乙酯混合均匀,进行造粒,颗粒半径为15-20μm;加入保护剂缓慢搅动,让保护剂对其进行均匀的包覆;

2)缓慢升高温度,加入邻苯二甲酸二缩水甘油酯,让树脂对步骤2)的颗粒进行均匀包覆,使造出的颗粒半径在30-40μm间。

其中,所述保护剂的具体制备工艺如下:

1)将聚丙烯微球和二甲基二甲氧基硅烷放入丙酮溶液中进行反应,加热到100℃并保温;

2)在加热时同时搅拌,反应24h,用饱和nahco3溶液进行淬灭,旋发蒸干丙酮,剩余溶液采用二氯甲烷溶剂萃取,萃取3次,得到产物a;

3)将产物a和乙烯基三乙氧基硅烷置于1,2-二氯乙烷中进行反应,加热到80℃,同时开启冷凝回流装置,搅拌反应20h,得到保护剂;

其中,聚丙烯微球:二甲基二甲氧基硅烷:丙酮溶液=1.1mol:0.05mol:370ml。

其余同实施例1。

对比例14

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述固定剂采用市面上常用固定剂。

其余同实施例1。

对比例15

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10-15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=1.5mol:0.6mol:470ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,搅拌均匀;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至43℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以4℃/min的速率进行升温,升温至38℃,搅拌24h得到固定剂。

其余同实施例1。

对比例16

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10-15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=2.3mol:0.6mol:470ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,控制温度于100℃,使之成为均匀液体,加入半径为5-8μm的氧化铝微球加入固定试剂,搅拌均匀;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至43℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以4℃/min的速率进行升温,升温至38℃,搅拌24h得到固定剂。

其余同实施例1。

对比例17

一种具有洋红和黄绿色光低温安全环保烟花,其中,所述固定剂具体制备方法如下:

1)将十六烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸丁酯放入反应器中,加入乙酸乙酯溶液,放置于水浴锅中反应,控制水浴温度,反应温度为10-15℃,最高不得超过20℃,反应10h,得到产物ⅰ;其中十六烷基三甲基氯化铵:甲基丙烯酸丁酯:乙酸乙酯=2.3mol:0.6mol:470ml;

2)将微晶蜡融化至加热,边加热变搅拌直至形成液体,加入氯化石蜡,控制温度于100℃,使之成为均匀液体;

3)将步骤1制备的产物ⅰ中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷,加入1,2-二氯甲烷,加热至43℃进行反应,反应时间24h,得到产物ⅱ;

4)将步骤3)制备的产物ⅱ加入步骤2)制得的复合材料以4℃/min的速率进行升温,升温至38℃,搅拌24h得到固定剂。

其余同实施例1。

实验例1烟花燃放视觉效果评价

将烟花在晴朗的夜空中点燃,寻找100人观看并访问点燃效果,每种烟花燃放3次,其中,评价员为50男50女,视力正常,无色弱色盲,评价标准如下:

表1视觉效果评价表

具体评价平均结果如表1所示:

表2视觉效果平均得分

从上表可以观察到,实施例1-3的评分均比较高,平均得分均在4.5分上,通过三乙醇胺对多种金属元素进行螯合,燃放时放出烟花颜色具有特异性,具有洋红和黄绿的特殊光色烟花色彩明亮;对比例1-3改变发光药的主体显色剂配比,最高平均得分为3.5400,烟花发光颜色为明显的亮色,但无其他色光出现,最低平均得分为2.8267,烟花色彩明亮,但色彩颜色混杂;对比例4在制备发光剂时,未添加月桂酸,因此制备出的颗粒粒径较大,所以烟花的发光效果较差,色彩稍显暗淡,色光混杂,观赏价值低;对比例5未添加载体,所以发光剂制备好后,并没有均匀的混合在一起,所以烟花色光混杂,无观赏价值;比例6-8改变载体制备方法,对比例6未加本发明制备合成的粘合剂,对比例7未加保护基团的纳米碳酸钾,对比例8未加作为载体的硅藻土,因此得到的烟花整体评分较低。通过上述试验数据,可见本发明提供的配方具有极大地观赏性,其平均得分都在4.5分之上,制备的烟花色彩明亮,发出耀眼的洋红和黄绿光。

实验例2点燃试验

选取不同方式制备的烟花,每种烟花选取10个样品,点燃后进行点燃测试,测试内容包括烟花从地面升空到烟花燃放的时间,是否有烟花残留物落下以及残留物落下温度进行试验分析。

本实验采取两名实验员记录烟花从地面升空到烟花燃放的时间,每名试验员每种烟花选取10个样品,最终结果取平均值。数据稳定性差异计算公式如下:

θ=|实验员a测试平均时间s-实验员b测试平均时间s|×100/实验员a测试平均时间s;

点燃烟花后,观察烟花燃放后是否有残留物落下,若有,测试残留物温度,记录残留物平均温度,具体实验结果如表3;

表3点燃焰火温度测试

从上表数据可看出,实施例1-3采用本发明制备的改性单基粉,点燃后的从地面升空到烟花燃放的时间均在1.5s-2.0s之间,且测试稳定性差异也在4%以内,稳定性良好,并且烟花燃放后无残留落下,提高了烟花燃放的安全性;对比例9采用市面上所售单基粉,点燃后的从地面升空到烟花燃放的时间均在2.0s以上,且测试稳定性差异最大,为17.797%,烟花间稳定性差,燃放后有残留落下,残留物温度为15.51℃,存在极大的安全隐患;对比例10-13改变了改性单基粉制备的工艺和配方,点燃后的数据稳定性差异有一定程度的降低,但烟花燃放时间均在2.0s以上,燃放后均有残留物落下,但残留物温度均在5℃以下,较实施例1-3安全性能差。从上述表格数据上看,本发明制备的改性单基粉明显提高了烟花的稳定性和安全性,且烟花点燃后无残留物落下。

实验例3烟花的防水试验

将完整烟花置于水中,烟花于水中浸没5min,取出,小心地拆除外包装,观察烟花试剂是否被浸湿,未浸湿的样品按照国家标准测定烟花中的吸湿率;同时测试在浸湿的烟花时是否可以正常点燃;

按照国家标准gb/t22809-2008对烟花进行吸湿率进行测定,其中,拆开烟花,取样品5.0000g±0.1000g在20℃±2℃置于吸湿器中24h进行吸湿性测试;每种烟花测量测试两次,每次测试10个样品,最终结果取平均值;

吸湿率以质量百分数表示,x=100×(m1-m0)/m;

m1为吸湿24h后称量瓶和试样质量,g;

m0为吸湿前称量瓶和试样质量,g;

m为干试样质量,g;

x为吸湿率,%;

具体测试结果如表3;

表4烟花防水、吸湿试验

从表4中可以看出,实施例1-3采用本发明制备的固定剂其防水性能优异,在水中浸泡后仍然具有吸湿性,且吸湿率小于国家标准规定的≤2%,浸湿后仍为合格品,并且可以正常燃放;实施了14采用市面上常用的固定剂,有一定的固定效果,但其防水效果很差,放入水中直接被浸湿;对比例15中未按照本发明的配方配制防水剂,其防水性能较差,烟花虽未被浸湿,但是吸湿率超过国家标准规定的2%,无法正常燃放;对比例16中未添加氯化石蜡,对比例17未添加氧化铝微球,两种方式制备的烟花均未被浸湿,但对比例16烟花的吸湿率超过国家标准,无法正常燃放,对比例17的烟花可正常燃放。通过上述数据,本发明配制的固定剂具有优异的防水性能。

实验例4烟花跌落试验

跌落试验采用完整无损的烟花进行试验,按照国家标准gb10631-2013进行检测;分别在跌落高度为12m、24m、36m等高度下进行试验,每种烟花每种高度各测试5个样品,任意出现一个样品的跌落存在燃烧、爆炸、漏药现象则该工艺制备的烟花结果记录即为否,否则为是;具体结果如表5所示;

表5烟花的跌落试验

按照国家标准gb10631-2013,跌落高度为12m条件下,样品无燃烧、爆炸、漏药现象即为合格品,因此,实施例1-3,对比例9-17均为合格品;实施例1-3在跌落高度为36m的情况下,未出现燃烧、爆炸、漏药现象,烟花安全性优异;对比例9采用市面上销售的单基粉,对比例14采用市面上销售的固定剂,但两种方法制备的烟花安全性能较差,在跌落高度为24m时便出现燃烧、爆炸、漏药现象;对比例10中添加的保护剂少于本发明要求的配比,没有保护剂的缓冲作用,因此烟花在跌落高度为24m的情况下便出现燃烧、爆炸、漏药现象,安全性能较差;对比例11中添加的缩水甘油酯型环氧树脂多于本发明要求的配比,但烟花在跌落高度为36m的情况下出现燃烧、爆炸、漏药现象,安全性能优于对比例10;对比例12-13均为改变保护剂配比,烟花在跌落高度为24m的情况下便出现燃烧、爆炸、漏药现象,安全性能较差;对比例15改变固定剂中防水剂配方,对比例16固定剂中未添加氯化石蜡,烟花在跌落高度为36m的情况下出现燃烧、爆炸、漏药现象,安全性能优于对比例14;对比例17固定剂中未添加氧化铝微球,因此在跌落实验中,没有相应的缓冲作用,延展性,所以其跌落试验中,安全性能差。因此,本发明制备的烟花安全性能优异,大大降低了烟花在储存运输中的安全隐患。

通过上述试验及数据证明,本发明制备的烟花发光剂通过三乙醇胺对多种金属元素进行螯合,燃放时放出烟花颜色具有特异性,具有洋红和黄绿的特殊光色,具有很高的观赏价值,纳米碳酸钾具有保护特殊基团的作用;采用微胶囊包覆结构,加入硅藻土作为载体材料,可以使发光剂均匀的附着于载体材料上,分布更加均匀,发光效果更好,改性后的单基粉,其稳定性提高,点燃后无残留物落下,通过跌落试验证明,具有优异的缓冲性能,提高了烟花的安全性;固定剂主体采用微晶蜡,氯化石蜡和氧化铝微球等物质进行复合,其中氯化石蜡受热不燃,极大保证了烟花的安全性,微晶蜡韧性好,柔韧性好,氧化铝微球具有良好的耐磨性,受热性和一定流动性,三种材料复合,极大的保证了烟花的安全性,添加了自制防水剂,使制备的固定剂具有优异的缓冲性能和安全性;本发明制备的烟花具有优异的安全性能和观赏价值,降低了烟花在储存运输中的安全隐患。

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