一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法
1.本技术是名为《一种基于自维持反应安全环保烟花发射药》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2021年07月28日，申请号为202110860694.6。
技术领域
2.本发明涉及烟花爆竹技术领域，特别是涉及一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法。
背景技术：
3.在烟花爆竹生产中，黑火药是重要的原材料之一。黑火药由硝酸钾(氧化剂)、木炭(还原剂)和硫磺(可燃剂)三种成分混合而成，优点是价格低、操作安全、便于制造。但是，黑火药在燃烧时会产生大量黑色烟雾，影响烟花的燃放效果，而且燃烧不完全，残留物中会有大量的炭、硫、钾的氧化物及固体残渣，严重污染环境。在安全性方面，黑火药的机械感度较大，受到较强的冲击或摩擦时，即可发火或爆炸，因此，在生产和运输过程中安全性低，对人的生命和财产带来极大危险。
4.高分子氟聚物具有较好的热稳定性能(分解温度一般在400℃以上)、抗老化性能、化学稳定性，与金属粉反应生成的氟化物的生成热相比氧化物的要大，可释放大量的热(爆热可达2150kcal/kg)。同时，高分子氟聚物与烟火药剂常用的可燃剂、添加剂等物质具有较好的相容性，有优良的长贮性能，且应用于烟火药等含能材料中具有较好的成型性。此外，高分子氟聚物/活性金属粉的燃烧产物为碳和氟化物颗粒，不产生硫氧化物和氮氧化物等有毒有害气体，对环境友好。在安全方面，高分子氟聚物/活性金属粉表现出对机械冲击和热作用明显的钝感，因此在生产和运输过程中安全性高。基于上述颠覆性优势，高分子氟聚物/活性金属粉可应用于烟花爆竹生产中，有望彻底取代黑火药。
技术实现要素：
5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法，能够解决现有烟花爆竹用黑火药产物污染大、机械感度高、静电和火花感度高、生产和运输过程中安全性低的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
8.(1)首先对金属粉进行改性、包覆；
9.表面改性：将硅烷偶联剂加入到乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将活性金属分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；
10.包覆：将粘结剂加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆金属粉的分散液。
11.(2)制备烟花发射药颗粒
12.混粉：将高分子氟聚物加入到上述粘结剂包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，得
到浆料；
13.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品；
14.所述高分子氟聚物为全氟聚醚、聚偏氟烯烃、聚氟烯烃或聚氟烷烃；粘结剂包括氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、聚酯和聚氨酯弹性体；活性金属包括球形镁粉、球形铝粉或球形锌粉；以总质量份数100份计，高分子氟聚物30～75份，粒径50～400μm；活性金属粉25～70份，粒径10～75μm；硅烷偶联剂0.5～3份；粘结剂0.5～5份。
15.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
16.1、本发明采用常规的金属粉末、氟聚物和常用的粘结剂为原料，均为普通化学品试剂，来源广泛易得，采用简单的混粉、搅拌、造粒和干燥工艺即可制备，适宜工业化批量生产，过程安全可控。
17.2、本发明制备的基于自维持反应安全环保烟花发射药，相对于传统黑火药，无硫无氮、微烟、对环境友好、机械感度低、安全性高等优势，可广泛应用于烟花爆竹用发射药生产中。
具体实施方式
18.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
20.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
22.实施例1
23.一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
24.(1)首先对金属粉进行改性、包覆
25.表面改性：将1份硅烷偶联剂kh570加入到乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将25份球形镁粉和12份球形铝粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；
26.包覆：将2份粘结剂氟橡胶2602加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆金属粉的分散液。
27.(2)制备烟花发射药颗粒
28.混粉：将60份聚偏氟乙烯粉加入到上述粘结剂包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，得到浆料；其中，聚偏氟乙烯粉粒径160μm；
29.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
30.实施例2
31.一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
32.(1)首先对金属粉进行改性、包覆
33.表面改性：将1份硅烷偶联剂kh550加入到乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将15份球形镁粉和30份球形铝粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；
34.包覆：将2份粘结剂氟橡胶2602加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆金属粉的分散液。
35.(2)制备烟花发射药颗粒
36.混粉：将52份聚四氟乙烯粉加入到上述粘结剂包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，得到浆料；其中，聚四氟乙烯粉粒径250μm；
37.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
38.实施例3
39.一种基于自维持反应安全环保烟花发射药的制备方法，具体步骤如下：
40.(1)首先对金属粉进行改性、包覆
41.表面改性：将0.5份硅烷偶联剂kh550加入到乙酸乙酯中，搅拌0.5h，并在惰性气氛保护下，将22份球形镁粉和6份球形铝粉分散到溶液中，浸泡6h，过滤干燥，得到改性金属粉；
42.包覆：将1.5份粘结剂estane5702加入到乙酸乙酯中，搅拌至全部溶解，并将上述改性金属粉分散到溶液中，搅拌2h，得到粘结剂包覆金属粉的分散液。
43.(2)制备烟花发射药颗粒
44.混粉：将70份聚偏氟乙烯粉加入到上述粘结剂包覆金属粉所得的分散液中，搅拌4h，得到浆料；其中，聚偏氟乙烯粉粒径160μm；
45.造粒：将上述得到的浆料通过2mm粒料板的造粒机进行挤出造粒，并将所得的颗粒进行干燥，烘干温度为60℃，得到最终产品。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
47.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。