本申请涉及一种烟花爆竹筒口的封装方法，尤其涉及一种淀粉基封装胶封装烟花爆竹筒口的方法。
背景技术：
：烟花爆竹筒口的封装是制作烟花爆竹的必要环节，由于其内含火药等易燃易爆成分，对封装胶有一定要求。该封装胶通常应具备较大的初始粘度以更好的实现粘合，且具有一定的发泡效应以能够填充筒口，施胶及其后的干燥过程在火药安全温度60℃以下，通常在室温下进行，但在该温度下能够快速干燥，而且能够在烟花释放时实现速燃且清洁。目前，用于烟花爆竹筒口的封装胶通常采用市售产品，但市售产品的封装胶并非针对烟花爆竹筒口的封装的用途进行开发。淀粉基粘结剂是使用较为广泛的粘结剂之一，通常采用氧化剂和naoh糊化剂对淀粉的水溶液进行处理得到淀粉基粘结剂，其具有一定的发泡效果，而且可以根据需求添加其他功能试剂；其在高温下能够燃烧并生成水和二氧化碳，不仅具有环保性，而且能够满足速燃且清洁的要求。但在烟花爆竹筒口的封装中，还未见采用淀粉基粘结剂的相关报道，其可能与对封装胶具有较大的初始粘度和在室温下能够快速干燥的要求有关，而且淀粉的氧化-糊化原理复杂，制备步骤稍有不同对封装胶效果都会产生较大影响。因此，有必要对淀粉基粘结剂进行改进以适合烟花爆竹筒口的封装。技术实现要素：本申请针对上述技术问题提出了一种能够快速干燥且封装效果稳定的烟花爆竹筒口的封装方法，其具体技术方案如下：(1)快干型淀粉基封装胶的制备：采用淀粉、28-32wt%的h2o2水溶液、nahco3和石膏作为原料，在搅拌情况下，将淀粉粉末加入h2o2溶液中，反应3-5min，形成悬浮液，再加入nahco3粉末和石膏粉末，在水浴加热条件下恒温42-48℃进行2-3h糊化，得到快干型淀粉基封装胶；其中，淀粉、h2o2水溶液、nahco3和石膏的比例为10g：10-12ml：1.8-2.2g：0.4-0.6g；(2)采用挤出设备将封装胶灌入烟花爆竹筒口，封装胶挤出后持续发泡、膨胀，在20-30℃的通风环境中，经过20~30min初凝定型，并在20-30℃的通风环境中12-18h完全干燥硬化。优选的，步骤(1)中石膏粉末的平均粒径在450-550µm。优选的，步骤(1)中的淀粉为玉米淀粉或土豆淀粉。本申请的有益效果：(1)对淀粉基封装胶的制备进行了优化：仅在h2o2水溶液的原料中引入了尽可能少量的水，简化了水引入的制备工艺，实现了封装胶的性质稳定，缩短了完全干燥的时间；采用nahco3代替naoh，克服了引入固体naoh导致产生淀粉局部胶化以及混合不均匀的缺陷，实现了同时进行ph值调节、糊化和发泡作用；引入石膏实现了加快成胶速度以及封装胶挤出后的快速初凝定型速度和完全干燥速度。(2)优化了各原料的比例以及石膏粒径，使得制备的淀粉基封装胶具有较大的初始粘度和在室温下能够快速初凝定型以及完全干燥的能力，能够应用于烟花爆竹筒口的封装。(3)本申请的封装方法制备简单，工艺和性能可重复性稳定，施胶后20-30min能够实现初凝定型，12-18h能够达到完全干燥，适于大规模生产。具体实施方式出于对封装胶的初始粘度和干燥速度的要求，申请人意识到制备的封装胶应具有尽可能少的水，水的含量增多一方面导致封装胶的初始粘度下降，另一方面导致需要更长的时间将水完全挥发。同时，水的含量对淀粉的氧化糊化过程有关键影响，申请人尝试采用有机物质完全代替或部分代替水作为溶剂都无法获得能够干燥固化的封装胶，因此，本申请提出在制备封装胶过程中引入尽量少的水，由于淀粉氧化过程中可能会产生水，部分物质加入时又引入水，不仅导致水的含量难以确定，而且不同引入水的过程又导致对封装胶效果稳定性有较大影响，因此，采用h2o2水溶液作为水的唯一来源，简化了制备步骤，实现了封装胶的性质稳定，缩短了完全干燥的时间。为了保证氧化-糊化工艺的顺利进行，水的含量能够满足淀粉悬浊液的溶解要求，不出现结块沉积等现象，根据上述要求，通过实验确立了10g淀粉为基准，加入10~12ml的28-32wt.%过氧化氢溶液，能够满足封装胶体系的尽量少的水引入，为具有较大初始粘度和较快干燥封装胶的制备提供了基础。在上述体系基础上，申请人尝试引入固体naoh，但在引入过程中发现固体naoh周围的局部会剧烈反应放热，导致淀粉胶碳化，影响成胶质量，通过实验分析发现微观上极微量的naoh没有完全溶解于体系或可能溶解后又析出，虽然采用naoh能够完成氧化-糊化过程，但封装胶的外观颜色和效果波动较大。本申请提出在采用nahco3代替naoh，水浴过程中发泡均匀，未出现局部反应剧烈问题，即粉末状nahco3能够均匀溶解于上述体系中，封装效果明显优于掺入naoh的样品，nahco3具有ph值调节、糊化和发泡作用，对于水含量较少的体系具有比传统的naoh更好的效果。出于提高成胶速度的目的引入催干剂，并根据环保、成本以及前期筛选，本申请提出引入石膏作为催干剂，同时申请人发现石膏的引入同样能够加快封装胶挤出后的快速初凝定型速度。本申请采用上述四种原料进行封装胶的制备，通过测定封装胶挤出后5min的剪切粘度代表初始粘度，以初凝定型的时间代表干燥速率(通常初凝定型越短，完全干燥的时间也会越短)以优化本申请的封装胶的配方。实施例1快干型淀粉基封装胶的制备：采用玉米淀粉、30wt%的h2o2水溶液、nahco3和石膏作为原料，在搅拌情况下，将玉米淀粉粉末加入h2o2溶液中，反应4min，形成悬浮液，再加入nahco3粉末和石膏粉末，在水浴加热条件下恒温45℃进行3h糊化，得到快干型淀粉基封装胶；其中，玉米淀粉、h2o2水溶液、nahco3和石膏的比例为：10g：11ml：2g：0.5g；石膏粉末的平均粒径在500µm。采用挤出设备将封装胶灌入鞭炮筒口，封装胶挤出后持续发泡、膨胀，5min时测定挤出胶的剪切粘度，记录封装胶挤出后至发泡膨胀结束的时间。实施例2与实施例1相同，但淀粉采用土豆淀粉。实施例3与实施例1相同，但nahco3的含量为1g。实施例4与实施例1相同，但nahco3的含量为3g。实施例5与实施例1相同，但石膏的含量为0.1g。实施例6与实施例1相同，但石膏的含量为1g。实施例7与实施例1相同，但石膏的粒径为100µm。实施例8与实施例1相同，但石膏的粒径为1000µm。表1样品剪切粘度(mpa·s)初凝定型时间(min)1108878262109332223108799324107449>60510891138610812924710889130810867342通过上述实施例1,2可以看出，本申请的封装胶都具有较大的初始粘度和较短的初凝定型时间，这说明本申请的制备的封装胶能够适用于烟花爆竹筒口的封装。采用土豆淀粉的效果好于玉米淀粉的效果可能与土豆淀粉支链相对于玉米淀粉更多有关。通过实施例1,3,4的比较可以看出，nahco3含量的选择对于初始粘度有比较大的影响，nahco3具有ph调节作用，其对h2o2对淀粉氧化程度有影响，h2o2对淀粉的氧化作用，是由于其极易释放出活性氧，通过将淀粉中部分还原性链端氧化成羧基，它和淀粉接触越多，被氧化的部分越多。每个还原性链端被氧化后，便脱掉几十个葡萄糖单位，同时又出现新的还原性链端，直到氧化结束，而体系的ph值对该过程有影响。nahco3具有糊化作用，能够破坏淀粉中的氢键，对淀粉氧化过程也有影响。nahco3具有发泡作用，发泡过程可能对淀粉氧化也有影响。当采用的nahco3含量相对较少时，初始粘度有所下降，初凝时间上升，其说明nahco3的含量能够进一步提升。当采用的nahco3含量相对较多时，其初始粘度明显下降，在观察时间1h内未完成初凝定型，其说明过多的nahco3可能导致了淀粉的过渡氧化，从而使封装胶效果明显降低。通过实施例1,5,6的比较可以看出，石膏含量的选择对于初凝定型时间有比较大的影响，石膏作为催干剂对氧化-糊化反应起到加速作用，同时对初凝定型和完全干燥也有作用。随着石膏含量增加，初凝时间缩短，而剪切粘度也呈下降趋势，石膏从0.1g增加至0.5g仅导致剪切粘度略微下降，但从0.5g增加至1g导致剪切粘度明显下降。通过实施例1,7,8的比较可以看出，石膏的粒径对剪切粘度的影响较小，对封装胶初凝定型时间有比较大的影响。粒径较小的石膏比表面积较大，粒径较大的石膏比表面积较小，通常比表面积大更有利反应，但本申请体系中平均粒径在500µm的石膏的方案的初凝定型要小于平均粒径在500µm的石膏的方案，可能说明石膏也对淀粉氧化过程有一定影响，从而淀粉氧化-糊化过程的整体作用导致石膏具有最优的粒径选择。综合上述实验结果，本申请确定了最优配方的比例为：淀粉、28-32wt%h2o2溶液、nahco3和石膏的比例为：10g：10-12ml：1.8-2.2g：0.4-0.6g；同时确定了石膏的最优粒径为450-550µm。在上述制备的封装胶下，本申请的烟花爆竹筒口的封装方法可以在施胶后20-30min能够实现初凝定型，12-18h能够达到完全干燥，完全能够进行大规模生产。本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。当前第1页12