礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110073831.8

申请日:

2011.03.25

公开号:

CN102219620A

公开日:

2011.10.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

登录超时

IPC分类号:

C06B25/20

主分类号:

C06B25/20

申请人:

南京理工大学

发明人:

潘仁明; 蔺向阳; 李生有

地址:

210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫200号

优先权:

专利代理机构:

南京理工大学专利中心 32203

代理人:

朱显国

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内容摘要

本发明公开了礼花弹用的模块化开苞药,这种开苞药含有硝化棉成分,其内部具有大量的微小孔隙,外形为块状,其尺寸大小和形状根据礼花弹壳体的直径、形状以及需要达到的燃放造型来确定。礼花弹用的模块化开苞药的制备方法,首先制备具有颗粒状微气孔烟花药,再将颗粒状微气孔烟花药粘接成型,制成与礼花弹壳体配套的药块。模块药的粘接成型的过程包括:将成型用的粘合剂、点火性能增强剂与颗粒状微气孔烟花药混合,然后将混合好的物料制备成特定形状的药块,最后烘干。这种模块化开苞药,可以解决开苞药燃烧不充分或药粒残留问题,并提高亮珠的烧成率,大幅度降低开苞过程中产生的烟雾,改善烟花制品制造过程的工艺安全性。

权利要求书

权利要求书
1.  一种礼花弹用的模块化开苞药,其特征在于,包括硝化棉、安定剂、增塑剂、点火性能增强剂、有机粘合剂;上述成分的质量百分比为:硝化棉为50-99%、安定剂为0.3-2.0%、增塑剂为0-30%、点火性能增强剂为0.3-20%,有机粘合剂为0.2-10%;所述礼花弹用的模块化开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固体。

2.  根据权利要求1所述的礼花弹用的模块化开苞药,其特征在于,所述安定剂为二苯胺、2-硝基二苯胺或中定剂;所述增塑剂为硝化甘油、二硝基甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、樟脑中的一种或两种以上的混合物;所述点火性能增强剂为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、高氯酸钠、高氯酸钾、碳粒中的一种或两种以上的混合物;所述有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉类粘合剂的水溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液。

3.  根据权利要求1所述的礼花弹用的模块化开苞药,其特征在于,所述颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为0.05g/cm3-0.5g/cm3,粒径范围为0.1mm-5.0mm,表面和内部具有孔隙,所述孔隙的孔径范围为0.01-500微米。

4.  一种制备权利要求1所述礼花弹用的模块化开苞药的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、制备颗粒状微气孔烟花药;
步骤2、将上述颗粒状微气孔烟花药、有机粘合剂以及点火性能增强剂混合;
步骤3、将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体;
步骤4、将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。

5.  根据权利要求4所述的一种礼花弹用的模块化开苞药的制备方法,其特征在于,步骤2中点火性能增强剂点火性能增强剂为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、高氯酸钠、高氯酸钾、碳粒中的一种或两种以上的混合物,其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的0.3%-20%;有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉类粘合剂的水溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液,其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的0.2-10%。

说明书

说明书礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法
技术领域
本发明属于礼花弹开苞技术,特别是一种礼花弹用模块化开苞药及其制备方法。
背景技术
传统的礼花弹开苞药是以黑火药作为爆炸性主体材料制造的,通常将黑火药与少量的粘合剂混合,加入大量的稻壳或棉籽壳等低密度的填充材料。黑火药粘到了颗粒状填充料的表面,烘干后成为颗粒状开苞药。这种开苞药已经有数百年的应用历史,由于原材料来源广泛,制作比较容易,但同时也带来了材料性能不稳定的问题。此外,这种开苞药在礼花弹开苞过程中,黑火药和稻壳等填充料燃烧时本身也会产生大量的烟雾,影响礼花弹开苞的造形或观赏效果。
采用具有微气孔结构的无烟烟花药作为开苞药,开苞效果不太理想,主要问题在于其点火性能不够理想,当装药条件不适当时亮珠的烧成率较低。在颗粒状微气孔烟花药制备过程中,通过添加敏化剂或点火性能增强剂的方法还不能彻底解决以上问题。此外,直接采用颗粒状的微气孔无烟烟花药作为开苞药进行礼花弹制作时,每发都需要预先进行称量,颗粒容易产生静电而粘附到礼花弹壳的周围,给装药带来了一些困难,这些问题带来了烟花装药生产过程的安全隐患。此外,颗粒状的微气孔无烟烟花药在装药条件不合适时,会出现药粒在发射过程残留问题,对燃放过程的安全和环保都是不利的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种礼花弹用的模块化开苞药,包括硝化棉、安定剂、增塑剂、点火性能增强剂、有机粘合剂;上述成分的质量百分比为:硝化棉为50-99%、安定剂为0.3-2.0%、增塑剂为0-30%、点火性能增强剂为0.3-20%,有机粘合剂为0.2-10%;所述礼花弹用的模块化开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固体。
一种礼花弹用的模块化开苞药的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、制备颗粒状微气孔烟花药;
步骤2、将上述颗粒状微气孔烟花药、有机粘合剂以及点火性能增强剂混合;
步骤3、将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体;
步骤4、将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。
本发明与现有技术相比,其显著优点:1)大幅度提高了开苞药的传火速度,解决了开苞药燃烧不充分或药粒残留问题,并提高了亮珠的烧成率,达到或超过传统的含黑火药开苞药的开苞效果。2)大幅度降低了礼花弹开苞过程中产生的烟雾,改善了礼花弹燃放的观赏效果和环保性能。3) 避免了在装药、存储和运输过程中开苞药颗粒以及亮珠等之间的机械摩擦作用,改善了礼花弹制造过程的工艺安全性。4)模块化装药还有利于礼花弹制造技术向标准化和自动化方向发展。
具体实施方式
本发明的一种礼花弹用的模块化开苞药,其内部具有大量的微小孔隙,外形为块状,包括硝化棉、安定剂、增塑剂、点火性能增强剂、有机粘合剂;上述成分的质量百分比为:硝化棉为50-99%、安定剂为0.3-2.0%、增塑剂为0-30%、点火性能增强剂为0.3-20%,有机粘合剂为0.2-10%;所述礼花弹用的模块化开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固体。
上述安定剂为二苯胺、2-硝基二苯胺或中定剂;所述增塑剂为硝化甘油、二硝基甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、樟脑中的一种或两种以上的混合物;所述点火性能增强剂为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、高氯酸钠、高氯酸钾、碳粒中的一种或两种以上的混合物;所述有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉类粘合剂的水溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液。所述碳粒包括人造的活性炭、煤炭颗粒、以及其他方法制备的碳粒,碳粒的粒径最好在100微米-500微米范围。
上述颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为0.05g/cm3-0.5g/cm3,粒径范围为0.1mm-5.0mm,表面和内部具有孔隙,所述孔隙的孔径范围为0.01-500微米。
一种制备礼花弹用的模块化开苞药的方法,包括以下步骤:
步骤1、制备颗粒状微气孔烟花药;包括以下过程: 将预先准备好的含硝化棉的原料经过溶解、乳化发泡、成球,接着进行溶剂驱除、物料分离,最后进行烘干,得到颗粒状微气孔烟花药;在物料溶解和乳化发泡的时候,往体系中加入点火性能增强剂的水溶液;在成球过程中,加入含有点火性能增强剂和分散剂的水溶液作为分散介质;上述两个过程所用的点火性能增强剂的水溶液浓度相同。所述颗粒状微气孔烟花药的制备方法为之前申请的专利《一种改善点传火性能的微气孔烟花药及其制备方法》中的方法,该专利的专利号为:201010178436.1。步骤1中颗粒状微气孔烟花药的制备也可以采用其他方法制备,只要能够达到较快的燃烧速度和良好的点传火性能的工艺方法均可以使用,不违背本发明的技术方案。
步骤2、将上述颗粒状微气孔烟花药、有机粘合剂以及点火性能增强剂混合;点火性能增强剂点火性能增强剂为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、高氯酸钠、高氯酸钾、碳粒中的一种或两种以上的混合物,其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的0.3%-20%;有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、淀粉类粘合剂的水溶液、含有硝化棉的溶胶或乳液,其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的0.2-10%;碳粒包括人造的活性炭、煤炭颗粒、以及其他方法制备的碳粒,碳粒的粒径最好在100微米-500微米范围。
步骤3、将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体;
步骤4、将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。
将颗粒状微气孔烟花药粘接成块状固体的详细步骤如下:
(1)材料混合
将有机粘合剂配成水溶液或者有机溶剂的溶液、溶胶或乳液,然后将上述溶液、溶胶或乳液与点火性能增强剂加入到混合设备中混合,再加入颗粒状微气孔烟花药一起混合。也可以将粘合剂的溶液、溶胶或乳液与点火性能增强剂、颗粒状微气孔烟花药同时混合。混合的方式用通用的混合设备和方法进行,具体的设备和方法根据有机粘合剂材料的特点来确定,可以采用转鼓式、搅拌式或其他类型的混合设备进行。混合时间一般为10-30分钟,根据混合均匀程度,还可以采用更长的时间。混合物料的温度条件采用常温即可,由于粘合剂溶液、溶胶或乳液的粘度偏大原因,也可以采用稍高的温度,如40-60℃的温度条件下进行物料混合。有机粘合剂也可以直接采用商品的高分子类材料,可以是固体颗粒或粉末、水溶液、乳液或者溶胶,比如采用107胶、明胶固体颗粒、变性淀粉、阿拉伯胶等,但最好选用环保性能好,燃烧过程不产生烟雾的材料。粘合剂可以采用含有硝化棉的乳液或者溶胶。
有机粘合剂的用量按折干后的量,如果采用自身不能够点燃的惰性粘合剂,相对于成品药块的质量百分含量为0.2%-10%。如果采用含有硝化棉或其他可以自身燃烧的粘合剂,用量可以选4%-10%。点火性能增强剂用量为0.3-20%,这些材料包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、高氯酸钠、高氯酸钾、碳粒中的一种或两种以上的混合物。
(2)模压成型
将混合好的物料,转移到成型设备上进行挤压成块。将物料加入到预先准备好的模具中,然后置于液压机上挤压,挤压好后从模具中脱出来即可。成型压力根据粘合剂种类确定,一般不超过10MPa,成型温度为常温或在稍高的温度下进行,如40-50℃。模具的形状按照礼花弹的形状尺寸以及结构来确定,也可以根据礼花造型的需要做成更复杂形状。模压成型后的块状药,可以是半球形、圆柱体形状、长方体形状或其他形状。
(3)烘干
采用通常的烘干方式对块状药进行烘干,但最好采用热风或蒸汽加热的烘干设备,烘干温度最好不超过100℃。
为了更好地说明本发明的实施,下面进行举例阐述,这些过程和工艺条件并不代表发明的全部。只要是通过颗粒粘接模块原理实现提高传火速度和改善点传火性能的工艺方法均可以被使用,不违背本发明的技术方案。
实施例1:
采用含硝化棉97.0%、二苯胺(安定剂)1.0%的单基废火药制备颗粒状微气孔烟花药,经过初步破碎,控制颗粒直径不超过3mm,将带水的湿药粒加入到成型设备中,搅拌状态下加入10倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂,在45℃-50℃温度下搅拌溶解30-60min,然后连续地往体系中加入0.5 %硝酸钾的水溶液,硝酸钾作为敏化剂或点火性能增强剂;在搅拌状态下进行乳化发泡操作,在此步骤中继续加入0.5 %硝酸钾的水溶液,加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的6倍,然后在50-60℃温度下继续搅拌30min~60min,将体系温度调整到65℃-68℃时,将6倍于原料药质量的含有分散剂及0.5 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分散成球,明胶作为分散剂,分散剂加入量为用水总质量的0.5%。继续保持温度65℃-68℃,并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟。接着,逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来,当温度升到85℃后继续搅拌10分钟,将药粒和母液进行分离。分离出来的母液循环利用于下一次成型时作为分散介质。分离出来的药粒,在室温下晾干并在安全烘箱中50℃干燥24小时,得到颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为0.25g.cm-3,粒径范围在0.1mm-5.0mm,大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm,药粒表面和内部具有孔隙,孔隙的孔径范围为0.01-500微米。
采用常用的107胶作为有机粘接剂将颗粒状微气孔烟花药粘接成块状固体。称取200g 烘干后的颗粒状微气孔烟花药,加入固含量为7.5%的107胶水40g,再补加10g的粒径小于200微米的硝酸钾粉末,将三种物料一起混合均匀,然后采用液压成型设备及半球形模具将物料压制成直径为50mm的半球体形状的药块,将成型后的药块在50℃下烘干24小时,得到模块化开苞药样品,每个半球形药块的平均质量为9.8g。为了对比成型后的药块与颗粒状微气孔烟花药传火速度的差别,用同样的配比和压制方法制备直径15mm长度150mm的圆柱体药块,该药块的表观密度为0.3g/cm3。
将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比,颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试,测试结果颗粒状药的传火速度为65mm/s,而块状药的传火速度约为400mm/s,显然,通过颗粒粘接压制而成的块状药的传火速度得到大幅度提高,有利于药粒点火一致性的提高和燃烧完全性的改善。
将制好的药块在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面,再装入半球形开苞药模块,在其中带引火线的一半球壳的延时引火线位置将部分药挖去,以确保合理的间隙,总的开苞药量为18g,保持装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后,在壳体表面按常规的方法糊9层纸,烘干后进行开苞测试。礼花弹被点燃后开苞直径为50米左右,亮珠全部被点着,无残药,录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。
作为对比,采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行礼花弹开苞装药,装药量为18g,点燃后开苞直径约35米,开苞后有大量没有燃烧完全的残药,残药约占装药总量的20-30%,亮珠的烧成率为50%左右。
作为对比,采用传统含黑火药型的开苞药进行装药,开苞药的装药量为30g,同样地装亮珠40克,开苞直径约50米,开苞瞬间有大量烟雾,基本无残药,但稻壳填充料有大量残留,亮珠的烧成率为100%。
实施例2:
采用硝化棉含量为99%及二苯胺(安定剂)含量为0.5%的原料制备颗粒状微气孔烟花药。搅拌状态下加入10倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂,在45℃-50℃温度下搅拌溶解30-60min,然后连续地往体系中加入0.5 %硝酸钾的水溶液,硝酸钾作为敏化剂或点火性能增强剂;在搅拌状态下进行乳化发泡操作,在此步骤中继续加入0.5 %硝酸钾的水溶液,加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的6倍,然后在50-60℃温度下继续搅拌30min~60min,将体系温度调整到65℃-68℃时,将6倍于原料药质量的含有分散剂及0.5 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分散成球,明胶作为分散剂,分散剂加入量为用水总质量的0.5%。继续保持温度65℃-68℃,并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟。接着,逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来,当温度升到85℃后继续搅拌10分钟,将药粒和母液进行分离。分离出来的药粒,在室温下晾干并在安全烘箱中50℃干燥24小时,得到颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为0.26g.cm-3,粒径范围在0.1mm-5.0mm,大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm,药粒表面和内部具有孔隙,孔隙的孔径范围为0.01-500微米。
在进行模块化开苞药成型时改用淀粉浆糊作为有机粘合剂。称取200g 烘干后的颗粒状微气孔烟花药,加入固含量为20%的淀粉浆糊40g,再补加20g水,先混合10分钟,再补加15g的粒径小于200微米的硝酸钾粉末,再继续混合30分钟,然后采用液压成型设备及半球形模具将物料压制成直径为50mm的半球体形状的药块,然后将成型后的药块在50℃下烘干24小时,得到模块化开苞药样品。为了对比成型后的药块与颗粒状微气孔烟花药传火速度的差别,用同样的配比和压制方法制备直径15mm长度150mm的圆柱体药块,该药块的表观密度为0.31g/cm3。
将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比,颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试,测试结果颗粒状药的传火速度为58mm/s,而块状药的传火速度约为360mm/s。
将制好的药块在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面,再装入半球形开苞药模块,在其中带引火线的一半球壳的延时引火线位置将部分药挖去,以确保合理的间隙,总的开苞药量为18g,保持装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后,在壳体表面按常规的方法糊9层纸,烘干后进行开苞测试。点燃后开苞直径为50米左右,亮珠全部被点着,无残药,录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。
实施例3:
采用含硝化棉65%、硝化甘油(增塑剂)30%、2-硝基二苯胺(安定剂)2.0%的退役双基药作为原料制备颗粒状微气孔烟花药。在搅拌状态下加入8倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂,在45℃-50℃温度下搅拌溶解30-60min,然后连续地往体系中加入0.1 %硝酸钾的水溶液,硝酸钾作为点火性能增强剂;在搅拌状态下进行乳化发泡操作,在此步骤中继续加入0.1 %硝酸钾的水溶液,加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的6倍,然后在50-60℃温度下继续搅拌30min~60min,将体系温度调整到65℃-68℃时,将6倍于原料药质量的含有分散剂及0.1 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分散成球,采用骨胶作为分散剂,分散剂加入量为用水总质量的0.5%。继续保持温度65℃-68℃,并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟,含硝化棉的胶团逐步分散成较均匀的球状液滴。接着,逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来,当温度升到85℃后继续搅拌10分钟,将药粒和母液进行分离。分离出来的药粒,在室温下晾干并在安全烘箱中50℃干燥24小时,得到的颗粒状微气孔烟花药样品的堆积密度为0.26g.cm-3,粒径范围在0.1mm-5.0mm,大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm,药粒表面和内部具有孔隙,孔隙的孔径范围为0.01-500微米。
在进行模块化开苞药成型时改用淀粉浆糊作为有机粘合剂。称取200g 烘干后的颗粒状微气孔烟花药,加入固含量为20%的淀粉浆糊30g,再补加20g水,先混合10分钟,再补加20g的粒径小于200微米的硝酸钾粉末,再继续混合30分钟,然后采用液压成型设备及圆筒形的模具将物料压制成直径为10mm高度10mm的圆柱体药块, 然后将成型后的药块在50℃下烘干24小时,得到模块化开苞药样品。用同样的配比和压块方法制成直径15mm长度150mm的圆柱体药块。
将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比,颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试,测试结果颗粒状药的传火速度为50mm/s,而块状药的传火速度约为300mm/s。将制好的药块在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面,再装入直径10mm的圆柱体形状的开苞药模块,总的开苞药量为15g,保持装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后,在壳体表面按常规的方法糊9层纸,烘干后进行开苞测试。点燃后开苞直径为40米左右,亮珠全部被点着,无残药,录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。
作为对比,采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行开苞装药,装药量为15g,开苞直径约30米,开苞后有大量没有燃烧完全的残药,残药约占装药总量的30%,亮珠的烧成率为50%左右。
实施例4:
采用含硝化棉65%、硝化甘油(增塑剂)20%、二硝基甲苯(增塑剂)4%、邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)9%、2-硝基二苯胺(安定剂)1.0%的物料作为原料制备颗粒状微气孔烟花药。在搅拌状态下加入8倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂,在45℃-50℃温度下搅拌溶解30-60min,然后连续地往体系中加入5.0 %硝酸钾的水溶液,硝酸钾作为点火性能增强剂;在搅拌状态下进行乳化发泡操作,在此步骤中继续加入5.0 %硝酸钾的水溶液,加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的6倍,然后在50-60℃温度下继续搅拌30min~60min,将体系温度调整到65℃-68℃时,将6倍于原料药质量的含有分散剂及5.0 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分散成球,明胶作为分散剂,分散剂加入量为用水总质量的0.5%。继续保持温度65℃-68℃,并在300-350rpm的搅拌转速下分散30分钟,含硝化棉的胶团逐步分散成较均匀的球状液滴。接着,逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来,当温度升到85℃后继续搅拌10分钟,将药粒和母液进行分离。分离出来的药粒,在室温下晾干并在安全烘箱中50℃干燥24小时,得到颗粒状微气孔烟花药样品的堆积密度为0.35g.cm-3,粒径范围在0.1mm-5.0mm,大部分颗粒的粒径集中在0.5mm-2.0mm,药粒表面和内部具有孔隙,孔隙的孔径范围为0.01-500微米。
在进行模块化开苞药成型时用107胶作为有机粘合剂。称取200g 烘干后的颗粒状微气孔烟花药,加入固含量为7.5%的107胶水60g,先混合10分钟,再补加30g的高氯酸钾粉末,再继续混合30分钟,然后采用液压成型设备及圆筒形的模具将物料压制成直径为10mm高度10mm的圆柱体药块, 然后将成型后的药块在50℃下烘干24小时,得到模块化开苞药样品。用同样的配比和压块方法制成直径15mm长度150mm的圆柱体药块。
将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比,颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试,测试结果颗粒状药的传火速度为48mm/s,而块状药的传火速度约为360mm/s。将制好的药块在外径76mm的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠40g到两瓣壳体的内表面,再装入直径10mm的圆柱体形状的开苞药模块,总的开苞药量为15g,保持装药完成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后,在壳体表面按常规的方法糊9层纸,烘干后进行开苞测试。点燃后的开苞直径为35米左右,亮珠全部被点着,无残药,录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。
实施例5-10
采用与实施例1相同的工艺过程和原材料制得颗粒状微气孔烟花药。
采用与实施例1类似的工艺过程制备模块化开苞药的药块,仅改变模块化开苞药成型过程所用的粘结剂种类和用量,其他条件同实施例1,得到的模块药的性能以及在礼花弹开苞测试的效果对比见下表。

实施例13-22
采用与实施例1相同的工艺过程和原材料制得颗粒状微气孔烟花药。
采用与实施例1类似的工艺过程制备模块化开苞药的药块,仅改变模块化开苞药的成型过程所用的点火性能增强剂种类和用量,得到的模块药的性能以及在礼花弹开苞测试的效果对比见下表。
 点火性能增强剂种类点火性能增强剂加入量块状药传火速度开苞直径亮珠烧成率  gmm/sm%实施例13高氯酸钾2060050100实施例14硝酸钾4050050100实施例15硝酸锶204004068实施例16硝酸钡203804060实施例17硝酸钠204505087实施例18高氯酸钾/硝酸锶1:1混合4.04805095实施例19高氯酸钾/硝酸钾1:1混合2058050100实施例20高氯酸钾/活性炭颗粒1:1混合2052050100实施例21硝酸钾/禖炭颗粒1:1混合2055050100实施例22不使用03403040
通过以上实例可以看出,通过采用将微气孔无烟烟花药颗粒粘接成模块化开苞药的方法,可以解决颗粒装药的在燃放过程的药粒残留问题,同时还显著提高了开苞直径。

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1、(10)申请公布号 CN 102219620 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102219620 A *CN102219620A* (21)申请号 201110073831.8 (22)申请日 2011.03.25 C06B 25/20(2006.01) (71)申请人 南京理工大学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200 号 (72)发明人 潘仁明 蔺向阳 李生有 (74)专利代理机构 南京理工大学专利中心 32203 代理人 朱显国 (54) 发明名称 礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了礼花弹用的模块化开苞药, 这 种开苞药含。

2、有硝化棉成分, 其内部具有大量的微 小孔隙, 外形为块状, 其尺寸大小和形状根据礼花 弹壳体的直径、 形状以及需要达到的燃放造型来 确定。 礼花弹用的模块化开苞药的制备方法, 首先 制备具有颗粒状微气孔烟花药, 再将颗粒状微气 孔烟花药粘接成型, 制成与礼花弹壳体配套的药 块。模块药的粘接成型的过程包括 : 将成型用的 粘合剂、 点火性能增强剂与颗粒状微气孔烟花药 混合, 然后将混合好的物料制备成特定形状的药 块, 最后烘干。这种模块化开苞药, 可以解决开苞 药燃烧不充分或药粒残留问题, 并提高亮珠的烧 成率, 大幅度降低开苞过程中产生的烟雾, 改善烟 花制品制造过程的工艺安全性。 (51)I。

3、nt.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 7 页 CN 102219629 A1/1 页 2 1. 一种礼花弹用的模块化开苞药, 其特征在于, 包括硝化棉、 安定剂、 增塑剂、 点火性能 增强剂、 有机粘合剂 ; 上述成分的质量百分比为 : 硝化棉为 50-99%、 安定剂为 0.3-2.0%、 增 塑剂为 0-30%、 点火性能增强剂为 0.3-20%, 有机粘合剂为 0.2-10% ; 所述礼花弹用的模块化 开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固体。 2. 根据权利要求 1 所述的礼花弹用的模块化开苞药, 其特征在于, 所述安定。

4、剂为二苯 胺、 2- 硝基二苯胺或中定剂 ; 所述增塑剂为硝化甘油、 二硝基甲苯、 邻苯二甲酸二丁酯、 樟 脑中的一种或两种以上的混合物 ; 所述点火性能增强剂为硝酸钠、 硝酸钾、 硝酸钡、 硝酸锶、 高氯酸钠、 高氯酸钾、 碳粒中的一种或两种以上的混合物 ; 所述有机粘合剂为水溶性粘合剂 的水溶液、 淀粉类粘合剂的水溶液、 含有硝化棉的溶胶或乳液。 3. 根据权利要求 1 所述的礼花弹用的模块化开苞药, 其特征在于, 所述颗粒状微气孔 烟花药的堆积密度为 0.05g/cm3-0.5g/cm3, 粒径范围为 0.1mm-5.0mm, 表面和内部具有孔 隙, 所述孔隙的孔径范围为 0.01-50。

5、0 微米。 4. 一种制备权利要求 1 所述礼花弹用的模块化开苞药的方法, 其特征在于, 包括以下 步骤 : 步骤 1、 制备颗粒状微气孔烟花药 ; 步骤 2、 将上述颗粒状微气孔烟花药、 有机粘合剂以及点火性能增强剂混合 ; 步骤 3、 将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体 ; 步骤 4、 将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。 5. 根据权利要求 4 所述的一种礼花弹用的模块化开苞药的制备方法, 其特征在于, 步骤 2 中点火性能增强剂点火性能增强剂为硝酸钠、 硝酸钾、 硝酸钡、 硝酸锶、 高氯酸钠、 高氯酸钾、 碳粒中的一种或两种以上的混合物, 其添加量为礼花弹用的模块化开。

6、苞药的 0.3%-20% ; 有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、 淀粉类粘合剂的水溶液、 含有硝化棉的溶 胶或乳液, 其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的 0.2-10%。 权 利 要 求 书 CN 102219620 A CN 102219629 A1/7 页 3 礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于礼花弹开苞技术, 特别是一种礼花弹用模块化开苞药及其制备方法。 背景技术 0002 传统的礼花弹开苞药是以黑火药作为爆炸性主体材料制造的, 通常将黑火药与少 量的粘合剂混合, 加入大量的稻壳或棉籽壳等低密度的填充材料。黑火药粘到了颗粒状填 充料的表面, 烘干后成为颗粒。

7、状开苞药。 这种开苞药已经有数百年的应用历史, 由于原材料 来源广泛, 制作比较容易, 但同时也带来了材料性能不稳定的问题。此外, 这种开苞药在礼 花弹开苞过程中, 黑火药和稻壳等填充料燃烧时本身也会产生大量的烟雾, 影响礼花弹开 苞的造形或观赏效果。 0003 采用具有微气孔结构的无烟烟花药作为开苞药, 开苞效果不太理想, 主要问题在 于其点火性能不够理想, 当装药条件不适当时亮珠的烧成率较低。在颗粒状微气孔烟花药 制备过程中, 通过添加敏化剂或点火性能增强剂的方法还不能彻底解决以上问题。 此外, 直 接采用颗粒状的微气孔无烟烟花药作为开苞药进行礼花弹制作时, 每发都需要预先进行称 量, 颗。

8、粒容易产生静电而粘附到礼花弹壳的周围, 给装药带来了一些困难, 这些问题带来了 烟花装药生产过程的安全隐患。 此外, 颗粒状的微气孔无烟烟花药在装药条件不合适时, 会 出现药粒在发射过程残留问题, 对燃放过程的安全和环保都是不利的。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种礼花弹用的模块化开苞药及其制备方法。 0005 实现本发明目的的技术解决方案为 : 一种礼花弹用的模块化开苞药, 包括硝化 棉、 安定剂、 增塑剂、 点火性能增强剂、 有机粘合剂 ; 上述成分的质量百分比为 : 硝化棉为 50-99%、 安定剂为 0.3-2.0%、 增塑剂为 0-30%、 点火性能增强剂为 0.3-20。

9、%, 有机粘合剂为 0.2-10% ; 所述礼花弹用的模块化开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固体。 0006 一种礼花弹用的模块化开苞药的制备方法, 包括以下步骤 : 步骤 1、 制备颗粒状微气孔烟花药 ; 步骤 2、 将上述颗粒状微气孔烟花药、 有机粘合剂以及点火性能增强剂混合 ; 步骤 3、 将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体 ; 步骤 4、 将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。 0007 本发明与现有技术相比, 其显著优点 : 1) 大幅度提高了开苞药的传火速度, 解决了 开苞药燃烧不充分或药粒残留问题, 并提高了亮珠的烧成率, 达到或超过传统的含黑火药 开苞药的。

10、开苞效果。2) 大幅度降低了礼花弹开苞过程中产生的烟雾, 改善了礼花弹燃放的 观赏效果和环保性能。 3) 避免了在装药、 存储和运输过程中开苞药颗粒以及亮珠等之间的 机械摩擦作用, 改善了礼花弹制造过程的工艺安全性。4) 模块化装药还有利于礼花弹制造 技术向标准化和自动化方向发展。 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A2/7 页 4 具体实施方式 0008 本发明的一种礼花弹用的模块化开苞药, 其内部具有大量的微小孔隙, 外形为块 状, 包括硝化棉、 安定剂、 增塑剂、 点火性能增强剂、 有机粘合剂 ; 上述成分的质量百分比为 : 硝化棉为 50-99%、 安。

11、定剂为 0.3-2.0%、 增塑剂为 0-30%、 点火性能增强剂为 0.3-20%, 有机 粘合剂为 0.2-10% ; 所述礼花弹用的模块化开苞药为颗粒状微气孔烟花药粘接成的块状固 体。 0009 上述安定剂为二苯胺、 2- 硝基二苯胺或中定剂 ; 所述增塑剂为硝化甘油、 二硝基 甲苯、 邻苯二甲酸二丁酯、 樟脑中的一种或两种以上的混合物 ; 所述点火性能增强剂为硝酸 钠、 硝酸钾、 硝酸钡、 硝酸锶、 高氯酸钠、 高氯酸钾、 碳粒中的一种或两种以上的混合物 ; 所述 有机粘合剂为水溶性粘合剂的水溶液、 淀粉类粘合剂的水溶液、 含有硝化棉的溶胶或乳液。 所述碳粒包括人造的活性炭、 煤炭颗粒。

12、、 以及其他方法制备的碳粒, 碳粒的粒径最好在 100 微米 -500 微米范围。 0010 上述颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为 0.05g/cm3-0.5g/cm3, 粒径范围为 0.1mm-5.0mm, 表面和内部具有孔隙, 所述孔隙的孔径范围为 0.01-500 微米。 0011 一种制备礼花弹用的模块化开苞药的方法, 包括以下步骤 : 步骤 1、 制备颗粒状微气孔烟花药 ; 包括以下过程 : 将预先准备好的含硝化棉的原料 经过溶解、 乳化发泡、 成球, 接着进行溶剂驱除、 物料分离, 最后进行烘干, 得到颗粒状微气 孔烟花药 ; 在物料溶解和乳化发泡的时候, 往体系中加入点火性能增强剂。

13、的水溶液 ; 在成 球过程中, 加入含有点火性能增强剂和分散剂的水溶液作为分散介质 ; 上述两个过程所用 的点火性能增强剂的水溶液浓度相同。 所述颗粒状微气孔烟花药的制备方法为之前申请的 专利 一种改善点传火性能的微气孔烟花药及其制备方法 中的方法, 该专利的专利号为 : 201010178436.1。步骤 1 中颗粒状微气孔烟花药的制备也可以采用其他方法制备, 只要能 够达到较快的燃烧速度和良好的点传火性能的工艺方法均可以使用, 不违背本发明的技术 方案。 0012 步骤 2、 将上述颗粒状微气孔烟花药、 有机粘合剂以及点火性能增强剂混合 ; 点火 性能增强剂点火性能增强剂为硝酸钠、 硝酸钾。

14、、 硝酸钡、 硝酸锶、 高氯酸钠、 高氯酸钾、 碳粒 中的一种或两种以上的混合物, 其添加量为礼花弹用的模块化开苞药的 0.3%-20% ; 有机粘 合剂为水溶性粘合剂的水溶液、 淀粉类粘合剂的水溶液、 含有硝化棉的溶胶或乳液, 其添加 量为礼花弹用的模块化开苞药的 0.2-10% ; 碳粒包括人造的活性炭、 煤炭颗粒、 以及其他方 法制备的碳粒, 碳粒的粒径最好在 100 微米 -500 微米范围。 0013 步骤 3、 将混合好的物料用模压的方法制备成块状固体 ; 步骤 4、 将上述块状固体烘干后得到礼花弹用的模块化开苞药。 0014 将颗粒状微气孔烟花药粘接成块状固体的详细步骤如下 : 。

15、(1) 材料混合 将有机粘合剂配成水溶液或者有机溶剂的溶液、 溶胶或乳液, 然后将上述溶液、 溶胶或 乳液与点火性能增强剂加入到混合设备中混合, 再加入颗粒状微气孔烟花药一起混合。也 可以将粘合剂的溶液、 溶胶或乳液与点火性能增强剂、 颗粒状微气孔烟花药同时混合。 混合 的方式用通用的混合设备和方法进行, 具体的设备和方法根据有机粘合剂材料的特点来确 定, 可以采用转鼓式、 搅拌式或其他类型的混合设备进行。混合时间一般为 10-30 分钟, 根 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A3/7 页 5 据混合均匀程度, 还可以采用更长的时间。 混合物料的温度条件采用。

16、常温即可, 由于粘合剂 溶液、 溶胶或乳液的粘度偏大原因, 也可以采用稍高的温度, 如 40-60的温度条件下进行 物料混合。 有机粘合剂也可以直接采用商品的高分子类材料, 可以是固体颗粒或粉末、 水溶 液、 乳液或者溶胶, 比如采用 107 胶、 明胶固体颗粒、 变性淀粉、 阿拉伯胶等, 但最好选用环 保性能好, 燃烧过程不产生烟雾的材料。粘合剂可以采用含有硝化棉的乳液或者溶胶。 0015 有机粘合剂的用量按折干后的量, 如果采用自身不能够点燃的惰性粘合剂, 相对 于成品药块的质量百分含量为0.2%-10%。 如果采用含有硝化棉或其他可以自身燃烧的粘合 剂, 用量可以选 4%-10%。点火性。

17、能增强剂用量为 0.3-20%, 这些材料包括硝酸钠、 硝酸钾、 硝 酸钡、 硝酸锶、 高氯酸钠、 高氯酸钾、 碳粒中的一种或两种以上的混合物。 0016 (2) 模压成型 将混合好的物料, 转移到成型设备上进行挤压成块。将物料加入到预先准备好的模具 中, 然后置于液压机上挤压, 挤压好后从模具中脱出来即可。成型压力根据粘合剂种类确 定, 一般不超过 10MPa, 成型温度为常温或在稍高的温度下进行, 如 40-50。模具的形状按 照礼花弹的形状尺寸以及结构来确定, 也可以根据礼花造型的需要做成更复杂形状。模压 成型后的块状药, 可以是半球形、 圆柱体形状、 长方体形状或其他形状。 0017 。

18、(3) 烘干 采用通常的烘干方式对块状药进行烘干, 但最好采用热风或蒸汽加热的烘干设备, 烘 干温度最好不超过 100。 0018 为了更好地说明本发明的实施, 下面进行举例阐述, 这些过程和工艺条件并不代 表发明的全部。 只要是通过颗粒粘接模块原理实现提高传火速度和改善点传火性能的工艺 方法均可以被使用, 不违背本发明的技术方案。 0019 实施例 1 : 采用含硝化棉97.0%、 二苯胺 (安定剂) 1.0%的单基废火药制备颗粒状微气孔烟花药, 经 过初步破碎, 控制颗粒直径不超过 3mm, 将带水的湿药粒加入到成型设备中, 搅拌状态下加 入 10 倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂, 在 45 。

19、-50温度下搅拌溶解 30-60min, 然后连续地 往体系中加入 0.5 % 硝酸钾的水溶液, 硝酸钾作为敏化剂或点火性能增强剂 ; 在搅拌状态 下进行乳化发泡操作, 在此步骤中继续加入0.5 %硝酸钾的水溶液, 加入的硝酸钾水溶液的 量为药粒质量的 6 倍, 然后在 50-60温度下继续搅拌 30min 60min, 将体系温度调整到 65-68时, 将6倍于原料药质量的含有分散剂及0.5 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分 散成球, 明胶作为分散剂, 分散剂加入量为用水总质量的 0.5%。继续保持温度 65 -68, 并在 300-350rpm 的搅拌转速下分散 30 分钟。接着, 逐步升温。

20、将溶剂缓慢地蒸出来, 当温度 升到85后继续搅拌10分钟, 将药粒和母液进行分离。 分离出来的母液循环利用于下一次 成型时作为分散介质。分离出来的药粒, 在室温下晾干并在安全烘箱中 50干燥 24 小时, 得到颗粒状微气孔烟花药的堆积密度为 0.25g.cm-3, 粒径范围在 0.1mm-5.0mm, 大部分颗粒 的粒径集中在 0.5mm-2.0mm, 药粒表面和内部具有孔隙, 孔隙的孔径范围为 0.01-500 微米。 0020 采用常用的 107 胶作为有机粘接剂将颗粒状微气孔烟花药粘接成块状固体。称取 200g 烘干后的颗粒状微气孔烟花药, 加入固含量为 7.5% 的 107 胶水 40。

21、g, 再补加 10g 的粒 径小于 200 微米的硝酸钾粉末, 将三种物料一起混合均匀, 然后采用液压成型设备及半球 形模具将物料压制成直径为 50mm 的半球体形状的药块, 将成型后的药块在 50下烘干 24 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A4/7 页 6 小时, 得到模块化开苞药样品, 每个半球形药块的平均质量为 9.8g。为了对比成型后的药 块与颗粒状微气孔烟花药传火速度的差别, 用同样的配比和压制方法制备直径 15mm 长度 150mm 的圆柱体药块, 该药块的表观密度为 0.3g/cm3。 0021 将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花。

22、药进行常压传火速度对比, 颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试, 测试结果颗粒状药 的传火速度为 65mm/s, 而块状药的传火速度约为 400mm/s, 显然, 通过颗粒粘接压制而成的 块状药的传火速度得到大幅度提高, 有利于药粒点火一致性的提高和燃烧完全性的改善。 0022 将制好的药块在外径 76mm 的礼花弹上进行开苞装药和开苞试验。装药时先装入 亮珠 40g 到两瓣壳体的内表面, 再装入半球形开苞药模块, 在其中带引火线的一半球壳的 延时引火线位置将部分药挖去, 以确保合理的间隙, 总的开苞药量为 18g, 保持装药完成后 亮珠和开苞药均无松动现象。最。

23、后, 在壳体表面按常规的方法糊 9 层纸, 烘干后进行开苞测 试。礼花弹被点燃后开苞直径为 50 米左右, 亮珠全部被点着, 无残药, 录像观察表明开苞瞬 间烟雾量很少。 0023 作为对比, 采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行礼花弹开苞装 药, 装药量为 18g, 点燃后开苞直径约 35 米, 开苞后有大量没有燃烧完全的残药, 残药约占 装药总量的 20-30%, 亮珠的烧成率为 50% 左右。 0024 作为对比, 采用传统含黑火药型的开苞药进行装药, 开苞药的装药量为 30g, 同样 地装亮珠40克, 开苞直径约50米, 开苞瞬间有大量烟雾, 基本无残药, 但稻壳填充料有大。

24、量 残留, 亮珠的烧成率为 100%。 0025 实施例 2 : 采用硝化棉含量为 99% 及二苯胺 (安定剂) 含量为 0.5% 的原料制备颗粒状微气孔烟 花药。搅拌状态下加入 10 倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂, 在 45 -50温度下搅拌溶解 30-60min, 然后连续地往体系中加入 0.5 % 硝酸钾的水溶液, 硝酸钾作为敏化剂或点火性 能增强剂 ; 在搅拌状态下进行乳化发泡操作, 在此步骤中继续加入 0.5 % 硝酸钾的水溶液, 加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的 6 倍, 然后在 50-60温度下继续搅拌 30min 60min, 将体系温度调整到 65 -68时, 将 6 倍于原。

25、料药质量的含有分散剂及 0.5 % 硝酸 钾的水溶液加入到体系中分散成球, 明胶作为分散剂, 分散剂加入量为用水总质量的 0.5%。 继续保持温度 65 -68, 并在 300-350rpm 的搅拌转速下分散 30 分钟。接着, 逐步升温将 溶剂缓慢地蒸出来, 当温度升到 85后继续搅拌 10 分钟, 将药粒和母液进行分离。分离出 来的药粒, 在室温下晾干并在安全烘箱中 50干燥 24 小时, 得到颗粒状微气孔烟花药的堆 积密度为 0.26g.cm-3, 粒径范围在 0.1mm-5.0mm, 大部分颗粒的粒径集中在 0.5mm-2.0mm, 药 粒表面和内部具有孔隙, 孔隙的孔径范围为 0.0。

26、1-500 微米。 0026 在进行模块化开苞药成型时改用淀粉浆糊作为有机粘合剂。称取 200g 烘干后的 颗粒状微气孔烟花药, 加入固含量为 20% 的淀粉浆糊 40g, 再补加 20g 水, 先混合 10 分钟, 再补加 15g 的粒径小于 200 微米的硝酸钾粉末, 再继续混合 30 分钟, 然后采用液压成型设 备及半球形模具将物料压制成直径为 50mm 的半球体形状的药块, 然后将成型后的药块在 50下烘干 24 小时, 得到模块化开苞药样品。为了对比成型后的药块与颗粒状微气孔烟花 药传火速度的差别, 用同样的配比和压制方法制备直径 15mm 长度 150mm 的圆柱体药块, 该 药块。

27、的表观密度为 0.31g/cm3。 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A5/7 页 7 0027 将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比, 颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试, 测试结果颗粒状药 的传火速度为 58mm/s, 而块状药的传火速度约为 360mm/s。 0028 将制好的药块在外径 76mm 的礼花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先 装入亮珠 40g 到两瓣壳体的内表面, 再装入半球形开苞药模块, 在其中带引火线的一半球 壳的延时引火线位置将部分药挖去, 以确保合理的间隙, 总。

28、的开苞药量为 18g, 保持装药完 成后亮珠和开苞药均无松动现象。最后, 在壳体表面按常规的方法糊 9 层纸, 烘干后进行开 苞测试。点燃后开苞直径为 50 米左右, 亮珠全部被点着, 无残药, 录像观察表明开苞瞬间烟 雾量很少。 0029 实施例 3 : 采用含硝化棉 65%、 硝化甘油 (增塑剂) 30%、 2- 硝基二苯胺 (安定剂) 2.0% 的退役双基药 作为原料制备颗粒状微气孔烟花药。在搅拌状态下加入 8 倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂, 在45-50温度下搅拌溶解30-60min, 然后连续地往体系中加入0.1 %硝酸钾的水溶液, 硝酸钾作为点火性能增强剂 ; 在搅拌状态下进行乳化发。

29、泡操作, 在此步骤中继续加入0.1 % 硝酸钾的水溶液, 加入的硝酸钾水溶液的量为药粒质量的 6 倍, 然后在 50-60温度下继续 搅拌 30min 60min, 将体系温度调整到 65 -68时, 将 6 倍于原料药质量的含有分散剂 及0.1 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分散成球, 采用骨胶作为分散剂, 分散剂加入量为用 水总质量的 0.5%。继续保持温度 65 -68, 并在 300-350rpm 的搅拌转速下分散 30 分钟, 含硝化棉的胶团逐步分散成较均匀的球状液滴。 接着, 逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来, 当温 度升到 85后继续搅拌 10 分钟, 将药粒和母液进行分离。分离出来的药。

30、粒, 在室温下晾干 并在安全烘箱中 50干燥 24 小时, 得到的颗粒状微气孔烟花药样品的堆积密度为 0.26g. cm-3, 粒径范围在 0.1mm-5.0mm, 大部分颗粒的粒径集中在 0.5mm-2.0mm, 药粒表面和内部具 有孔隙, 孔隙的孔径范围为 0.01-500 微米。 0030 在进行模块化开苞药成型时改用淀粉浆糊作为有机粘合剂。称取 200g 烘干后的 颗粒状微气孔烟花药, 加入固含量为20%的淀粉浆糊30g, 再补加20g水, 先混合10分钟, 再 补加 20g 的粒径小于 200 微米的硝酸钾粉末, 再继续混合 30 分钟, 然后采用液压成型设备 及圆筒形的模具将物料压。

31、制成直径为10mm高度10mm的圆柱体药块, 然后将成型后的药块 在 50下烘干 24 小时, 得到模块化开苞药样品。用同样的配比和压块方法制成直径 15mm 长度 150mm 的圆柱体药块。 0031 将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对比, 颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试, 测试结果颗粒状药 的传火速度为 50mm/s, 而块状药的传火速度约为 300mm/s。将制好的药块在外径 76mm 的礼 花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠 40g 到两瓣壳体的内表面, 再装 入直径 10mm 的圆柱体形状的开苞药模。

32、块, 总的开苞药量为 15g, 保持装药完成后亮珠和开 苞药均无松动现象。最后, 在壳体表面按常规的方法糊 9 层纸, 烘干后进行开苞测试。点燃 后开苞直径为 40 米左右, 亮珠全部被点着, 无残药, 录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。 0032 作为对比, 采用颗粒状微气孔烟花药装药按照常规的装药方法进行开苞装药, 装 药量为 15g, 开苞直径约 30 米, 开苞后有大量没有燃烧完全的残药, 残药约占装药总量的 30%, 亮珠的烧成率为 50% 左右。 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A6/7 页 8 0033 实施例 4 : 采用含硝化棉 65%、 硝。

33、化甘油 (增塑剂) 20%、 二硝基甲苯 (增塑剂) 4%、 邻苯二甲酸二丁酯 (增塑剂) 9%、 2- 硝基二苯胺 (安定剂) 1.0% 的物料作为原料制备颗粒状微气孔烟花药。在搅 拌状态下加入8倍于药粒质量的乙酸乙酯溶剂, 在45-50温度下搅拌溶解30-60min, 然 后连续地往体系中加入 5.0 % 硝酸钾的水溶液, 硝酸钾作为点火性能增强剂 ; 在搅拌状态 下进行乳化发泡操作, 在此步骤中继续加入5.0 %硝酸钾的水溶液, 加入的硝酸钾水溶液的 量为药粒质量的 6 倍, 然后在 50-60温度下继续搅拌 30min 60min, 将体系温度调整到 65-68时, 将6倍于原料药质量。

34、的含有分散剂及5.0 %硝酸钾的水溶液加入到体系中分 散成球, 明胶作为分散剂, 分散剂加入量为用水总质量的 0.5%。继续保持温度 65 -68, 并在 300-350rpm 的搅拌转速下分散 30 分钟, 含硝化棉的胶团逐步分散成较均匀的球状液 滴。 接着, 逐步升温将溶剂缓慢地蒸出来, 当温度升到85后继续搅拌10分钟, 将药粒和母 液进行分离。分离出来的药粒, 在室温下晾干并在安全烘箱中 50干燥 24 小时, 得到颗粒 状微气孔烟花药样品的堆积密度为 0.35g.cm-3, 粒径范围在 0.1mm-5.0mm, 大部分颗粒的粒 径集中在 0.5mm-2.0mm, 药粒表面和内部具有孔。

35、隙, 孔隙的孔径范围为 0.01-500 微米。 0034 在进行模块化开苞药成型时用 107 胶作为有机粘合剂。称取 200g 烘干后的颗粒 状微气孔烟花药, 加入固含量为7.5%的107胶水60g, 先混合10分钟, 再补加30g的高氯酸 钾粉末, 再继续混合 30 分钟, 然后采用液压成型设备及圆筒形的模具将物料压制成直径为 10mm 高度 10mm 的圆柱体药块, 然后将成型后的药块在 50下烘干 24 小时, 得到模块化开 苞药样品。用同样的配比和压块方法制成直径 15mm 长度 150mm 的圆柱体药块。 0035 将上述试制的圆柱体药块与同一批颗粒状微气孔烟花药进行常压传火速度对。

36、比, 颗粒状微气孔烟花药装填到内径15mm长度150mm的透明玻璃管内测试, 测试结果颗粒状药 的传火速度为 48mm/s, 而块状药的传火速度约为 360mm/s。将制好的药块在外径 76mm 的礼 花弹上进行开苞装药和燃放开苞试验。装药时先装入亮珠 40g 到两瓣壳体的内表面, 再装 入直径 10mm 的圆柱体形状的开苞药模块, 总的开苞药量为 15g, 保持装药完成后亮珠和开 苞药均无松动现象。最后, 在壳体表面按常规的方法糊 9 层纸, 烘干后进行开苞测试。点燃 后的开苞直径为 35 米左右, 亮珠全部被点着, 无残药, 录像观察表明开苞瞬间烟雾量很少。 0036 实施例 5-10 采。

37、用与实施例 1 相同的工艺过程和原材料制得颗粒状微气孔烟花药。 0037 采用与实施例 1 类似的工艺过程制备模块化开苞药的药块, 仅改变模块化开苞药 成型过程所用的粘结剂种类和用量, 其他条件同实施例 1, 得到的模块药的性能以及在礼花 弹开苞测试的效果对比见下表。 说 明 书 CN 102219620 A CN 102219629 A7/7 页 9 0038 实施例 13-22 采用与实施例 1 相同的工艺过程和原材料制得颗粒状微气孔烟花药。 0039 采用与实施例 1 类似的工艺过程制备模块化开苞药的药块, 仅改变模块化开苞药 的成型过程所用的点火性能增强剂种类和用量, 得到的模块药的性。

38、能以及在礼花弹开苞测 试的效果对比见下表。 0040 点火性能增强剂种类点火性能增强剂加入量块状药传火速度开苞直径 亮珠烧成率 gmm/sm% 实施例 13 高氯酸钾2060050100 实施例 14 硝酸钾4050050100 实施例 15 硝酸锶204004068 实施例 16 硝酸钡203804060 实施例 17 硝酸钠204505087 实施例 18 高氯酸钾 / 硝酸锶 1 : 1 混合4.04805095 实施例 19 高氯酸钾 / 硝酸钾 1 : 1 混合2058050100 实施例 20 高氯酸钾 / 活性炭颗粒 1 : 1 混合2052050100 实施例 21 硝酸钾 / 禖炭颗粒 1 : 1 混合2055050100 实施例 22 不使用03403040 通过以上实例可以看出, 通过采用将微气孔无烟烟花药颗粒粘接成模块化开苞药的方 法, 可以解决颗粒装药的在燃放过程的药粒残留问题, 同时还显著提高了开苞直径。 说 明 书 CN 102219620 A 。

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