專利名稱：:一種無硫鞭炮藥物及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種鞭炮產(chǎn)品，特別是涉及一種無疏鞭炮藥物配方及其制備方法。
背景技術：
：鞭炮是我國人民勤勞智慧的結(jié)晶，它給全世界人民帶來了無盡的歡樂。早在一千多年前，我國古代人民就掌握了鞭炮產(chǎn)品的生產(chǎn)技術。古代的鞭炮火藥是用硝酸鉀、硫磺、木炭混合制作而成，通用配方為硝酸鉀75份，磁磺10份，木炭15份?，F(xiàn)在鞭炮產(chǎn)品的性能被大大地提高，采用氯酸鉀、高氯酸鉀、疏磺、鋁銀粉混合制作而成，通用配方是氯酸鉀或者高氯酸鉀50份，硫磺25份，鋁銀粉25份。。由此我們可以看出不管是古代的鞭炮還是現(xiàn)代的傳統(tǒng)鞭炮，在藥物配方中都采用了好L磺這一化學材料成份。特別是現(xiàn)代的傳統(tǒng)鞭炮藥物中辟b磺含量比例更高。我們都知道硫磺在燃燒后會產(chǎn)生二氧化疏，二氧化硫氣體對人體和其他生物都是毒性4艮強的一種物質(zhì)，一旦被人體吸入后能造成嚴重的身體傷害，同時進入大氣后對大氣環(huán)境的破壞性影響也是很大的。所以傳統(tǒng)的鞭炮產(chǎn)品雖然可以給我們制造歡樂祥和的喜慶氣氛，帶來無限歡樂，同時它也會產(chǎn)生大量的有毒二氧化硫氣體，造成嚴重的環(huán)境污染。隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷提高，傳統(tǒng)方法制作出來的鞭炮已經(jīng)不能適應時代的發(fā)展，開發(fā)出不排放二氧化硫有毒氣體的環(huán)保鞭炮是時代發(fā)展的需要，也是鞭炮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。在此之前，也有很多無硫鞭炮的研究成果和專利，例如藥粒炮、安全鞭炮等等，藥粒炮其實是普通鞭炮本質(zhì)上的變種，與傳統(tǒng)的普通鞭炮在結(jié)構(gòu)、發(fā)聲原理、藥物成份等方面都屬于不同的
技術領域：
：。也有在傳統(tǒng)鞭炮的基礎上，不改變結(jié)構(gòu)、工藝、和發(fā)聲原理，只改進藥物配方的發(fā)明，例如CN85101596所公開的"無硫磺芳香爆竹的制造"就是采用無硫配方，但其缺點是已經(jīng)不能適應時代發(fā)展的需要了，它里面所申請的配方使用的是氯酸鉀作為氧化劑，而現(xiàn)在出于安全考慮，我國相關法律法規(guī)已經(jīng)禁止使用氯酸鉀生產(chǎn)鞭炮產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題就是發(fā)明一種不使用氯酸鉀、燃放時不會排放二氧化硫有毒氣體的環(huán)保鞭炮產(chǎn)品。為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是，一種無疏鞭炮藥物，其藥物組^"和重量比為高氯酸鉀50—70份鋁銀粉20—45份珍珠粉5—20份改性木粉10—30份四氧化三鐵和二氧化錳混合物或其中之一0—5份所述無硫鞭炮藥物的制備方法是，第一步將干燥的木材粉碎后，過目數(shù)不小于100目的篩手，然后將篩下所得物用硝酸鉀溶液充分濕潤，其重量配比是木粉100份，硝酸鉀10—30份，再干燥至木粉中的含水量小于2%;第二步干燥后的木粉與表面活性劑微晶蠟混合后倒入轉(zhuǎn)鼓球磨機，其重量配比是木粉100份、微晶蠟l-2份，在球磨機中研磨混合4—5小時，出料即得所述改性木粉。第三步將改性木粉、高氯酸鉀、二氧化錳、四氧化三鐵、鋁銀粉、珍珠粉按上述比例采用一般方法過篩并混合均勻，即制得所述無硫鞭炮藥物。本發(fā)明采用高氯酸鉀作為無疏鞭炮藥物的氧化劑，因為高氯酸鉀是含氧量很高的一種氧化劑，其有效含氧為46%，比氯酸鉀的有效含氧量39%更高。由于其供氧效率高，所以在反應過程中能提供更多的氧，能保證單位重量的氧化劑跟較多的還原劑發(fā)生反應，也就能保證單位重量的煙火藥劑在燃燒反應中能釋放出更多的熱能，使反應產(chǎn)物溫度更高，爆炸能力更強。另外高氯酸鉀在610。C時才會熔化分解，而氯酸鉀在37(TC就開始分解，用高氯酸鉀制作出來的鞭炮安定性能更好更安全。所以高氯酸鉀的安定性能和供氧能力都優(yōu)于氯酸鉀，所以取代氯酸鉀用于本發(fā)明的無疏鞭炮藥劑中。本發(fā)明中采用二氧化錳和四氧化三鐵或其中之一作為高氯酸鉀的催化劑，盡管高氯酸鉀的供氧能力比氯酸鉀強，但是高氯酸鉀必須在溫度達到610。C時才會熔化分解釋放出氧氣，并且高氯酸鉀在分解過程中還需要吸收熱量，所以這么高的分解溫度及它的分解吸熱特性導致直接用高氯酸鉀配制的煙火藥很被難點燃，而失去鞭炮產(chǎn)品的娛樂功能。特別是以前一直使用氯酸鉀作為鞭炮藥物的氧化劑，氯酸鉀能在37(TC時就分解放出氧氣，并且氯酸鉀在分解過程中是放熱反應，所以用氯酸鉀制作的鞭炮很容易被點燃。由于本領域技術人員已經(jīng)習慣了氯酸鉀的低溫點火和高爆炸力的特性，對采用高氯酸鉀制作高點火溫度鞭炮存在技術偏見，甚至認為根本無法作出合格的鞭炮來。為了解決這個反差，本發(fā)明使用二氧化錳和四氧化三鐵或其中之一作為高氯酸鉀的催化劑，因為高氯酸鉀在有二氧化錳或者四氧化三鐵存在時，其分解溫度可以降低，并且分解速度可以明顯加快，這樣就解決了高氯酸鉀鞭炮藥點火難的問題，并且提高了鞭炮藥物燃燒對的爆炸力，使鞭炮聲音更響亮、清脆。本發(fā)明中采用鋁銀粉作為無硫鞭炮藥劑的可燃劑，鋁銀粉就是顆粒很細的鋁粉，鋁是一種非?；顫姷慕饘?，它在燃燒時能放出很高的熱量，達到16kj/g，所以鋁銀粉的使用，可以保證鞭炮藥劑燃燒時能產(chǎn)生足夠高的高溫，增加鞭炮爆炸效果。本發(fā)明中的改性木粉，是一種有機纖維可燃劑，它具有孔隙結(jié)構(gòu)，燃燒后的產(chǎn)物為二氧化碳和水，不會產(chǎn)生對人體有害的污染物。但由于木粉是一種粗纖維結(jié)構(gòu)，所以其燃燒性能并不是十分強烈，如果將未加處理的木粉直接應用到鞭炮藥物中，整個鞭炮藥物的燃燒爆炸性能并不理想。為了解決這個問題，本發(fā)明對木粉做了相應的處理，將木4分用硝酸鉀溶液全部濕潤，但硝酸鉀溶液不能過多，因為過多的溶液會給后續(xù)烘干處理工作帶來難度。被硝酸鉀充分濕潤的木粉經(jīng)干燥保證其含水量不超過2%。用硝酸鉀溶液濕潤木粉的目的，是讓硝酸鉀晶體充分滲透到木粉的孔隙結(jié)構(gòu)中，跟木粉的纖維素均勻結(jié)合，硝酸鉀是一種分解溫度相對較低的強氧化劑，它跟木粉纖維素的結(jié)合，可以大大改善木粉的燃燒性能，從而達到提高本發(fā)明無疏鞭炮煙火藥的燃燒爆炸性能。本發(fā)明中滲透有硝酸鉀晶體的木粉還必須用表面活性劑微晶蠟進行表面包覆，硝酸鉀的浸潤雖然能改善木粉的燃燒性能，但是，由于現(xiàn)行鞭炮的封口工藝是采用鎂質(zhì)水泥性質(zhì)的封口藥，封口藥中含有吸濕性很大的氯化鎂成份。當鞭炮封口久置以后，封口藥中的氯化鎂會跟鞭炮藥劑中的硝酸鉀反應，生成吸濕性更大的硝酸鎂，這樣時間一長，整個鞭炮藥劑就會被硝酸鎂吸收的水分全部濕潤而變質(zhì)，導致整個鞭炮藥劑失效，從而使鞭炮喪失功能。本發(fā)明用微晶蠟包覆木粉，就是利用微晶蠟的表面活性能力，使木粉中的硝酸鉀失去吸水能力，從而切斷硝酸鉀與氯化鎂發(fā)生反應的途徑，維持整個藥物體系的穩(wěn)定性。本發(fā)明中的各組份協(xié)同增效性能明顯高氯酸鉀是一種含氧量很高的強氧化劑，它為本發(fā)明的無硫鞭炮藥物體系的燃燒爆炸提供了大量的有效氧支持，為藥物的燃燒爆炸奠定了基礎。二氧化錳和四氧化三鐵的使用，對高氯酸鉀的分解反應起到很強的催化加速作用，大大提高了本發(fā)明無硫鞭炮藥物體系的燃燒爆炸能力。鋁銀粉是一種放熱量很高的活潑金屬可燃劑，它的參與，為本發(fā)明的鞭炮提供了強有力的能量保證。改性木粉的性質(zhì)就是燃燒后能產(chǎn)生大量的氣體產(chǎn)物，這為爆炸提供了條件，增強了爆炸效果。硝酸鉀浸潤木粉，一者大大改善了木粉的燃燒性能，同時硝酸鉀在自身分解過程中能放出大量的氮氣，可以進一步提高鞭炮藥劑的氣體產(chǎn)量，這兩個方面都能促進鞭炮藥劑的燃燒爆炸性能。微晶蠟很好的解決了硝酸鉀跟封口藥劑發(fā)生反應生成吸濕性很強的硝酸鎂的問題，對保證整個藥物體系性能穩(wěn)定，不變質(zhì)起到了決定性的作用。珍珠粉的作用是改善整個藥物體系的假密度，使藥物密度更小，便于藥物均勻裝入鞭炮筒體內(nèi)，其次它可以防止藥物被過分壓緊壓實，避免出現(xiàn)炸藥的壓死現(xiàn)象，保證鞭炮藥物的良好點燃和爆炸性妙a匕。經(jīng)大量試驗，按本發(fā)明的無硫鞭炮藥物體系制作成的無硫環(huán)保鞭炮，燃放時聲音響亮、打響率高、不排放二氧化硫有毒氣體，并且各種組份材料易得，成本較低，不含違禁品氯酸鉀，完全適合取代現(xiàn)行的含疏鞭炮。具體實施方式以下實施例詳細地說明了本發(fā)明，在這些實施例中，其組分比均按重量份數(shù)計算，其制備方法均按以下步驟進行。第一步將杉樹，松樹，楊樹，柳樹等木質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松的木材，在干燥后經(jīng)粉碎過100目的篩子篩選，取篩下木粉用一定濃度的硝酸鉀溶液充分濕潤(如浸泡)，使硝酸鉀晶體充分滲透在木粉纖維的孔隙中，被硝酸鉀溶液濕充分濕潤過的木粉經(jīng)烘或曬等方式千燥至木粉中的含水量小于2%時即可。硝酸鉀跟木粉的用量按以下重量配比進行配比l木粉100份硝酸鉀10份配比2木粉100份硝酸鉀20份配比3木粉100份硝酸鉀30份其中優(yōu)選配比2第二步滲透有硝酸鉀的干燥木4分，必須經(jīng)過表面活性劑的包覆處理才能應用在本發(fā)明的無硫鞭炮中，本發(fā)明采用的表面活性劑是微晶蠟，微晶蠟的用量為木粉重量的1-2%，具體操作方法是，將木粉和微晶蠟按比例一起倒入轉(zhuǎn)鼓球磨機中，在球磨機中研磨混合4一5小時，使木粉全部被微晶蠟均勻包覆，然后出料，改性木粉的制備完成。木粉跟微晶蠟的用量可以按以下重量份配比進行配比l木粉100份微晶蠟l份配比2木粉100份微晶蠟1.5份配比3木粉100份微晶蠟2份其中優(yōu)選配比2.第三步將改性木粉、高氯酸鉀、二氧化錳、四氧化三鐵、鋁銀粉、珍珠粉按一定比例用目數(shù)不小于100目的篩子至少經(jīng)過三篩三和的混合工序后混合均勻，即成為本發(fā)明無硫鞭炮藥物。本發(fā)明無硫鞭炮藥物各組分可按以下重量份配比進行實施例1:高氯酸鉀50^P分二氧化錳2份四氧化三鐵2份實施例2:高氯酸鉀70份二氧化錳5份珍珠粉10份鋁銀粉改性木粉珍珠粉鋁銀粉20份20份10份45份改性木粉10份實施例3:兩氛酸鐘改性木粉珍珠粉60份30份20份鋁銀粉30份四氧化三鐵5份混合好的本發(fā)明無硫鞭炮藥按傳統(tǒng)方法和工藝裝入鞭炮筒子內(nèi)，然后插引、封口、結(jié)鞭、封裝就成無硫鞭炮成品。上述各實施例的無疏鞭炮藥我們對其摩擦感度、撞擊感度、75。C穩(wěn)定性、及裝藥量0,05g的鞭炮聲級值和打響率做了詳細檢測，其實測數(shù)據(jù)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注l.按照GB10631-2004《煙花爆竹安全與質(zhì)量》的標準，規(guī)定摩擦感度<60%，撞擊感度<50%，75。C穩(wěn)定性無分解現(xiàn)象，視為符合國家標準。2.摩擦感度測試方法按照SN0545—1996中5.5的MJt進行。3.撞擊感度測試方法按照SN0545—1996中5.4的^L定進行。權(quán)利要求1.一種無硫鞭炮藥物，其藥物組份和重量比為高氯酸鉀50-70份、鋁銀粉20-45份、珍珠粉5-20份、改性木粉10-30份、四氧化三鐵和二氧化錳混合物或其中之一0-5份。2、如權(quán)利要求l所迷的一種無硫鞭炮藥物，其藥物組份和重量比為高氯酸鉀50份、鋁銀粉20份、二氧化錳2份、改性木粉20份、四氧化三鐵2份、珍珠粉10份。3、如權(quán)利要求1所述的一種無疏鞭炮藥物，其藥物組份和重量比為高氯酸鉀70份、鋁銀粉45份、二氧化錳5份、改性木粉10份、珍珠粉10份。4、如權(quán)利要求l所述的一種無^f克鞭炮藥物，其藥物組份和重量比為高氯酸鉀60份、鋁銀粉30份、改性木粉30份、四氧化三鐵5份、珍珠粉20份。5、制備如權(quán)利要求1所述鞭炮藥物的方法，該方法包括以下步驟第一步將干燥的木材4分碎后，過目數(shù)不小于100目的篩子，然后將篩下所得物用硝酸鉀溶液充分濕潤，其重量配比是木粉100份，硝酸鉀10—30份，再干燥至木粉中的含水量小于2%;第二步干燥后的木粉與表面活性劑微晶蠟混合后倒入轉(zhuǎn)鼓球磨機，其重量配比是木粉100份、微晶蠟l-2份，在球磨機中研磨混合4一5小時，出料即得所述改性木粉；第三步將改性木粉、高氯酸鉀、二氧化錳、四氧化三鐵、鋁銀粉、珍珠4分按一定比例用目數(shù)不小于100目的篩子至少經(jīng)過三篩三和的混合工序后混合均勻，即成為本發(fā)明無硫鞭炮藥物。6、如權(quán)利要求5所述的方法，所述木粉和硝酸鉀的重量配比是木粉100份、硝酸鉀20份。7、如權(quán)利要求5或6所述的方法，所述木粉和微晶蠟的重量配比是木粉IOO份、微晶蠟l.5份。專利摘要本發(fā)明公開了一種無硫鞭炮藥物及其制備方法，其藥物組份和重量比為高氯酸鉀50-70份、鋁銀粉20-45份、珍珠粉5-20份、改性木粉10-30份、四氧化三鐵和二氧化錳混合物或其中之一0-5份。制備中的主要特點是分別采用硝酸鉀和微晶蠟對木粉進行了浸潤處理和表面處理。按本發(fā)明的無硫鞭炮藥物體系制作成的無硫環(huán)保鞭炮，燃放時聲音響亮、打響率高、不排放二氧化硫有毒氣體，并且各種組份材料易得，成本較低，不含違禁品氯酸鉀，完全適合取代現(xiàn)行的含硫鞭炮。文檔編號C06B33/00GKCN101279867SQ200810031212公開日2008年10月8日申請日期2008年5月6日發(fā)明者湯德勝申請人:湖南省瀏陽金生花炮有限公司導出引文BiBTeX,EndNote,RefMan