一种无烟无硫冷烟花药剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无烟无硫冷烟花药剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。组分包括：纳米铝粉、改性季戊四醇四硝酸酯、硝化竹纤维素、二羟基乙二肟、硝化二乙醇胺、硬脂酸锌、二甲基二苯脲和硅藻土。本发明专利技术采用改性季戊四醇四硝酸酯粉末和纳米铝粉作为主要成份，安全可靠，燃烧温度低；而且不含氯、硫元素成份，并引入二羟基乙二肟，保证燃烧充分，色彩鲜艳，可真正意义上实现无烟无硫冷烟花药剂的制备。

A cold smokeless and sulfur free fireworks agent and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种无烟无硫冷烟花药剂及其制备方法
本专利技术涉及一种无烟无硫冷烟花药剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。
技术介绍
在中国，不管是在欢庆的节日里，还是在大型焰火晚会、婚礼庆典、舞台造型中，都有着各式各样烟花的身影。其中，冷烟花以环保无污染、安全可靠的显著特点而备受人们喜爱。而这些特性也决定了冷烟花药剂是近些年以及未来烟花产业发展的新趋势，冷烟花的发展具有广阔的市场前景和巨大的经济效益潜力。众所周知，当今冷烟花药剂的主要成份是高氯酸铵、硝化棉和低燃点金属粉末等。其燃放仍会产生氯化物烟雾以及大量金属氧化物粉尘，严重影响着人体的呼吸系统、神经系统等，也对环境造成了一定的污染，往往得不偿失；在烟雾释放量比较大的情况下，更有甚者，会引起观众或者客人的反感，达不到欢庆的效果和增彩的目的。现在在冷烟花广受大众欢迎的时候，却面临着国内外研究较少的一种窘境。在冷烟花领域的问题处理也是参差不齐，难以满足当下以及以后广大市场的需求。张明明，张庚斌通过设计一种彩色冷烟火的喷发和控制装置，并采用多种不同金属粉末作为原料来取代普遍使用的火药，进而避免冷烟花可能存在的安全隐患和空气污染(CN201611057463.7)，但大量金属粉末的使用以及不充分燃烧导致了大量的金属氧化物粉尘，对人体健康和环境保护都不利；魏世奇设计了一种可使舞台冷烟花在点放过程中，进行摆动、旋转或轮动的装置，可以使普通直喷烟花变为扇形、锥形、以及两股对绕盘升的动感烟花造型，进而增加舞台效果(CN200620089199.0)，但该装置结构复杂、制造困难，在使用过程中不是很方便。总之冷烟花的发展还有很多问题需要解决，环境友好则摆在了第一位。在保证冷烟花，绚丽多姿的烟花效果及艺术造型的前提下，减轻其燃放对环境的污染和对人体的危害，减少烟雾的释放，是烟花行业亟待解决的主要矛盾，也是烟花产业发展道路上的热点问题和重点问题，这对冷烟花药剂的无烟无硫提出了需求，也为烟花行业的发展指明了方向。因此，制备出一种无烟无硫冷烟花药剂具有重大的社会意义、现实意义和经济意义。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有冷烟花药剂燃放后存在的烟气污染问题，而提供的一种无烟无硫冷烟花药剂及其制备方法。本专利技术专利的目的是通过以下技术方案实现的。一种无烟无硫冷烟花药剂，其各组分与所占质量百分比如下：组分中所述纳米铝粉的平均粒径为100nm，比表面积为49m2/g；组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；一种无烟无硫冷烟花药剂制备方法，具体步骤如下：步骤一、按配方质量比称取纳米铝粉、改性季戊四醇四硝酸酯、硝化竹纤维素、二羟基乙二肟、硝化二乙醇胺、硬脂酸锌、二甲基二苯脲和硅藻土；步骤二、将步骤一所称取的硝化竹纤维素粉末按(1～5):10的质量比分成A、B两组，按质量比1:10将A组硝化竹纤维素粉末溶于乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2～3小时；然后继续在搅拌状态下，加入步骤一所称取的硅藻土粉末与硬脂酸锌粉末，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；步骤三、在搅拌及超声分散状态下，将步骤一称取的改性季戊四醇四硝酸酯粉末、二羟基乙二肟粉末、硝化二乙醇胺粉末和步骤二所得的B组硝化竹纤维素加入到步骤二所得的硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；继而将步骤一称取的二甲基二苯脲粉末、纳米铝粉加入其中混合均匀；然后进行揉捏，揉捏过程中可适量添加乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；步骤四、将步骤三所得软硬适中的均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至80～90℃鼓风烘箱中下干燥2～3小时，得无烟无硫冷烟花药剂粗品；步骤五、将步骤四所得无烟无硫冷烟花药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，即得颗粒均匀的无烟无硫冷烟花药剂。所述改性季戊四醇四硝酸酯的制备方法为：按质量比1:(0.05～0.08):10将季戊四醇四硝酸酯粉末、钛酸酯偶联剂加入到丙酮中，超声分散30～50分钟，得到混合溶液C；将混合溶液C转移至冰水浴中进行搅拌；继而将聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂加入到混合溶液C中(其中季戊四醇四硝酸酯粉末与聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂的质量比为1:(0.02～0.03))，搅拌3～5小时；将反应装置转移到60～80℃的油浴锅中，静置20～40分钟，回收挥发的丙酮；过滤，并用去离子水反复洗涤3～5次，置于80～100℃鼓风烘箱中干燥2～3小时；取出，轻压破碎，制得改性季戊四醇四硝酸酯粉末；所述软硬适中的判断方法为：将胶团状物挤压通过20目铜筛后，胶团状物成连续细条状且相互之间不粘连，具有一定的塑性和抗拉强度；有益效果1、一种无烟无硫冷烟花药剂，采用改性季戊四醇四硝酸酯粉末和纳米铝粉作为主要成份，安全可靠，燃烧温度低，；而且不含氯、硫元素成份，并引入二羟基乙二肟，保证燃烧充分，色彩鲜艳，可真正意义上实现无烟无硫冷烟花药剂的制备；2、一种无烟无硫冷烟花药剂，采用自制硝化竹纤维素，引入硬脂酸锌、二甲基二苯脲以及硅藻土，可有效提高冷烟花药剂的相容性、力学性能和安全性能，保证冷烟花药剂优异的燃放效果；3、一种无烟无硫冷烟花药剂的制备方法，工艺简单，步骤少，生产过程无三废排放，适合工厂的流水线操作，并适合大规模工业化生产，具有显著的经济效益与社会效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细说明。实施例1一种无烟无硫冷烟花药剂，其各组分所占质量百分比如下：取27.12g硝化竹纤维素粉末分为A、B两组，其中A组7.12g，B组20g，并将A组硝化竹纤维素粉末溶于71.2g乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2.5小时，然后继续在搅拌状态下，加入2.91g硅藻土粉末和8.35g硬脂酸锌粉末，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；将60g季戊四醇四硝酸酯粉末、3.2g钛酸酯偶联剂加入到600g丙酮中，超声分散35分钟，得到混合溶液C；将混合溶液C转移至冰水浴中进行搅拌；继而将3.5g聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂加入到混合溶液C中，搅拌3小时；将反应装置转移到60℃的油浴锅中，静置20分钟，回收挥发的丙酮；过滤，并用去离子水反复洗涤3次，置于80℃鼓风烘箱中干燥2.5小时；取出，轻压破碎，制得64.32g改性季戊四醇四硝酸酯粉末；在搅拌及超声分散状态下，将63.71g改性季戊四醇四硝酸酯粉末、23.95g二羟基乙二肟粉末、9.42g硝化二乙醇胺粉末和B组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；继而将6.23g二甲基二苯脲粉末、91.50g纳米铝粉加入其中混合均匀；然后进行揉捏，揉捏过程中添加12ml乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至85℃鼓风烘箱中下干燥2.5小时，制得229.47g无烟无硫冷烟花药剂粗品；将229.47g无烟无硫冷烟花药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无烟无硫冷烟花药剂，其特征在于：各组分与所占质量百分比如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种无烟无硫冷烟花药剂，其特征在于：各组分与所占质量百分比如下：



所述改性季戊四醇四硝酸酯的制备方法为：按质量比1:(0.05～0.08):10将季戊四醇四硝酸酯粉末、钛酸酯偶联剂加入到丙酮中，超声分散30～50分钟，得到混合溶液C；将混合溶液C转移至冰水浴中进行搅拌；继而将聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂加入到混合溶液C中(其中季戊四醇四硝酸酯粉末与聚乙烯醇缩丁醛胶黏剂的质量比为1:(0.02～0.03))，搅拌3～5小时；将反应装置转移到60～80℃的油浴锅中，静置20～40分钟，回收挥发的丙酮；过滤，并用去离子水反复洗涤3～5次，置于80～100℃鼓风烘箱中干燥2～3小时；取出，轻压破碎，制得改性季戊四醇四硝酸酯粉末。


2.如权利要求1所述的一种无烟无硫冷烟花药剂，其特征在于：组分中所述纳米铝粉的平均粒径为100nm，比表面积为49m2/g。


3.如权利要求1所述的一种无烟无硫冷烟花药剂，其特征在于：组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％。


4.制备如权利要求1或2或3所述的无烟无硫冷烟花药剂制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、按配方质量比称取纳米铝粉、改性季戊四醇四硝酸酯、硝化竹纤维素、二羟基乙二肟、硝化二乙醇胺、硬脂酸锌、二甲基二苯脲和硅藻土；
步骤二、将步骤一所称取的硝化竹纤维素粉末按(1～5):10的质量比分成A、B两组，按质量比1:10将A组硝化竹纤维素粉末溶于乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2～3小时；然后继续在搅拌状态下，加入步骤一所称取的硅藻土粉末与硬脂酸锌粉末，搅拌均匀，制得硝化竹...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉平，李琪军，刘克普，吉伟生，于保藏，周耀明，
申请(专利权)人：江西吉润花炮新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36