專利名稱:煙火色彩組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含5-氨基四唑鹽的煙火組合物，優(yōu)選地一種包含5-氨基四唑鹽的煙花組合物(焰火組合物，fireworkscomposition)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的彩色煙花具有的主要缺點(diǎn)為它們產(chǎn)生大量的煙，這在封閉的集合地點(diǎn)例如市內(nèi)體育場(chǎng)中引起嚴(yán)重問題。
在US 6，214，139和US 5，917，146中，提出了多種高氮、低碳含量的高能材料的金屬鹽作為用于低煙煙花組合物的可行成分。
然而，在這些文獻(xiàn)中提及的高氮、低碳含量高能材料不是易于可獲得的化合物。為 了制備這些化合物，要求多步驟合成。此外，在這些合成的一部分中，需要環(huán)境不友好、有毒或有害的化學(xué)前體。這兩個(gè)問題顯著地提高了高氮、低碳含量的金屬鹽的價(jià)格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供能夠用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)煙花的低煙、無高氯酸鹽煙火組合物而減少煙花的環(huán)境影響。
出人意料地，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用包含5-氨基四唑的金屬鹽的含氯煙火組合物時(shí)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包含5-氨基四唑的金屬鹽的煙火組合物，優(yōu)選煙花制品產(chǎn)生相對(duì)少的煙霧，同時(shí)在燃燒時(shí)能夠產(chǎn)生彩色火焰。由于所述金屬鹽的可獲得性，所以這對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中提出的低煙煙火組合物提供了具有吸引力的替代方案。另外，煙火組合物中的組分的合成、以及煙火組合物本身是環(huán)境友好的。此外，甚至本發(fā)明的煙火組合物的燃燒也稱得上環(huán)境友好的。
有利地，5-氨基四唑的金屬鹽易于處理并且另外沒有自燃的危險(xiǎn)。
因此，本發(fā)明涉及含氯煙火組合物，其包括粘結(jié)劑、氧化劑(oxidator)、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發(fā)色劑(顏料或著色劑，colourant)。
金屬鹽可以通過使相應(yīng)的金屬化合物與5-氨基四唑反應(yīng)而獲得。優(yōu)選地，金屬鹽通過使相應(yīng)的金屬氫氧化物、金屬硫酸鹽、金屬氯化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應(yīng)來獲得。更優(yōu)選地，金屬鹽通過使相應(yīng)的金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應(yīng)來獲得。最優(yōu)選地，金屬鹽通過使相應(yīng)的金屬氫氧化物與5-氨基四唑反應(yīng)來獲得。
5-氨基四唑可以是無水形式或者含結(jié)晶水。
合適地，在金屬鹽中使用的金屬選自由鈣、鍶、鋇、銅、鉀、鐵、鎂、鋰、硼、鈦、銻和鋁組成的組。
優(yōu)選地，金屬為鍶、鋇或銅。
各種金屬鹽的混合物可以適合地采用以產(chǎn)生所需的顏色。
合適地，粘結(jié)劑以在2 96被％范圍內(nèi)的量存在，氧化劑以在I 85wt%范圍內(nèi)的量存在，煙火燃料以在20 96wt%范圍內(nèi)的量存在，5-氨基四唑的金屬鹽以在2 30wt %范圍內(nèi)的量存在，所有的量均基于總的煙火組合物。
優(yōu)選地，基于總的煙火組合物，5-氨基四唑的金屬鹽以在4 10wt%范圍內(nèi)的量存在。
合適地，粘結(jié)劑包括硝化纖維素(硝化纖維,nitrocellulose)或PVC。優(yōu)選地,粘結(jié)劑包括硝化纖維素。
合適地，根據(jù)本發(fā)明使用的硝化纖維素具有的氮含量低于14wt %，優(yōu)選地，氮含量在12 13. 5wt%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明使用的粘結(jié)劑通常是可擠出的(extrudable)和高能的。術(shù)語(yǔ)高能的是指粘結(jié)劑將放熱性地分解。合適地，氧化劑選自由硝酸銨、高氯酸銨、硝酸鋇、氯酸鋇、硝酸鍶、硝酸鉀以及高氯酸鉀組成的組。
優(yōu)選地，氧化劑包括硝酸銨或高氯酸銨。
煙火燃料選自由硝化纖維素、纖維素、硝酸纖維素、硝酸胍、阿拉伯膠、赤桉樹膠(red gum)和蟲膠(schellack)組成的組。
優(yōu)選地，煙火燃料包括硝化纖維素或纖維素。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，硝化纖維素可以用作粘結(jié)劑以及煙火燃料。
根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物含有氯。合適地，基于總的煙火組合物，本發(fā)明的煙火組合物包含的氯的量在0. 2 20界七％的范圍內(nèi)，優(yōu)選在I 5wt%的范圍內(nèi)。
氯可以由粘結(jié)劑、氧化劑和/或發(fā)色劑提供。
在一個(gè)有吸引力的實(shí)施方式中，5-氨基四唑的金屬鹽借助于酸來質(zhì)子化。該質(zhì)子化可以通過使5-氨基四唑與鹽酸在合適溶劑中接觸并且回收所形成的晶體而實(shí)現(xiàn)。
合適地，酸選自由以下組成的組鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、氫氟酸、硝酸、氯酸以及高氯酸。
優(yōu)選地，酸是鹽酸、氯酸或高氯酸。
根據(jù)本發(fā)明所使用的煙火組合物可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他常規(guī)組分(燃燒速度調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、加工助劑、鈍感劑等)。如果存在，則基于總的煙火組合物，這些組分以低于IOwt %的量存在。
本發(fā)明還涉及包含根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物的煙花制品。
另外，本發(fā)明涉及如上所述的5-氨基四唑的金屬鹽在煙花制品中的用途。更具體地，本發(fā)明涉及本文所述的5-氨基四唑的金屬鹽在低煙煙火組合物中的用途。本發(fā)明的煙火組合物，尤其是當(dāng)用于煙花制品中時(shí)，在燃燒后能夠產(chǎn)生彩色火焰，而與傳統(tǒng)的煙火組合物相比僅產(chǎn)生非常少的煙。優(yōu)選地，該煙火組合物基本上是無煙的。
本發(fā)明還涉及一種用于制備根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物的發(fā)色劑的方法，該方法包括使例如金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應(yīng)，以及收回這樣獲得的5-氨基四唑的金屬鹽形式的發(fā)色劑。
合適地，所述工藝是在水存在下進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物可以合適地通過將各個(gè)組分干燥混合并將這樣獲得的組合物壓制成所需的形式而制備。在另一種實(shí)施方式中，各個(gè)組分在溶劑存在下進(jìn)行混合，之后將獲得的混合物擠出，以及通過蒸發(fā)去除溶劑。[0035]溶劑可以合適地選自由以下組成的組乙醇，或酯類溶劑如乙酸乙酯、乙酸丁酯，或醇類溶劑如異丙醇、丁醇。當(dāng)與傳統(tǒng)使用的溶劑如丙酮和己烷相比時(shí)，這樣的溶劑具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即它們對(duì)環(huán)境的影響很小并且顯著地減少了安全危害(爆炸)的危險(xiǎn)。優(yōu)選地，溶劑包括丙酮。
基于總的煙火組合物，溶劑合適地以在0至20wt%范圍內(nèi)的量存在。優(yōu)選地，基于總的混合物，溶劑以在5 1:%至14wt%范圍內(nèi)的量存在。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，由于所涉及溶劑的蒸發(fā)，所述溶劑在最終獲得的煙火組合物中將基本不存在。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例
實(shí)施例I
制備的根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物具有以下組成94.8wt%硝化纖維素(13.5%N) ;5wt%鍶-氨基四唑絡(luò)合物；以及0. 2被％氯化銨。
所述煙火組合物通過混合100克干NC 13. 5 %與5. 27克鍶-氨基四唑絡(luò)合物和0. 22克氯化銨來制備。然后將丙酮加入到所述混合物，并將這樣獲得的混合物進(jìn)行混合直到該組合物可以在柱塞式擠出工藝中成型為IOmm直徑的股束。丙酮在室溫下去除。這樣獲得的股束切成IOmm長(zhǎng)的顆粒，該顆粒在煙花制品中進(jìn)一步加工。煙花制品燃燒時(shí)具有紅色火焰。
實(shí)施例2
制備的根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物具有以下組成83wt%硝酸銨；6wt%具有氯化氫的鋇-氨基四唑絡(luò)合物；以及l(fā)lwt%硝化纖維素(13.5%N2)。所述煙火組合物在湍流器中干混。在混合后，組合物壓制成直徑15_的顆粒。這樣制備的組合物燃燒時(shí)具有綠色火焰。
實(shí)施例3
制備的根據(jù)本發(fā)明的煙火組合物具有以下組成48wt%高氯酸銨；17wt%氨基四唑；5wt%鍶-氨基四唑絡(luò)合物；以及30wt%硝化纖維素(13. 5% N2)。所述煙火組合物在湍流器中干混。在混合后，組合物壓制成直徑15_的顆粒。這樣制備的組合物燃燒時(shí)具有紅色火焰。
權(quán)利要求
1.一種煙花制品，包括含氯無高氯酸鹽煙火組合物，所述含氯煙火組合物包括粘結(jié)劑、氧化劑、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發(fā)色劑，所述氯由所述粘結(jié)劑、氧化劑和/或發(fā)色劑提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的煙花制品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽是通過使相應(yīng)的金屬氫氧化物或金屬硝酸鹽與5-氨基四唑反應(yīng)來獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的煙花制品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽中的金屬選自由I丐、銀、鋇、銅、鉀、鐵、鎂、鋰、鈦、鋪和招組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的煙花制品，其中，所述粘結(jié)劑以在2 20wt%范圍內(nèi)的量存在，所述氧化劑以在I 85wt%范圍內(nèi)的量存在，所述煙火燃料以在20 96wt %范圍內(nèi)的量存在，所述5-氨基四唑的金屬鹽以在2 30wt %范圍內(nèi)的量存在，所有這些量均基于總的煙火組合物，其中，所述粘結(jié)劑、所述氧化劑、所述煙火燃料、以及所述5-氨基四唑的金屬鹽的總量不超過IOOwt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的煙花制品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽以在2 10wt%范圍內(nèi)的量存在，所有這些量均基于總的煙火組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的煙花制品，其中，所述粘結(jié)劑包括硝化纖維素或PVC。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的煙花制品，其中，所述氧化劑選自由硝酸銨、硝酸鋇、氯酸鋇、硝酸鍶、以及硝酸鉀組成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的煙花制品，其中，所述煙火燃料選自由硝化纖維素、纖維素、硝酸纖維素、硝酸胍、阿拉伯膠、赤桉樹膠和蟲膠組成的組。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1-3中任一項(xiàng)所述的煙花制品，其中，所述5-氨基四唑的金屬鹽借助于酸來質(zhì)子化。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的煙花制品，其中，所述酸選自由鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、氫氟酸、硝酸、和氯酸組成的組。
11.權(quán)利要求
2-3中任一項(xiàng)所述的5-氨基四唑的金屬鹽在煙花制品中的用途。
專利摘要
本發(fā)明提供了含氯煙火組合物，其包括粘結(jié)劑、氧化劑、煙火燃料、以及包含5-氨基四唑的金屬鹽的發(fā)色劑。本發(fā)明還涉及包含這樣的煙火組合物的煙花制品。另外，本發(fā)明提供了制備所述發(fā)色劑的方法。
文檔編號(hào)C06C15/00GKCN101679137 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200880012088
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2008年4月16日
發(fā)明者穆爾克·彼得·范羅伊恩, 約翰·弗朗西斯庫(kù)斯·塞文貝爾根, 魯特格爾·韋布 申請(qǐng)人:克里爾斯巴克有限責(zé)任公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),