專利名稱:鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑及制備方法。
技術(shù)背景
多年來，炮竹生產(chǎn)大都采用氯酸鉀作為氧化劑，與可燃劑等配成爆響藥劑。氯酸鉀具有易分解釋放氧氣，助燃爆性好，易接火，燃放性能好，成本低等特點(diǎn)，是目前性價(jià)比最優(yōu)的強(qiáng)氧化劑。但由于其分解溫度低而且熱分解過程為放熱反應(yīng)，因此氯酸鉀本身就具有炸藥的特點(diǎn)，特別是硫磺熔點(diǎn)僅119°C，熔化后侵入氯酸鉀晶格使氯酸鉀的熱安定性大降低， 因此氯酸鉀與硫磺的配伍是一種危險(xiǎn)配伍，調(diào)查顯示，煙花炮竹行業(yè)60 %以上的事故都與氯酸鉀有關(guān)，為此國內(nèi)外許多國家都禁用氯酸鉀作煙花炮竹原料。行業(yè)中尋求氯酸鉀代用品成了熱門課題，首選便是用高氯酸鉀，高鉀含氧量高，吸濕小，化學(xué)安定性好，其分解是吸熱反應(yīng)，在安全性能上大大優(yōu)于氯酸鉀，熔點(diǎn)高610°C，氯酸鉀370°C，但與氯酸鉀相比有幾個(gè)缺點(diǎn)1、價(jià)格比氯酸鉀高50%以上，使用成本高；2、其密度比氯酸鉀高50%以上，裝鞭炮藥餅少；3、點(diǎn)火比氯酸鉀難，須用專用引線，又提高了成本，特別是由于難點(diǎn)燃而造成熄引， 使炮竹爆響率下降，甚至達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)。
因此尋求在燃放性能上，成本上與氯酸鉀相當(dāng)，而在安全性上大大優(yōu)于氯酸鉀，甚至優(yōu)于全用高氯酸鉀的安全氧化劑，對(duì)行業(yè)的安全、發(fā)展具有重要意義，近幾年來，出現(xiàn)了很多這方面的專利及成果都在試圖解決這一問題，但由于多種不同原因，或由于價(jià)格成本高，或由于燃放性能不佳，或由于吸濕而造成貯存期內(nèi)性能下降，而未能得到在行業(yè)中普及應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑及制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑的制備方法，其特征在于所述該氧化劑是由以下原料和步驟制成，
所述組成該氧化劑的各原料的重量百配比為
高氯酸鉀50-70份，硝酸鋇20-40份，硫酸鹽1_10份，
金屬氧化物3-10份，密度調(diào)節(jié)劑3-10份；
其中所述的硝酸鋇需要采用表面活性劑對(duì)硝酸鋇進(jìn)行改性；所述的硫酸鹽為硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鉀、硫酸鈣中一種或二種以上的組合；所述的金屬氧化物為氧化銅、氧化鋅、氧化錳一種或二種以上的組合；所述的密度調(diào)節(jié)劑為海泡石、膨脹珍珠巖粉、輕質(zhì)碳酸鈣粉中的一種或二種以上的組合；
所述各步驟依次為
步驟1、原料烘干，除去附著水及結(jié)晶水需要除去吸附著水的原料有硝酸鋇、金屬氧化物、密度調(diào)節(jié)劑，在40-60°C的烘房中烘干，使其含水量低于0. 4% ；需要除去含結(jié)晶
3水的硫酸鹽原料置于密爐及烘箱中進(jìn)行烘烤，在溫度為290-310°C范圍內(nèi)除去結(jié)晶水；
步驟2、預(yù)粉碎將起催化作用的金屬氧化物及硫酸鹽在干燥后，投入小型粉磨機(jī)中單磨或按配方配比混磨，細(xì)度要求為小于或等于325目，則出料裝袋備用；
步驟3、硝酸鋇改性處理將烘干后的硝酸鋇及占硝酸鋇總量0. 1-0. 15%的專表面活性劑投入混合球磨機(jī)中，混磨5-10分鐘，利用機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)使其在硝酸鋇表面均勻生成附著薄膜層，達(dá)到改性處理的目的，改性完成后不出料，進(jìn)行一下步混合操作；
其表面活性劑是由硬脂酸胺與磷酸按1 1.2重量比混合，通過反應(yīng)釜在溫度為 70-80°C范圍內(nèi)反應(yīng)而成的含固態(tài)醇及固態(tài)胺的反應(yīng)生成物；
步驟4、混合將高氯酸鉀、原己烘干、預(yù)粉碎的硫酸鹽及金屬氧化物和密度調(diào)節(jié)劑按其重量配比投入步驟3中的混合球磨機(jī)內(nèi)與改性處理的硝酸鋇進(jìn)行混磨，混磨時(shí)間為 15-20分鐘，混合均勻且細(xì)度要求為小于或等于200目，即可裝包出料；即成鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑。
本發(fā)明所述的制備方法中的步驟3和步驟4是在同一設(shè)備內(nèi)完成，其混合球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程不能加溫，環(huán)境溫度超過30°C，須在混合球磨機(jī)夾層通道中通冷卻水降溫。
按本發(fā)明所述的方法制備的鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑。
本發(fā)明的技木要點(diǎn)是綜合高氯酸鉀含氧量高與硝酸鋇價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，以高氯酸鉀為主氧化劑，硝酸鋇為輔助氧化劑，硫酸鹽與金屬氧化物為催化劑，通過表面活性劑改性來解決硝酸鋇易吸濕結(jié)塊的缺點(diǎn)，通過用硫酸鹽及金屬氧化物作催化劑來彌補(bǔ)高氯酸鹽難接火的缺點(diǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)得到最佳的配比效果。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、安全性能好，撞擊磨擦感度均低于 20 %，原因在于上述原料的穩(wěn)定性都較好，催化劑也只是在引線點(diǎn)火后才會(huì)發(fā)生反應(yīng)；2、催化劑與煙火藥中的還原劑反應(yīng)后溫度迅速提到極高，從而能順利引爆高燃點(diǎn)的高氯酸鉀及硝酸鋇，從而解決了以前的高氯酸鉀鞭炮點(diǎn)火難，需專用引線的問題；3、加入密度調(diào)節(jié)劑后，能調(diào)節(jié)密度，保持疏松，維持藥物中的氣隙及燃燒擴(kuò)散反應(yīng)通道，能保證混合均勻，使得復(fù)合氧化劑密度適中便于裝餅；4、金屬氧化物與硫酸鹽起著催化劑及分散劑的作用，而活性劑與硝酸鋇一同粉磨可在硝酸鋇表面附著極薄一層膜，從而分散、降低硝酸鹽的吸濕率， 保持產(chǎn)品在貯存期內(nèi)不變質(zhì)，不失效。5、燃放效果好，燒成率、碎紙率、聲響強(qiáng)級(jí)均可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，吸濕率低，產(chǎn)品貯存性好，不結(jié)塊。6、成本比純高氯酸鉀便宜20% ；7、制備方法簡單安全，設(shè)備低轉(zhuǎn)速，容易維護(hù)。
四具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑是由以下原料和步驟制成，
所述的組成該氧化劑的各原料的重量百配比為
高氯酸鉀55份、硝酸鋇30份、金屬氧化物9份、
硫酸鹽1份、密度調(diào)節(jié)劑5份；
所述的各步驟依次為
1、原料烘干，除去附著水及結(jié)晶水(1)將硝酸鋇、金屬氧化物、密度調(diào)節(jié)劑置于 40-60°C的烘房中烘干，其含水量在0.4%以下；(2)將含結(jié)晶水的硫酸鹽置于烘箱或窯爐，在溫度為300°C左右，烘烤時(shí)間為2小時(shí)，除去結(jié)晶水；上述原料烘干后，均自然冷卻至室
2、預(yù)粉碎單料(或雙料)粉磨，將起催化作用的金屬氧化物及硫酸鹽在干燥后， 投入小型粉磨機(jī)中單磨或按配方配比混磨，粉磨10-20分鐘，細(xì)度要求為小于或等于325 目，則出料裝袋備用；
3、硝酸鋇改性處理硝酸鋇改性將烘干后的硝酸鋇30份及占硝酸鋇總量的 0. 1-0. 15%表面活性劑(0. 3-0. 45份)投入混合磨機(jī)中運(yùn)行5_10分鐘，利用機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)使其在硝酸鋇表面均勻生成附著薄膜層，實(shí)現(xiàn)硝酸鋇改性，改性完成后不出料，進(jìn)行一下步混合操作；
4、混合再將高氯酸鉀55份、己烘干、預(yù)粉碎的硫酸鹽1份及金屬氧化物9份和密度調(diào)節(jié)劑5份的重量配比投入步驟3中的混合球磨機(jī)內(nèi)與改性處理的硝酸鋇進(jìn)行混磨，混磨時(shí)間為15-20分鐘，混合均勻且細(xì)度要求為小于或等于200目，即可裝包出料即成鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑。
實(shí)施例二
鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑是由以下原料和步驟制成，
所述的組成該氧化劑的各原料的重量百配比為
高氯酸鉀67份、硝酸鋇23份、金屬氧化物4份、硫酸鹽2份、密度調(diào)節(jié)劑的重量4 份；
其制備工藝步驟與實(shí)施例一相同。
權(quán)利要求
1.一種鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑的制備方法，其特征在于所述的該氧化劑是由以下原料和步驟制成，所述的組成該氧化劑的各原料的重量配比為高氯酸鉀50-70份，硝酸鋇20-40份，硫酸鹽1-10份，金屬氧化物3_10份，密度調(diào)節(jié)劑 3-10 份；其中所述的硝酸鋇需要采用表面活性劑對(duì)硝酸鋇進(jìn)行改性；所述的硫酸鹽為硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鉀、硫酸鈣中一種或二種以上的組合；所述的金屬氧化物為氧化銅、氧化鋅、氧化錳一種或二種以上的組合；所述的密度調(diào)節(jié)劑為海泡石、膨脹珍珠巖粉、輕質(zhì)碳酸鈣粉中的一種或二種以上的組合； 所述的各步驟依次為步驟1、原料烘干，除去附著水及結(jié)晶水需要除去吸附著水的原料有硝酸鋇、金屬氧化物、密度調(diào)節(jié)劑，在40-60°C的烘房中烘干，使其含水量低于0. 4% ；需要除去含結(jié)晶水的硫酸鹽原料置于密爐及烘箱中進(jìn)行烘烤，在溫度為四0-3101范圍內(nèi)除去結(jié)晶水；步驟2、預(yù)粉碎將起催化作用的金屬氧化物及硫酸鹽在干燥后，投入小型粉磨機(jī)中單磨或按配方配比混磨，細(xì)度要求為小于或等于325目，則出料裝袋備用；步驟3、硝酸鋇改性處理將烘干后的硝酸鋇及占硝酸鋇總量0. 1-0. 15%的表面活性劑投入混合球磨機(jī)中，混磨5-10分鐘，利用機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)使其在硝酸鋇表面均勻生成附著薄膜層，達(dá)到改性處理的目的，改性完成后不出料，進(jìn)行一下步混合操作；其表面活性劑是由硬脂酸胺與磷酸按1 1.2重量比混合，通過反應(yīng)釜在溫度為 70-80°C范圍內(nèi)反應(yīng)而成的含固態(tài)醇及固態(tài)胺的反應(yīng)生成物；步驟4、混合將高氯酸鉀、原己烘干、預(yù)粉碎的硫酸鹽及金屬氧化物和密度調(diào)節(jié)劑按其重量配比投入步驟3中的混合球磨機(jī)內(nèi)與改性處理的硝酸鋇進(jìn)行混磨，混磨時(shí)間為 15-20分鐘，混合均勻且細(xì)度要求為小于或等于200目，即可裝包出料即成鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑，所述的步驟3和步驟4在同一設(shè)備內(nèi)完成，混合球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程不能加溫， 環(huán)境溫度超過30°C，須在混合球磨機(jī)夾層通道中通冷卻水降溫。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法制備的鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種鞭炮用含改性硝酸鋇的氧化劑及制作方法，該氧化劑由以下原料和步驟制成，氧化劑的各原料為高氯酸鉀、硝酸鋇、硫酸鹽、金屬氧化物和密度調(diào)節(jié)劑；步驟包括烘干、粉碎、硝酸鋇改性和混合等步驟制成本氧化劑。本發(fā)明采用表面活性劑對(duì)硝酸鋇進(jìn)行表面改性，解決了含硝酸鋇產(chǎn)品的長貯問題及硝鹽與固引劑反應(yīng)問題；另外本產(chǎn)品中加入了起催化作用的硫酸鹽及金屬氧化物。本發(fā)明中不含氯酸鉀及其他禁用材料，制備方法簡單安全，設(shè)備低轉(zhuǎn)速，容易維護(hù)。安全性好，撞擊磨擦感度均小于20％；比純高氯酸鉀成本低，吸濕率低，貯存性好，不結(jié)塊，燃放效果好，燒成率、爆響率、碎紙率、聲級(jí)值經(jīng)測試均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C06B33/14GKCN101696143 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910309229
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年11月3日
發(fā)明者劉天水, 周遠(yuǎn)國, 湯振軍, 郭子庭 申請(qǐng)人:湖南協(xié)力同樂煙火材料科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan