本發(fā)明涉及一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料及其應(yīng)用；屬于煙花材料開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

據(jù)研究煙花爆竹在燃放過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物、煙塵及碳粒等，是PM 2.5的主要來(lái)源之一。在當(dāng)今霧霾籠罩的大氛圍下，有專家學(xué)者甚至提議對(duì)煙花爆竹的生產(chǎn)和銷(xiāo)售、消費(fèi)領(lǐng)域采取適當(dāng)環(huán)境經(jīng)濟(jì)手段來(lái)調(diào)控(如征收環(huán)境稅)^[1]，尋找和研究環(huán)保型煙花材料是煙花爆竹研究人員急需解決的問(wèn)題。煙花爆竹中填充的鋸木屑是產(chǎn)生煙霧的重要原因，若采用環(huán)保原料替代鋸木屑，燃放時(shí)出煙量可大大降低^[2]。本發(fā)明中的這種材料耐火、耐高溫，而且可吸附燃放中產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，是一種非常好的環(huán)保型原材料。

煙花爆竹是一種高危行業(yè)，因靜電而引起的藥物爆炸事故，是僅次于機(jī)械和熱引發(fā)的事故次數(shù)^[3]，本發(fā)明中材料可從源頭上減少靜電的產(chǎn)生，讓煙花爆竹生產(chǎn)更安，可在煙花爆竹行業(yè)得以廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]秦海旭,劉海濱,于忠華等.關(guān)于對(duì)煙花爆竹行業(yè)開(kāi)征環(huán)境稅問(wèn)題探討研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2014,39(4):191-194

[2]陽(yáng)光.環(huán)保煙花、科技煙花齊綻放[J].家園科技,2014(1):50

[3]催保欣,郝憲孝.煙花生產(chǎn)與靜電[J].花炮科技與市場(chǎng),2003,10(2):33-34

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能替代煙花中的鋸木屑，能減少煙花燃放中產(chǎn)生的煙霧、能吸附燃放過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，能減少空氣污染且具有較好抗震、耐火、耐摩擦性能的新材料。

本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料，以質(zhì)量百分比計(jì)包括下述組分:

SiO₂ 20％-60％、優(yōu)選為20％-50％、進(jìn)一步優(yōu)選為20-40％；

Al₂O₃ 8％-30％、優(yōu)選為10％-25％、進(jìn)一步優(yōu)選為10-20％；

Fe₂O₃ 1％-25％、優(yōu)選為3％-20％、進(jìn)一步優(yōu)選為10-15％；

MgO 8％-45％、優(yōu)選為10％-40％、進(jìn)一步優(yōu)選為15-40％；

其他組分3-30％、優(yōu)選為5％-25％、進(jìn)一步優(yōu)選為5-20％；其他3-30％；所述其他組分選自CaO、TiO_2.、K₂O、P₂O₅其中的至少一種。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料，其H₂O小于等于0.1％、優(yōu)選為小于等于0.05％、進(jìn)一步優(yōu)選為小于等于0.03％。

作為優(yōu)選方案，本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料，以質(zhì)量百分比計(jì)由下述組分組成：

SiO₂ 20％、Al₂O₃ 10％、Fe₂O₃ 15％、MgO 40％、其他15％，所述其他組分選自CaO、TiO_2.、K₂O、P₂O₅其中的至少一種；

或

SiO₂ 40％、Al₂O₃ 20％、Fe₂O₃ 10％、MgO 15％、其他15％，所述其他組分選自CaO、TiO_2.、K₂O、P₂O₅其中的至少一種。

所述其他組分中，CaO的質(zhì)量百分含量為0.1-99.9％。

所述其他組分中，TiO₂的質(zhì)量百分含量為0.1-99.9％。

所述其他組分中，K₂O的質(zhì)量百分含量為0.1-99.9％。

所述其他組分中，P₂O₅的質(zhì)量百分含量為0.1-99.9％。

本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料，所述材料呈顆粒狀，其粒度為20目-500目、優(yōu)選為100-450目、進(jìn)一步優(yōu)選為200-400目。

本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料的應(yīng)用，包括將其用于替代煙花產(chǎn)品中的鋸木屑。

本發(fā)明一種環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)煙花材料的應(yīng)用，將所述材料用于替代煙花產(chǎn)品中的鋸木屑時(shí)，其用量視所制煙花尺寸大小可適當(dāng)調(diào)整。

有益效果

1、本發(fā)明耐火，耐高溫，可替代煙花爆竹中的鋸木屑，從源頭上減少了由鋸木屑燃燒帶來(lái)的煙霧粉塵，材料為多孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，能夠很大程度減少并吸附煙花爆竹在燃放過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，減少空氣污染物的排放，是一種很好的環(huán)保材料。

2、煙花生產(chǎn)中靜電是一個(gè)非常重要的安全隱患，根據(jù)靜電產(chǎn)生的原理可知，材料的絕緣性越好，越容易產(chǎn)生靜電，本發(fā)明大部分是天然晶體，具有導(dǎo)電性能，不易產(chǎn)生靜電，從源頭上解決了靜電問(wèn)題。

3、煙花爆竹每年因受潮的原因而導(dǎo)致大批產(chǎn)品不合格，損耗大量的人力物力財(cái)力，能夠?qū)ふ业揭环N好的防潮方法或是材料對(duì)煙花行業(yè)如同一場(chǎng)新的革命，本發(fā)明中所述該材料防潮效果好。

4、本發(fā)明所設(shè)計(jì)材料具有抗震、耐摩擦等優(yōu)異性能，同時(shí)其還具有質(zhì)輕、價(jià)廉、物產(chǎn)豐富等優(yōu)勢(shì)，是一種很好的環(huán)保安全經(jīng)濟(jì)材料，可在煙花爆竹中得以廣泛應(yīng)用。

總之，通過(guò)本發(fā)明所設(shè)計(jì)適量組分的協(xié)同作用，使得本發(fā)明所設(shè)計(jì)的材料在具備優(yōu)異的耐火、耐高溫以及吸附性能的同時(shí)，還具備防靜電性能好、防潮效果強(qiáng)、抗震性能優(yōu)異、耐摩擦等優(yōu)點(diǎn)。這有利于促進(jìn)本發(fā)明所設(shè)計(jì)材料在煙花領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

對(duì)比例1

取鋸木屑5.00±0.01g，按照標(biāo)準(zhǔn)QB/T1941.5-94進(jìn)行吸濕性測(cè)定，其所得檢測(cè)值為9.38％。

實(shí)施例1：

將質(zhì)量配比SiO₂(20％)Al₂O₃(10％)Fe₂O₃(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO_2：K₂O：P₂O₅＝1:1:1:1)(15％)。200目數(shù)的該材料與鋸木屑各5.00±0.01克按照標(biāo)準(zhǔn)QB/T1941.5-94進(jìn)行吸濕性的測(cè)定。200目數(shù)的該材料檢測(cè)值為1.47％。

通過(guò)實(shí)施例1和對(duì)比例1可以看出200目的該材料的吸濕率遠(yuǎn)小于鋸木屑的吸濕率，由此說(shuō)明該材料放置在空氣中不易吸潮，其防潮性能較好。

實(shí)施例2

將質(zhì)量配比SiO₂(40％)Al₂O₃(20％)Fe₂O₃(10％)MgO(15％)其他(CaO：TiO_2.＝2:1)(14.97％)、H₂O 0.03％。400目數(shù)的該材料與鋸木屑各5.00±0.01克按照標(biāo)準(zhǔn)QB/T1941.5-94進(jìn)行吸濕性的測(cè)定。400目數(shù)的該材料檢測(cè)值為1.55％。

通過(guò)通過(guò)實(shí)施例2和對(duì)比例1可以看出400目的該材料的吸濕率也遠(yuǎn)小于鋸木屑的吸濕率，其防潮性能優(yōu)于鋸木屑。同時(shí)通過(guò)實(shí)施例2和實(shí)施例1可以看出200目與400目的該材料的吸濕率相差很小，由此說(shuō)明該材料的吸濕性能與其粒度基本無(wú)關(guān)。

實(shí)施例3

將質(zhì)量配比SiO₂(20％)Al₂O₃(10％)Fe₂O₃(15％)MgO(40％)其他(CaO：K₂O：P₂O₅＝1:2:3)(15％)。取該材料0.025±0.005克按照標(biāo)準(zhǔn)QB/T1941.4-94進(jìn)行靜電感度實(shí)驗(yàn)，其靜電感度檢測(cè)值為0。

實(shí)施例4

將質(zhì)量配比SiO₂(20％)Al₂O₃(10％)Fe₂O₃(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO_2：K₂O：P₂O₅＝1.5:2:3:1)(15％)。取該材料0.02±0.005克按照標(biāo)準(zhǔn)AQ/T4123-2014進(jìn)行火焰感度實(shí)驗(yàn)，其火焰感度檢測(cè)值為0。

實(shí)施例5

將質(zhì)量配比SiO₂(20％)Al₂O₃(10％)Fe₂O₃(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO_2.：K₂O：P₂O₅＝8:1:3:5)(15％)。取該材料0.02±0.005克按照標(biāo)準(zhǔn)GJB772A-1997進(jìn)行摩擦感度實(shí)驗(yàn)，其摩擦感度檢測(cè)值為0。

通過(guò)實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5可以看出該材料的安全性能指標(biāo)完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

對(duì)比例2

取鋸木屑2.80±0.01g，按照GB10631-2013制備成筒徑為9mm的吐珠類(lèi)煙花，燃放，觀察其煙霧。其煙霧產(chǎn)生量過(guò)大。

實(shí)施例6

將質(zhì)量配比SiO₂(20％)Al₂O₃(10％)Fe₂O₃(15％)MgO(40％)其他(CaO：TiO_2.：K₂O：P₂O₅＝8:1:3:5)(15％)。200目數(shù)的該材料5.20±0.01g應(yīng)用在吐珠類(lèi)煙花中進(jìn)行燃放效果實(shí)驗(yàn)(吐珠類(lèi)煙花的其他組成與對(duì)比例2完全一致)。燃放，觀察其煙霧。發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的煙霧遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)比例2所產(chǎn)生的煙霧。