[发明专利]一种烟火药氧化剂

说明书

技术领域

本发明属于烟火原材料技术领域，特别是一种价格低廉、安全性高反应活性大、以硝酸钡为主体的烟火药氧化剂。 

背景技术

硝酸钡作为高危险性氧化剂氯酸钾的替代品，因其来源广泛、价格低廉、本质安全等优点，在烟火技术领域得到广泛应用。但是普通的硝酸钡材料熔点高、热分解吸热量大、密度大。其熔点高则热分解起始温度高，药剂的燃烧反应需要提供更高的点火能量刺激，导致点火困难；热分解吸热量大则使烟火药剂总体反应速度慢，燃烧状态传递不稳定，易出现熄火、断火现象；密度大则影响产品装药。 

为充分利用硝酸钡的本质安全性并有效提高其反应活性，业界在对硝酸钡的轻质化改性和提高其反应活性的活性剂方面进行了大量探索。 

中国发明专利“鞭炮氧化剂”（申请号03118270.4，公开日：2003.11.12）公开的鞭炮氧化剂含有10%-80%的高氯酸钾、5%-50%的硝酸钡、5%-50%的硝酸钾、1%-5%的珍珠岩粉。中国发明专利“鞭炮安全氧化剂”（申请号200410016899.2，公开日：2005-01-05）公开的氧化剂含有3%-30%的高氯酸钾、10%-40%的硝酸钡、1%-10%的珍珠岩粉。中国发明专利“烟花爆竹复合型氧化剂”（申请号201010537635.7，公开日：2011-04-27）公开的氧化剂含有高氯酸钾:20-80份,硝酸盐:30-100份,高锰酸钾:1-2份,珍珠岩粉:10-20份；：所述硝酸盐为硝酸钾或硝酸钠或硝酸钙或硝酸铈或硝酸钡。中国发明专利“一种花炮复合氧化剂”（申请号200910020937.4，公开日：2009-07-08）公开的氧化剂含有高氯酸钾20-55％，硝酸钡40-65％，单基粉1-10％，氧化铁2-8％。中国发明专利“安全型复合氧化剂”（申请号03118382.4，公开日：2003-10-22）中，氧化剂含有硝酸钾、硝酸钡、高氯酸钾、聚乙烯树酯，各组成成份的重量百分含量比为：硝酸钾∶硝酸钡∶高氯酸钾∶聚乙烯树酯＝40％-50％∶40-50％∶5-10％∶5-10％。以上各专利中，氧化剂的价格成本较纯高氯酸钾低，但由于其中的硝酸钡均为普通工业原料，并没有进行提高反应活性的“活化”材料改性处理，故其应用性能也较纯高氯酸钾氧化剂降低，配制为爆竹或其它花炮产品时燃放效果有所下降。 

此外，在专利“二元体系烟火药氧化剂”（申请号201010209388.8，公开日：2010-10-27）中，氧化剂以硝酸钡和高氯酸钾为原料，高氯酸钾与硝酸钡的摩尔比为1∶ 1～3，采用溶剂与非溶剂的方法对原料进行重结晶，由于其中的加入的非溶剂为无水乙醇，故生产成本较高。 

对于硝酸钡的轻质化改性，中国发明专利“一种花炮氧化剂硝酸钡的轻质化改性方法”（申请号：201010129564.7，公开日：2011.09.28）公开了采用碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、硝酸铵中的一种或两种或两种以上的混合物作为无机发泡剂，在降低硝酸钡的密度的同时提高硝酸钡的反应活性的轻质化改性方法，在降低密度的同时,还能够促进硝酸钡的反应活性。 

但该方法仍存在不足：如果采用碳酸铵与碳酸氢铵作为发泡剂，则产物中将混有较多不参与反应的碳酸钡杂质，使燃放效果降低；如果采用硝酸铵作为发泡剂，由于硝酸铵易爆，工艺危险性将增加；如果全部采用草酸铵作为发泡剂，虽然工艺危险性不大，但由于发泡剂完全消耗而不体现在产物中，将大幅度增加生产成本。 

对于提高硝酸钡反应活性的活性剂，中国发明专利“一种提高花炮氧化剂硝酸钡反应活性的活性剂”（申请号：201010129581.0，公开日：2011.09.28）中，采用三氧化二铁、氧化锡、氧化亚锡、氧化镍、氧化钴、氧化亚铜、氧化铜等材料中的至少一种作为提高花炮氧化剂硝酸钡反应活性的活性剂，可以降低硝酸钡的热分解温度、提高硝酸钡的反应活性，同时,活化后的硝酸钡储运安全。 

但还存在如下不足：①由于所选用的活性剂种类较少，在价格选择、产地选择、规格选择等方面受限；②活性剂为粒度100目～200目左右的工业原料，颗粒较大，不利于催化性能充分发挥；③活性剂的用量为硝酸钡质量的0.01%～5%，与主体材料硝酸钡相比，体积太小，不利于活性剂与硝酸钡的均匀混合，影响其混制的烟火药的燃烧稳定性。 

综上所述，现有技术存在的问题是：对烟火药氧化剂硝酸钡的材料改性，不能同时满足生产工艺安全性高、价格成本低、产品反应活性大的工程化应用要求。 

发明内容