[发明专利]一种氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药及其制备方法，包括：高分子氟聚物、活性还原剂、促爆剂、粘结剂和减尘剂。由以下重量份配比和粒径的组分组成：高分子氟聚物20～75份，粒径50～400μm；活性还原剂8～47份，粒径10～75μm；促爆剂5～35份，粒径10～120μm；减尘剂0.5～15份；粘结剂0.5～5份。本发明优点在于：取缔了传统的黑火药组分中硝酸钾、硫磺等对环境极其有害且感度较高的物质。所得产品具有无硫无氮、微烟、对环境友好、机械感度低、安全性高等优势，可广泛应用于烟花爆竹用开爆药生产中。

技术领域

本发明涉及烟花爆竹生产技术领域，特别涉及一种氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药及其制备方法。

背景技术

在烟花爆竹生产中，黑火药是重要的原材料之一。黑火药由硝酸钾(氧化剂)、木炭(还原剂)和硫磺(可燃剂)三种成分混合而成，优点是价格低、操作安全、便于制造。但是，黑火药在燃烧时会产生大量黑色烟雾，影响烟花的燃放效果，而且燃烧不完全，残留物中会有大量的炭、硫、钾的氧化物及固体残渣，严重污染环境。在安全性方面，黑火药的机械感度较大，受到较强的冲击或摩擦时，即可发火或爆炸，因此，在生产和运输过程中安全性低，对人的生命和财产带来极大危险。

高分子氟聚物具有较好的热稳定性能(分解温度一般在400℃以上)、抗老化性能、化学稳定性，与金属粉反应生成的氟化物的生成热相比氧化物的要大，可释放大量的热(爆热可达2150kcal/kg)。同时，高分子氟聚物与烟火药剂常用的可燃剂、添加剂等物质具有较好的相容性，有优良的长贮性能，且应用于烟火药等含能材料中具有较好的成型性。此外，高分子氟聚物/活性金属粉的燃烧产物为碳和氟化物颗粒，不产生硫氧化物和氮氧化物等有毒有害气体，对环境友好。在安全方面，高分子氟聚物/活性金属粉表现出对机械冲击和热作用明显的钝感，因此在生产和运输过程中安全性高。基于上述颠覆性优势，高分子氟聚物/活性金属粉可应用于烟花爆竹生产中，有望彻底取代黑火药。

高分子氟聚物基安全环保开爆药的基本原理是高分子氟聚物和活性金属之间的剧烈氧化还原反应，瞬间对外释放3000℃以上的高温，对空气进行膨胀做功。反应的副产物也会形成一定量的碳粉，一方面影响了烟花燃放的视觉效果，另一方面造成了一定程度的颗粒排放。针对上述问题，开发具有减碳设计的安全环保烟花开爆药具有十分重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药及其制备方法。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高分子氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药，包括：高分子氟聚物、活性还原剂、促爆剂、粘结剂和减尘剂。

由以下重量份配比和粒径的组分组成：

高分子氟聚物20～75份，粒径50～400μm；活性还原剂8～47份，粒径10～75μm；促爆剂5～35份，粒径10～120μm；减尘剂0.5～15份；粘结剂0.5～5份。

作为优选，减尘剂为高沸点脱碳氧化物，具体为：二氧化硅或二氧化锰。

作为优选，粘结剂为：氟橡胶、聚氨酯弹性体、聚醋酸丁酸纤维素、硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂的其中一种。

作为优选，促爆剂为：高氯酸铅、高氯酸钾、氯酸钾、高锰酸钾的其中一种。

本发明还公开了一种氟聚物基微烟安全环保烟花开爆药的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将粘结剂加入乙酸乙酯中，搅拌均匀，并在惰性气氛保护下，将活性还原剂分散到溶液中，浸泡2h，过滤干燥，得到粘结剂包覆的活性还原剂；

步骤二：将高分子氟聚物、促爆剂和减尘剂加入到步骤一所得的分散液中，搅拌均匀，得到浆料；

步骤三：将步骤二得到的浆料通过造粒机进行挤出造粒，并将颗粒进行干燥，得到最终产品。