[发明专利]一种多层次孔结构模块化无烟烟花发射药及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烟花发射药技术，特别是一种多层次孔结构的模块化无烟烟花发射药。

背景技术

黑火药是应用了数百年的传统的烟花发射药，由于在烟花燃放过程中产生大量的烟雾和污染性气体，近年来研究烟雾量更小的环保型烟花发射药得到重视，以退役的无烟火药为原料经过球形化工艺得到的具有微孔结构的微气孔发射药，进一步经过粘接和模压方法制得模块化无烟烟花发射药，由于其表观燃烧速度可以在很宽的范围内调节，在大多数烟花品种上取得较好的发射效果，综合性能达到或超过黑火药的水平。但是把颗粒状的微气孔发射药制备成模块化发射药后，燃烧火焰的传播首先是在发射药药柱表面进行，药柱燃烧过程的渐增性还不够高，弹头在发射筒内运动过程中药块的能量利用率还有待提高，烟花成品发射高度的稳定性或一致性还不够好。此外，当药柱的直径较大时，烘干所需的时间较长，药柱中心的水分或溶剂残留量较大，可能导致药柱燃烧性能变差，最终影响烟花制品的燃放效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种多层次孔结构模块化无烟烟花发射药及其制备方法，从而进一步提高烟花制品发射装药的能量利用率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多层次孔结构的模块化无烟烟花发射药，包括颗粒状微气孔烟花药、点火性能增强剂、有机粘合剂，上述成分的质量百分比为：颗粒状微气孔烟花药为82％-99％，点火性能增强剂为0-10％，有机粘合剂为0.2-10％；所述颗粒状微气孔烟花药包括硝化棉、安定剂、增塑剂，上述成分的质量百分比为：硝化棉为50-99％、安定剂为0.3-2.0％、增塑剂为0-50％；所述颗粒状微气孔烟花药堆积密度为0.1g/cm³-0.6g/cm³，粒径范围为0.1mm-5.0mm，表面和内部具有孔隙，所述孔隙的孔径范围为0.01-500μm；所述模块化无烟烟花发射药整体为圆柱体状，该圆柱体药块上沿圆柱体轴向设置一个以上的传火通孔。

一种多层次孔结构的模块化无烟烟花发射药的制备方法，包含以下步骤：

步骤1、制备颗粒状微气孔烟花药；

步骤2、将上述颗粒状微气孔烟花药、点火性能增强剂和有机粘合剂的溶液或溶胶混合，然后将混合好的物料用模压的方法制备成带传火通孔的块状固体，烘干后得到多层次孔结构的模块化无烟烟花发射药。

本发明的技术原理是把颗粒状微孔烟花药本身具有的渐增燃烧特性与多孔型药柱结构燃烧面具有的渐增特性的有机结合，得到燃烧渐增性更高的的模块发射药，根据内弹道学的基本原理可知，提高发射装药的燃烧渐增性可以显著提高发射药的能量利用率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1)带传火孔的模块化无烟烟花发射药与无传火孔的模块化发射药相比，增大了初始燃烧面积，减少发射药燃烧时间，使得烟花成品稳定性和一致性更好；2)这种发射药块具有更加显著的渐增燃烧特性，可以进一步提高发射药的能量利用率，可以明显减少发射药的装药量；3)由于传火孔是通过模压方法形成的，仅仅是模具结构的改变，没有增加任何多余的工艺过程，制造成本也基本没有变化，而发射的效果则大幅度提升；4)将颗粒状微气孔烟花药粘接成带有传火孔的圆柱形块状固体，可以避免发射过程产生残药。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明由颗粒状微气孔烟花药粘接而成的一种带七个传火通孔的多层次孔结构的模块化无烟烟花发射药的示意图。

图2为本发明多层次孔结构模块化无烟烟花药的局部切片显微放大图。

具体实施方式