[发明专利]安全环保烟花复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种安全环保烟花复合材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：改性硝酸纤维素、对苯二甲酸、珍珠岩粉、改性碳素粉、高氯酸钾、氢氧化铝、抗静电丙烯酸树脂、氢氧化钾、苯二甲酸氢钾、安定剂、单基粉、强剂粉和水，其制备方法为：原料准备、制备分散液、制备复合料、烟花发射药成型和灌装，本发明以改性硝酸纤维素、珍珠岩粉和改性碳素粉为主要原料，在燃烧时烟雾发生量及空气残留物极小，目测无烟雾产生，而且其中不含有硫化物，使其燃烧后不具有硫化尾气产生，具有良好的环保性能，同时改性硝酸纤维素、珍珠岩粉和改性碳素粉组合后具有良好的防潮性能，药物稳定，能够长期存储和运输，也保证了生产存储和运输的安全。

技术领域

本发明涉及烟花生产技术领域，具体为一种安全环保烟花复合材料及其制备方法。

背景技术

黑火药或者发射药是生产烟花爆竹的主要是危险性原料，其在生产、储存、运输过程中危险性更大，极容易发生事故，而目前传统生产的烟花爆竹的发射药或者火药成分一般采用一硫，二硝，三木炭的方式。即是硝酸钾为70％以上，硫磺10％，其余为木炭，其在燃烧时会产生大量的黑色烟雾，而且，对安全生产带来具大的隐患。目前实际生产中，烟花发射药一直采用由硝酸钾、木炭和硫磺三种材料组成的黑火药(军工硝)，其在燃烧时会产生大量烟雾，影响烟花的燃放效果，而且在空气中残留大量的碳、硫、钾的氧化物及残渣，严重污染环境。

所以，如何设计一种安全环保烟花复合材料及其制备方法，成为我们当前要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全环保烟花复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种安全环保烟花复合材料，包括以下重量份的原料：改性硝酸纤维素30-35份、对苯二甲酸15-20份、珍珠岩粉5-8份、改性碳素粉3-5份、高氯酸钾3-9份、氢氧化铝8-10份、抗静电丙烯酸树脂8-10份、氢氧化钾6-10份、苯二甲酸氢钾2-4份、安定剂3-5份、单基粉2-4份、强剂粉9-10份和水10-15份。

根据上述技术方案，所述改性硝酸纤维素的配方包括硝酸纤维素及添加剂，添加剂包括光稳定剂、阻燃剂、抗静电剂、着色剂以及分散剂，光稳定剂为2，4-二羟基二苯甲酮，阻燃剂为氢氧化铝，抗静电剂为烷基磺酸钠，着色剂为异吲哚酮，分散剂为十二烷基硫酸钠。

根据上述技术方案，所述抗静电丙烯酸树脂的制备方法为在常温下反应釜内投入正丁醇，升温到90-100度，搅拌均匀，接着投入聚环氧乙烷、聚醚酯酰胺、含季铵盐的甲基丙烯酸酯共聚物和含亲水基的有机硅，搅拌均匀，再匀速滴加乙酰氧基封端的聚烯丙基聚氧乙烯醚与聚甲基含氢硅氧烷、烷醇胺、烷醇酰胺、脂肪酸、脂肪醇和烷基酚，控制在4-5个小时内滴完，滴完后升温到190-220度，保温3-4小时后降温至70-80度投入水，再次降温到40-50度，投入中和剂，搅拌40-50分钟，出料包装得到抗静电丙烯酸树脂。

根据上述技术方案，所述对苯二甲酸的制备方法为以对二甲苯为原料，以醋酸为溶剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，溴化物为促进剂，在10-15MPa和220-240℃的压力和温度条件下，通入压缩空气使其发生氧化反应，对二甲苯氧化成生成粗对苯二甲酸和4-羧基苯甲醛，将粗对苯二甲酸和4-羧基苯甲醛加入到纯水中溶解，在钯催化剂的催化下，通入氢气，在16-19MPa和283-295℃的条件下，使4-羧基苯甲醛还原成甲基苯甲酸，使甲基苯甲酸溶于纯水中，接着再结晶，分离和干燥，将对甲基苯甲酸分离，得到高纯度的纯对苯二甲酸。

根据上述技术方案，所述改性碳素粉包括以下质量百分比组分：活化剂65-85％，分散剂10-16％，表面改性剂1-2％，炭黑2-10％，碳纤维4-6％，苯酐5-15％，香粉2-10％和石墨粉2-10％，按配方1-3的各组分比例称取各原料组分，加入到搅拌机中，以2000-2500r/min的转速下混合均匀，过筛，筛取120目筛下粉末，即制得改性碳素粉。

一种安全环保烟花复合材料的制备方法，包括如下步骤：