[发明专利]一种利用凝胶原位成型制备亮珠的方法

说明书

本发明公开了一种利用凝胶原位成型制备亮珠的方法，以蒸馏水为溶剂，依次加入丙烯酰胺、N,N‑亚甲基丙烯酰胺，过硫酸铵，四甲基乙二胺，搅拌均匀，得到预混液；将黑火药干粉放置于烧饼中，加入一定量的预混液，在防静电慢速搅拌条件下混合，得到浸润的混合物；将浸润的混合物快速填入模具中，室温下进行固化，固化后脱模，烘干得到亮珠，并进一步优化了原料配方。该制备方法能够根据需要制备不同形状的亮珠，且固化时间短且不需要较大的压力、制备安全、制备的亮珠具有密度高、强度大的优点。

技术领域

本申请涉及一种烟花爆竹用的亮珠的制备方法，其具体涉及一种利用凝胶原位成型制备亮珠的方法。

背景技术

亮珠在烟花爆竹领域用于达到特定的燃放效果，其是利用粘结剂将黑火药粉末通过造粒制备成球珠状。出于安全性考虑，亮珠通常通过黑火药干粉在旋转圆盘转动，通过添加粘结剂液体使得干粉具有一定粘性，在圆盘转动中越滚越大，通过对设置粒径筛选装置得到合格的亮珠。但该方法仅能够制备圆形的亮珠，且制备时间较长，通常由于干粉之间具有摩擦而仍存在安全隐患。为了得到更多形状的亮珠，现有技术中也有将湿润的黑火药干粉进行压制，由于有较大的压力存在，其也存在一定的安全隐患。

凝胶注模成型是一种成熟的陶瓷成型技术，其将可聚合成凝胶的单体与陶瓷粉末混合后，通过引发剂引发单体在原位聚合形成凝胶，从而使得陶瓷粉末成型。该方法能够制备形状复杂、成分均匀的陶瓷材料，且不需要较大的压力。刘中玉等(《化工时刊》，第32卷，第6期)借鉴该技术在含能固体颗粒间灌入丙烯酰胺制备了凝胶炸药，但所使用的含能固体颗粒是已经成型的火药，并非原始的黑火药粉末，该含能固体颗粒之间空隙较大，能够采用灌入方式，而且其目的是将含能固体颗粒之间在药筒内粘合，并非以成型为目的，因此，其并没有考虑粘合后的成型物质的效果。

发明内容

本申请在上述现有技术基础上提出一种利用凝胶原位成型制备亮珠的方法，其能够根据需要制备不同形状且不需要较大的压力，固化时间短、制备安全、而且亮珠具有密度高、强度大的优点，具体方案如下：

(1)预混液的配置：以蒸馏水为溶剂，依次加入丙烯酰胺(AM)、N,N-亚甲基丙烯酰胺(MBAM)，过硫酸铵(APS)，四甲基乙二胺(TEMED)，搅拌均匀，得到预混液；

(2)预混液与黑火药干粉混合：将黑火药干粉放置于烧杯中，加入一定量的预混液，在防静电慢速搅拌条件下混合30-60s，得到浸润的混合物；

(3)原位成型：将浸润的混合物快速填入模具中，室温下进行固化，固化后脱模，在30-50℃的条件下烘干24-72h，得到亮珠；

其中，AM、MBAM、APS、TEMED与黑火药干粉的质量比为5:0.3:(0.5-0.7):(0.5-0.7):100，蒸馏水与黑火药干粉的比例为52-64mL：100g。

优选的，在步骤(1)中，预混液中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，PVP与黑火药干粉的质量比为0.1-0.2:100。

优选的，在步骤(2)中，将黑火药干粉放置于烧杯后，再向烧杯中添加Al粉，再加入预混液，Al粉与黑火药干粉的质量比为1-3:100。

本申请的有益效果：

(1)利用凝胶原位成型方法制备了亮珠，该方法在黑火药浸润状态下原位成型，提高了安全性，而且能够根据需求制备不同形状不需要用较大的压力。

(2)本申请对单体、交联剂、引发剂和催化剂与干粉的配方进行了优化，实现了固化时间短，制备产品密度高、强度大，适于大规模生产。

(3)通过筛分发现PVP能够进一步缩短固化时间，进一步提高了生产效率。

(4)引入Al粉，丰富了亮珠的种类和功能，为其他固体种类添加剂的引入提供了借鉴。

具体实施方式