一种烟花爆竹用抗结块氧化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烟花爆竹用抗结块氧化剂及其制备方法，该氧化剂包含高氯酸钾和硝酸钡氧化组分，以及气相二氧化硅与酒石酸和/或酒石酸钾钠添加剂组分。氧化剂的制备方法是：将高氯酸钾、硝酸钡、气相二氧化硅及酒石酸和/或酒石酸钾钠置于粉碎机中，进行粉碎及混合，粉碎至混合物料粒度≤400目，即得；该氧化剂储存过程不易结块、稳定性好，且能用于制备爆响度好、接火能力强、烧成率高、热稳定性好、吸湿率、摩擦感度、撞击感度等均能达到国家标准《烟花爆竹安全与质量》的要求，应用前景好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟花爆竹用抗结块氧化剂及其制备方法，属于烟花爆竹制造领域。
技术介绍
《烟花爆竹安全与质量》GB10631-2013实施以来，因高氯酸钾的安全性和储存稳定性能好，现在国内生产爆竹所用的氧化剂均为高氯酸钾。然而，高氯酸钾的生产工艺均采用氯酸钾二次电解的方法，每生产一吨高氯酸钾需要八千多度电，消耗大量的电能和钾资源，使得高氯酸钾的成本较高，每吨价格高达近万元，造成烟花爆竹企业的生产成本较高。此外，高氯酸钾在储存过程中容易结块，增加烟花爆竹的生产难度，给产品质量带来影响。因此找到能部分替代高氯酸钾，具有既不结块又不影响效能，且成本较低的氧化剂，是当前研究的重点和方向。目前，少数企业利用高氯酸钾、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钡等原材料混合制成复合氧化剂、晶格组合氧化剂等，一些研发机构制备出来添加催化剂的复合氧化剂等，但这些氧化剂在燃放性能、贮存安定性、结块性等方面存在着一定缺陷。造成不足的原因可能是高氯酸钾与硝酸盐类之间的分解温度差异性较大，将其混合后会影响放氧速率，进而影响烟花爆竹的燃放效果。此外，由此种氧化剂生产的爆竹产品贮存一段时间后，爆响度降低，接火能力下降，烧成率达不到要求。因此这类复合氧化剂得不到企业的认可。
技术实现思路
针对现有的烟花爆竹用氧化剂存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种储存过程不易结块、稳定性好，且能用于制备爆响度好、接火能力强、烧成率高、热稳定性好、吸湿率、摩擦感度、撞击感度等均能达到国家标准要求的烟花爆竹的氧化剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种过程简单、成本低制备所述氧化剂的方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种烟花爆竹用抗结块氧化剂，该氧化剂包含高氯酸钾和硝酸钡氧化组分，以及气相二氧化硅与酒石酸和/或酒石酸钾钠添加剂组分。优选的方案，氧化组分中高氯酸钾和硝酸钡按质量百分比(1％～40％):(60％～99％)组成；较优选为按质量百分比(5％～15％):(85％～95％)组成；最优选为按质量百分比10％:90％组成。优选的方案，气相二氧化硅为氧化组分质量(高氯酸钾和硝酸钡总质量)的0.5～5％，较优选为0.5～2％。优选的方案，酒石酸和/或酒石酸钾钠为氧化组分质量的0.5～5％，较优选为0.5～2％。本专利技术还提供了一种制备所述的烟花爆竹用抗结块氧化剂的方法，该方法是将高氯酸钾、硝酸钡、气相二氧化硅及酒石酸和/或酒石酸钾钠置于粉碎机中，进行粉碎及混合，粉碎至混合物料粒度≤400目，即得。优选的方案，粉碎时间为15分钟以上。优选的方案，粉碎过程中加入玫瑰红作为指示剂，以混合物料颜色均匀判断为混合均匀。玫瑰红的质量百分比含量不大于0.01％。相对现有技术，本专利技术技术方案带来的技术优势：(1)本专利技术的氧化剂具有放氧温度低、速率快，能改善烟花燃放效果的特点。常规的氧化剂如高氯酸钾分解温度高于610℃，而硝酸钡的分解温度高于590℃，两者分解温度差异性较大，将其混合后会影响放氧速率，从而影响了烟花爆竹的燃放效果。而在本专利技术的氧化剂配方中通过采用了酒石酸钾钠或酒石酸等添加剂，能有效降低高氯酸钾中Cl-O和硝酸盐类中N-O的化学键能，较大程度下降低了高氯酸钾及硝酸钡的分解温度，特别是对Cl-O键能降低较大，使高氯酸钾和硝酸钡分解温度差异缩小，使其更加适合于烟火效应，能改善烟花燃放效果。从气体产物压力与时间的关系可以证明它的有效性。根据联合国《关于危险货物运输的建议书测试与标准手册》相关标准规定，当气体产物压力由0.69MPa(690千帕)上升至2.07MPa(2070千帕)所需时间≤5ms时即为爆竹白色炸药，采用本专利技术氧化剂生产的爆竹药经测定其时间为1.58ms，符合标准要求，由它生产的爆竹品质得到显著提高。(2)本专利技术的氧化剂能用于制备稳定性好、安全性高的烟花爆竹。氧化剂中的酒石酸盐或酒石酸钾钠对烟花爆竹药剂中的酸碱成分起到配位效应，对酸碱物质起到缓冲作用。特别是在药剂粉粹过程和机械混合过程中由分子间作用力上升成为化学键作用力，提高了药剂的安定性，抑制了长期贮存的副反应，提升了储存性能。(3)本专利技术的氧化剂能长期储存，不结块，不变质。一般氧化剂粒度越小，用于烟花爆竹时，效果越显著，但是氧化剂颗粒越小，其储存过程越容易结块，不利于长期保存，容易变质。本专利技术的氧化剂配方通过采用气相二氧化硅，有效地解决了氧化剂不能长期保存的问题，气相二氧化硅一方面能减少颗粒之间的相互作用，增加了物质之间的流散性，大大减少了结块的几率，氧化剂粒度≤800目可以长期保存，另一方面，气相二氧化硅能及时吸附少量水分等，保持氧化剂干燥，提高了氧化剂储存稳定性，防止其变质。(4)本专利技术的氧化剂可以制备爆响度好、接火能力强、烧成率高、热稳定性好、吸湿率、摩擦感度、撞击感度等均能达到国家标准要求的烟花爆竹。(5)本专利技术的氧化剂制备过程中使用了玫瑰红，可直观判断药剂混合的均匀性。(6)本专利技术的氧化剂生产成本低。氧化剂采用廉价的硝酸钡主要原料替换大部分价格较贵的高氯酸钾，每吨产品可以降低成本5000元左右；同时，工艺简单化，生产一吨本专利技术的氧化剂可以节电4500度，具有较大的经济效应和社会效益。具体实施方式以下结合实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而非限制本专利技术权利要求保护范围。实施例1将质量百分比高氯酸钾10％，硝酸钡90％组成的混合物，外加占混合物总质量0.5％的酒石酸钾钠和0.5％的气相二氧化硅，以及添加原料0.009％的玫瑰红，置于粉碎机中，进行粉碎及混合20min左右，粉碎至混合物料粒度≤400目，以混合物料颜色均匀判断为混合均匀，得到氧化剂。最后将氧化剂与可燃剂1:1混合物组成烟花爆竹药剂，生产爆竹。爆竹依据SN/T0306.4-2006、GB10631-2013、联合国标准等，经过检测得出：爆响率达到95％以上；烧成率达到98％以上；声级：声级值≤120dB(最大声级值118.6dB，最小声级值112.3dB，平均声级值116.9dB)；气体产物压力从0.69MPa上升至2.07MPa的时间为1.58ms；烟火药的pH值在5～9范围内；烟火药水分≤1.5％；烟火药吸湿率≤2.0％；烟火药热安定性为在75℃±2℃、48h条件下，无肉眼可见分解现象，且燃烧效果无改变；烟火药撞击感度(≤50％)：4％；烟火药摩擦感度(≤60％)：22％；着火温度为(180℃以上)：225.2℃；高氯酸钾市场价9200元/吨，硝酸钡3500元/吨，配合物和气相二氧化硅用量少，成本忽略不计，那么生产一吨本专利技术氧化剂需要的费用：高氯酸钾：9200×10％＝920(元)；硝酸钡：3500×90％＝3150(元)；其他生产成本：800元；总计成本：4150元；经济效益：9200-4150＝5050(元)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：包含高氯酸钾和硝酸钡氧化组分，以及气相二氧化硅与酒石酸和/或酒石酸钾钠添加剂组分。

【技术特征摘要】
1.一种烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：包含高氯酸钾和硝酸钡氧化组分，以及气相二氧化硅与酒石酸和/或酒石酸钾钠添加剂组分。2.根据权利要求1所述的烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：所述的氧化组分中高氯酸钾和硝酸钡的质量百分比组成为(1％～40％):(60％～99％)。3.根据权利要求2所述的烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：所述的氧化组分中高氯酸钾和硝酸钡的质量百分比组成为(5％～15％):(85％～95％)。4.根据权利要求1所述的烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：所述的气相二氧化硅为氧化组分质量的0.5～5％。5.根据权利要求4所述的烟花爆竹用抗结块氧化剂，其特征在于：所述的气相二氧化硅为氧化组分质量的0.5～2％。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉明，李娟，李高峰，
申请(专利权)人：杨吉明，
类型：发明
国别省市：湖南;43