本發(fā)明涉及一種復(fù)合含能材料制備方法，特別涉及一種基于低燃溫載體的煙火藥制備方法。
背景技術(shù)：
與單質(zhì)炸藥不同，一般煙火藥是主要由氧化劑顆粒、可燃劑顆粒、粘合劑、功能添加劑組成的半封閉自供氧體系的復(fù)合型含能材料，是不同種材料緊密接觸的多孔性燃燒介質(zhì)。煙火藥組分中的功能添加劑主要包括使火焰著色的染焰劑、加快或緩慢燃速的調(diào)速劑、增強物理化學(xué)安定性的安定劑、降低機械敏感度的鈍感劑以及增強各種煙火效應(yīng)的添加物質(zhì)等。另外，各種功能添加劑需要一個合適的作用溫度，如果煙火藥主要成份燃燒溫度過高，有機性功能添加劑會被炭化，造成特種效應(yīng)效能降低；溫度過低，提供能量不夠，功能添加劑由于膨脹效率低或者是達(dá)不到電子能級躍遷等因素，造成煙火特種效應(yīng)低下。顯然，在保持適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下，功能添加劑越多越好，許多煙火藥的功能添加劑含量甚至已經(jīng)達(dá)到40～60％以上，功能添加劑需要借助煙火藥中氧化劑和可燃劑的燃燒來實現(xiàn)煙火效應(yīng)。但是，一方面煙火藥燃燒自身需要一個較高燃燒溫度平臺，促使金屬顆粒液化和汽化，以及氧化劑的分解等，才能保證穩(wěn)定燃燒；另一方面，大量功能添加劑加入，擴(kuò)散在氧化劑顆粒、可燃劑顆粒之間，阻礙了煙火藥主要成份的燃燒效果，有些甚至不能可靠點燃，造成斷燃等現(xiàn)象。
以上兩個方面說明，煙火藥穩(wěn)定燃燒需要一個溫度平臺，而功能添加劑高效作用需要的溫度平臺并不與煙火藥穩(wěn)定燃燒的平臺匹配。以催淚劑為例，其主要成份cs和辣椒素，需要一個較低的溫度升華到空氣中，就目前而言，氯酸鉀的分解溫度較低，是煙火藥成份中最適合的氧化劑，無論如何，氯酸鉀的分解溫度仍然遠(yuǎn)超出催淚劑的升華溫度，而且安全性已經(jīng)成為非常棘手的問題。另外如人工降雨劑，其中主要成份碘化銀在火焰溫度下最好直接升華到空氣中，而過高的燃溫必然造成分解，失去效能。這些煙火藥(制品)都需要一個低溫可靠燃燒的平臺，使其發(fā)揮最大效能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種基于低燃溫載體的煙火藥制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了其中一種技術(shù)方案：一種低燃溫載體的煙火藥制備方法，包括如下步驟：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點的制作：根據(jù)煙火藥的組成，將提供能量的可燃劑和氧化劑經(jīng)粘結(jié)、造粒；
第二步，將功能添加劑濕混、造粒，造粒后的粒徑與高溫燃燒質(zhì)點的粒徑比控制在1-5:1，將之與高溫燃燒質(zhì)點混合均勻，壓制成型。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了另一種技術(shù)方案：一種低燃溫載體的煙火藥制備方法，包括如下步驟：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點的制作：根據(jù)煙火藥的組成，將可溶性的可燃劑和氧化劑制成共結(jié)晶顆粒；
第二步，將功能添加劑造粒，造粒后的粒徑與高溫燃燒質(zhì)點的粒徑比控制在
1-5:1，將之與高溫燃燒質(zhì)點混合均勻，壓制成型。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了另一種技術(shù)方案：一種低燃溫載體的煙火藥制備方法，包括如下步驟：
第一步，低溫過橋材料制作：根據(jù)煙火藥的組成，以易燃布料、纖維作為骨架，將提供能量的可燃劑和氧化劑制成薄膜；
第二步，將功能添加劑均勻涂覆到薄膜上。
第一步中，將可燃劑和氧化劑制成漿液或溶液，將易燃布料浸漬在所述的漿液或溶液中。
第一步中，將可燃劑和氧化劑制成漿液或溶液，再均勻涂覆于易燃布料表面。
第一步中，將可燃劑、氧化劑和纖維制面團(tuán)，再碾壓成薄膜。
本發(fā)明上述所述三個技術(shù)方案中，采用的氧化劑選自氯酸鉀、高氯酸鉀、聚四氟乙烯、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鈉、硫酸鍶、硫酸銅、六氯乙烷、四氧化三鐵、過氧化鋇、氧化銅、氧化鐵、高氯酸鉀、硝酸銨、高氯酸銨中任意一種或幾種。
本發(fā)明上述所述三個技術(shù)方案中，采用的可燃劑選自鎂粉、鋁粉、鋁鎂合金粉、鋯粉、硅粉、木炭、赤磷、硼粉、三聚氰胺、雙氰胺、鐵氰化鉀、蔗糖、乳糖等中任意一種或幾種。
本發(fā)明上述所述三個技術(shù)方案中，粘結(jié)、造粒工藝中采用的粘合劑選自硝化纖維素、酚醛樹脂、氟橡膠、pvc、丁基橡膠、端羥基聚丁二烯(htpb)、聚乙烯醇、丙綸 原料等中任意一種或幾種。
與現(xiàn)有的煙火藥相比，本發(fā)明具有顯著優(yōu)點：(1)本發(fā)明的低燃溫載體技術(shù)，在高溫燃燒質(zhì)點的微尺度空間內(nèi)燃燒時沒有功能添加劑的干擾，形成了低燃溫火焰載體。(2)本發(fā)明中可解決替代氯酸鉀為主的配方體系，并具有高效的低溫燃燒體系。(3)可使功能添加劑整體含量進(jìn)一步提高。(4)低燃溫載體技術(shù)，劇烈的質(zhì)點燃燒火焰直接將功能添加劑帶入火焰區(qū)，使火焰溫度容易得到理想控制。
具體實施方式
本發(fā)明采用將現(xiàn)有煙火藥配方中氧化劑、可燃劑和粘合劑單獨混合造粒，形成大量預(yù)制高溫燃燒質(zhì)點，而功能添加劑經(jīng)過含能材料包覆或鑲嵌后，分散在高溫燃燒質(zhì)點之間，包覆含能材料的功能添加劑燃燒時起到快速傳火，同時在高溫燃燒質(zhì)點劇烈燃燒時迅速脫離燃燒界面進(jìn)入火焰，形成低燃溫火焰載體。
實施例1：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如酚醛樹脂)，倒入100ml～400ml溶劑中(如酒精)，溶解溫度20℃～90℃，待完全溶解或部分溶解，制得混合膠液→稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)，可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)→將稱取的氧化劑、可燃劑混合膠液中，通過機械攪拌，或超聲，或水浴恒溫使其混合均勻→混好藥劑均勻攤開，揮發(fā)或蒸發(fā)溶劑→造粒→干燥或烘干；第二步，過橋傳火功能添加劑。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如硝化棉)，倒入100ml～400ml溶劑中(如丙酮)，溶解溫度20℃～90℃，待完全溶解或部分溶解，制得混合膠液→稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如5-氨基四氮唑)：功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如辣椒素或cs)→將稱取的功能添加劑、含能材料倒入混合膠液中，通過機械攪拌，或超聲，或水浴恒溫使其混合均勻→混好藥劑均勻攤開，揮發(fā)或蒸發(fā)溶劑→造?！鷿L光→干燥或烘干；第三步，稱取干燥后高溫燃燒質(zhì)點藥劑30g～98g，稱取干燥后過橋傳火功能添加劑2g～70g，混合均勻→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。
實施例2：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)：可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)，稱取粘合劑3g～15g的材料(如酚醛樹脂)→用酒精或丙酮噴濕，反復(fù)過篩，混合均勻；第二步，過橋傳火功能添加劑。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如硝化棉)，稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如5-氨基四氮唑)，功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如辣椒素或cs)→用酒精或丙酮噴濕，反復(fù)過篩，混合均勻；第三步，稱取干燥后高溫燃燒質(zhì)點藥劑30g～98g，稱取干燥后過橋傳火功能添加劑2g～70g，混合均勻→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。
實施例3：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)：可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)，稱取粘合劑3g～15g的材料(如酚醛樹脂)→用酒精或丙酮噴濕，反復(fù)過篩，混合均勻；第二步，過橋傳火功能添加劑。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如硝化棉)，稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如5-氨基四氮唑)，功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如辣椒素或cs)→用酒精或丙酮噴濕，反復(fù)過篩，混合均勻；第三步，稱取干燥后高溫燃燒質(zhì)點藥劑30g～98g，稱取干燥后過橋傳火功能添加劑2g～70g，混合均勻→混好藥劑均勻涂覆在骨架材料(布質(zhì)材料、塑料薄膜)上→擠壓或滾壓，使藥劑均勻壓制在布質(zhì)材料的經(jīng)緯間隙內(nèi)→切割成若干使用單元→干燥或烘干→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，可形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。
實施例4：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點絲條制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑10g～15g的材料(如丁羥膠)→稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)，可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)→將稱取的氧化劑、可燃劑與膠混合均勻，通過機械攪拌→固化或蒸發(fā)溶劑→將藥劑攢成面團(tuán)→擠壓成膜；第二步，過橋傳火功能添加劑絲條制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑10g～ 15g的材料(如丁羥膠)→稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如5-氨基四氮唑)：功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如辣椒素或cs)→將稱取的功能添加劑、含能材料與膠混合均勻→固化或蒸發(fā)溶劑→將藥劑攢成面團(tuán)→擠壓成膜；第三步，取高溫燃燒質(zhì)點薄膜1～5張，取過橋傳火功能添加劑薄膜1張，按照三明治結(jié)構(gòu)疊加→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，或者將藥柱或藥片再次切割成碎片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。
實施例5：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點絲條制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑10g～35g的材料(如丙綸原料)→稱取氧化劑(單種或定量各取，10g～45g，如高氯酸鉀)，可燃劑(單種或定量各取，15g～45g，如鎂粉)→將稱取的氧化劑、可燃劑與膠混合均勻，通過加溫成液體→使用拉絲設(shè)備拉絲；第二步，過橋傳火功能添加劑絲條制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑10g～35g的材料(如丙綸原料)→稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如過氧化鋇)：功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如可膨脹石墨)→將稱取的功能添加劑、含能材料與膠混合均勻，通過加溫成液體→使用拉絲設(shè)備拉絲；第三步，按照高溫燃燒質(zhì)點絲條與過橋傳火功能添加劑絲條1～5：1比例混紡成布，或者是纏繞成繩→將藥片再次切割成碎片，或者集束→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫毫米波發(fā)煙劑)。
實施例6：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點薄膜制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如丁羥膠)→稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)，可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)→將稱取的氧化劑、可燃劑與膠混合均勻，通過機械攪拌→固化或蒸發(fā)溶劑→將藥劑攢成面團(tuán)→擠壓成膜；第二步，過橋傳火功能添加劑。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如硝化棉)，稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如辣椒素或cs)，功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如5-氨基四氮唑)→用酒精或丙酮噴濕，反復(fù)過篩，混合均勻；第三步，取高溫燃燒質(zhì)點薄膜1張，取過橋傳火功能添加劑1g～ 5g，涂覆在高溫燃燒質(zhì)點薄膜上，按照夾層結(jié)構(gòu)再蓋上一層高溫燃燒質(zhì)點薄膜，可多次疊加→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，或者將藥柱或藥片再次切割成碎片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。
實施例7：
第一步，高溫燃燒質(zhì)點制作。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取氧化劑(單種或定量各取，20g～60g，如硝酸鉀)，可燃劑(單種或定量各取，15g～60g，如蔗糖)→倒入100ml～400ml溶劑中(如水)，溶解溫度20℃～90℃，待完全溶解，制得混合溶液→通過蒸發(fā)、干燥、冷凍干燥等工藝手段形成共結(jié)晶顆粒(如硝酸鉀與蔗糖共結(jié)晶產(chǎn)品)；第二步，過橋傳火功能添加劑。稱取材料(以總劑量100g為例)：稱取粘合劑3g～15g的材料(如硝化棉)，倒入100ml～400ml溶劑中(如丙酮)，溶解溫度20℃～90℃，待完全溶解或部分溶解，制得混合膠液→稱取含能材料(單種或定量各取，3g～42g，如5-氨基四氮唑)：功能添加劑(單種或定量各取，55g～95g，如辣椒素或cs)→將稱取的功能添加劑、含能材料倒入混合膠液中，通過機械攪拌，或超聲，或水浴恒溫使其混合均勻→混好藥劑均勻攤開，揮發(fā)或蒸發(fā)溶劑→造粒→滾光→干燥或烘干；第三步，稱取干燥后高溫燃燒質(zhì)點藥劑30g～98g，稱取干燥后過橋傳火功能添加劑2g～70g，混合均勻→模壓成藥柱或若干藥片→將藥柱或藥片集裝在燃燒容器內(nèi)，加裝或涂覆點火藥→點火或拋射(散)點火，形成低燃溫火焰載體(如低燃溫催淚劑)。