Пиротехнический состав цветного огня

Авторы патента:

C06B33/14 - из которых по меньшей мере одно является неорганической солью азоткислородной кислоты

Владельцы патента RU 2460711:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к производству фейерверочных и сигнальных изделий. Пиротехнический состав цветного огня, содержащий, мас.%: магний - 15-20, нитрат стронция или бария - 54-64, порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм - 10-15, хлорпарафин с молекулярной массой 1100 - 10-15, технологическую добавку - остальное. Изобретение позволяет увеличить удельную силу света без ухудшения цвета пламени в 2-3,7 раза, повысить технологичность приготовления состава за счет исключения использования растворителя и уменьшения давления его прессования в 2,5-3,6 раза, позволяющие сократить энергозатраты и время технологического процесса. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к разработке и производству фейерверочных и сигнальных изделий.

Известны составы цветных огней с использованием фенолформальдегидных смол, которые выполняют роль связующих и технологических добавок. Они содержат следующие компоненты, мас.%: нитрат стронция (в случае красного огня) или бария (в случае зеленого огня) - 63-69, магний - 12-16, связующее - 5-7, хлорсодержащий компонент - 12-16 и спирт этиловый (сверх 100%) - 3-5, в котором в качестве связующего он содержит фенолформальдегидную смолу СФ-0112А, в качестве хлорсодержащего компонента содержит гексахлорбензол [см. Учеб. пособие / Ф.П.Мадякин, Н.А.Тихонова, О.Ф. Тютюнник. Сигнальные и фейерверочные составы и изделия: Изд-во Казанского государственного технологического университета, г.Казань, 2005. - с.46].

Такие составы цветных огней обладают невысокой силой света, низкой зрелищностью из-за того, что нет мягких и быстрых переходов цветов, наблюдается высокая задымленность, а также за счет неравномерности сгорания пироэлементов происходит «размазывание» картин при показах фейерверков. Кроме этого, переработка таких составов в пироэлементы возможна только малопроизводительным методом глухого прессования.

Наиболее близким по технической сущности является пиротехнический состав цветного огня, содержащий магний, нитрат стронция или бария, связующее, хлорсодержащий компонент, дициандиамид и идитол, в котором в качестве связующего он содержит бутадиен-нитрильный каучук в виде 5-10% раствора в метиленхлориде или его смеси с ацетоном, а в качестве хлорсодержащего компонента содержит поливилхлорид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магний	13-18
нитрат стронция или бария	50-60
бутадиен-нитрильный каучук	10-12
поливинилхлорид	5-10
дициандиамид	3-5
идитол	1-6
метиленхлорид или его смесь
с ацетоном, сверх 100%	90-180,

см. Учебное пособие, авторы Ф.П.Мадякин, Н.А.Тихонова, О.Ф.Тютюнник. Сигнальные и фейерверочные составы и изделия: Изд-во Казанского государственного технологического университета, г.Казань, 2005. - с.54.

Недостатками указанного пиротехнического состава цветного огня является низкая сила света, высокое давление прессования. Кроме этого, для получения однородной массы состава каучук вводят в состав в виде 5-10% раствора в метиленхлориде или его смеси с ацетоном, при этом расход растворителя составляет до 180% от массы состава. Использование значительного количества легколетучего растворителя, который в процессе приготовления и переработки состава необходимо удалить, связано со значительными энергозатратами, длительностью и трудоемкостью технологического процесса.

Технической задачей изобретения является создание пиротехнического состава цветного огня с повышенной силой света без ухудшения цвета пламени, повышение технологичности приготовления состава за счет исключения использования растворителя и уменьшения давления его прессования.

Техническая задача изобретения решается тем, что пиротехнический состав цветного огня, содержащий магний, нитрат стронция (в случае красного огня) или нитрат бария (в случае зеленого огня), связующее, хлорсодержащий компонент и технологическую добавку, в котором в качестве связующего он содержит порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, а в качестве хлорсодержащего компонента содержит хлорпарафин с молекулярной массой 1100, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магний	15-20
нитрат стронция или бария	54-64
порошкообразный бутадиен-нитрильный
каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм	10-15
хлорпарафин с молекулярной массой 1100	10-15
технологическая добавка	остальное.

Решение технической задачи позволяет увеличить удельную силу света без ухудшения цвета пламени в 2-3,7 раза, повысить технологичность приготовления состава за счет исключения использования растворителя и уменьшить давления его прессования в 2,5-3,6 раза, позволяющие сократить энергозатраты и время технологического процесса.

Заявляемый пиротехнический состав цветного огня готовят путем механического смешения в барабанном смесителе. Из полученного состава методом проходного прессования формуют шнуровые пироэлементы диаметром от 10 до 20 мм и длиной от 50 до 500 мм. Испытания образцов проводят при торцевом горении пироэлементов, определяют удельную силу света (кд/см²) и цвет пламени, который характеризуется доминирующей длиной волны (нм) и насыщенностью цвета пламени (%). Сжигание образцов составов осуществляют в вертикальной камере при скорости обдува 3 м/с. Для определения удельной силы света используют селеновый фотоэлемент ФЭС-25, подключенный к осциллографу Н-115 (ГОСТ 2387 и ОСТ В-84-1376). Для определения доминирующей длины волны и насыщенности цвета пламени используют спектрокалориметр ТКА-02.

Компоненты состава имеют широкую сырьевую базу и выпускаются промышленностью, не являются токсичными. Заявляемый пиротехнический состав цветного огня обладает высокой физико-химической стабильностью и низкой чувствительностью к трению и удару.

Для лучшего понимания изобретения приведены примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Берут пиротехнический состав цветного огня при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний - 15, нитрат стронция - 64, порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, например марки СКН-26М - 10, хлорпарафин с молекулярной массой 1100 - 10, а в качестве технологической добавки берут: стеарат цинка - 0,5 и трибутилфосфат - 0,5 и перемешивают их в барабанном смесителе. Из полученного состава методом проходного прессования формуют шнуровые пироэлементы диаметром от 10 до 20 мм и длиной от 50 до 500 мм и проводят их испытания. При торцевом горении пироэлементов определяют скорость горения, удельную силу света, доминирующую длину волны и насыщенность цвета пламени.

Примеры 2-6 аналогичны примеру 1. В примере 2 в качестве порошкообразного бутадиен-нитрильного каучука с размером частиц 0,4-2,0 мм используют каучук марки СКН-40, а в примере 5 - каучук марки БНКС-28АМН.

Данные по заявляемому пиротехническому составу цветного огня (примеры 1-6) и прототипу, а также их основные характеристики приведены в таблице.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый пиротехнический состав цветного огня по сравнению с прототипом имеет в 2-3,7 раза большую силу света без ухудшения цвета пламени, повышенную технологичность приготовления состава за счет исключения использования растворителя и уменьшения давления прессования в 2,5-3,6 раза, позволяющие сократить энергозатраты и время технологического процесса.

Заявляемый пиротехнический состав цветного огня позволит повысить видимость и различимость подаваемого сигнала, красочность и зрелищность фейерверка.

Таблица
Компоненты	Состав, мас.%
Компоненты	Прототип	Заявляемый
Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5	Пример 6
1	2	3	4	5	6	7	8
магний	13-18	15	20	20	15	20	20
нитрат стронция	50-60	64	54	54	-	-	-
нитрат бария	-	-	-	-	64	54	54
порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм		10	10	15	10	10	15
бутадиен-нитрильный каучук СКН-40Т	10-12	-	-	-	-	-	-
метиленхлорид или его смесь с ацетоном, сверх 100%	90-180	-	-	-	-	-	-
поливинилхлорид	5-10	-	-	-	-	-	-
хлорпарафин с молекулярной массой 1100	-	10	15	10	10	15	10
идитол	1-6	-	-	-	-	-	-
дициандиамид	3-5	-	-	-	-	-	-
стеарат цинка	-	0,5	1	-	0,5	1	-
трибутилфосфат	-	0,5	-	1	0,5	-	1

Продолжение таблицы
Характеристики пиротехнического состава цветного огня
1	2	3	4	5	6	7	8
Давление проходного прессования, МПа	40-50	14	16	12	15	18	13
Скорость горения, мм/с	0,7-1,1	1,9	2,3	2,1	1,7	2,4	2,1
Удельная сила света, кд/см	710-740	2140	2700	2500	1420	1860	1600
Доминирующая длина воны, нм	*610/565	610	608	608	570	565	565
Насыщенность цвета пламени, %	*87/75	92	86	87	80	75	76
* - значения для пиротехнического состава: красного цвета пламени / зеленого цвета пламени

Пиротехнический состав цветного огня, содержащий магний, нитрат стронция или бария, связующее, хлорсодержащий компонент и технологическую добавку, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, а в качестве хлорсодержащего компонента содержит хлорпарафин с молекулярной массой 1100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магний	15-20
нитрат стронция или бария	54-64
порошкообразный бутадиен-нитрильный
каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм	10-15
хлорпарафин с молекулярной массой 1100	10-15
технологическая добавка	остальное

Изобретение относится к пиротехнике. .

Воспламенительный состав для электровоспламенителей // 2353604

Изобретение относится к пиротехнике. .

Воспламенительный неоржавляющий ударный состав // 2209808

Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к капсюльным составам для ударных капсюлей-воспламенителей к патронам стрелкового и охотничьего оружия и средствам воспламенения военного назначения.

Взрывчатая композиция многофакторного действия повышенной мощности // 2209806

Изобретение относится к взрывчатым составам и может быть использовано практически в любых боеприпасах. .

Воспламенительный неоржавляющий ударный состав // 2188811

Изобретение относится к области средств инициирования, а именно к ударным составам, которые могут применяться в ударных капсюлях-воспламенителях патронов стрелкового и охотничьего оружия.

Неоржавляющий ударный состав // 2188184

Изобретение относится к ударным составам, предназначенным преимущественно для снаряжения капсюлей-воспламенителей спортивных, строительно-монтажных и охотничьих патронов кольцевого воспламенения.

Искристо-форсовый состав // 2170223

Изобретение относится к пиротехнике и может быть использовано для изготовления фейерверочных элементов и изделий, например, для снаряжения фонтанов, форсов, швермеров, искристых звездок и т.п.

Пиротехнический состав для бенгальской свечи // 2041187

Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть использовано для изготовления бенгальских свечей. .

Пиротехнический состав // 2039727

Изобретение относится к пиротехническим составам для снаряжения трассирующих пуль к патронам стрелкового оружия. .

Состав для получения медицинских термостержней и способ его получения // 2005462

Пиротехнический состав белого сигнального огня // 2462443

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования цветного дыма при реакции как минимум двух твердых веществ

Пиротехнический состав красного сигнального огня // 2466119

Пиротехнический состав бенгальской свечи // 2490243

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к составам для функционального покрытия бенгальских свечей

Пиротехнический состав зеленого огня // 2525419

Изобретение относится к области пиротехники, а именно к пиротехническим составам для образования цветного дыма. Пиротехнический состав зеленого огня включает барий азотнокислый - 67-73 мас.%, порошок алюминиево-магниевого сплава - 8-10 мас.%, идитол в качестве органического горючего связующего - 3-4 мас.%, а в качестве усилителя цвета смесь порошкового хлорпарафина - 14-16 мас.% и жидкого хлорпарафина - 2-3 мас.%. Изобретение обеспечивает повышение дальности видимости и различимости сигнального огня за счет стабильного горения пироэлементов и яркого свечения аэрозольных продуктов их горения, при этом дополнительно достигается расширение области использования пиротехнического состава в фейерверочных зарядах. 1 табл.

Пиротехнический сигнальный состав // 2528257

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим сигнальным составам красного и зеленого огней для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных патронов, а также фейерверочных изделий. Пиротехнический сигнальный состав красного и зеленого огней содержит, мас.%: магний (12-30), нитрат стронция или нитрат бария (37-59), поливинилхлорид (10-20), фенолформальдегидную смолу (4-6) и калий хлорнокислый (5-17). Изобретение позволяет увеличить силу света и удельную светосумму пламени при обеспечении достаточно высокой чистоты цвета пламени. 2 табл.

Пиротехнический осветительный состав // 2534777

Изобретение относится к пиротехническим составам, способным при горении выделять световую энергию для освещения местности ночью. Пиротехнический осветительный состав включает, мас.%: магниевый порошок 65,0-80,0, нитрат натрия 15,1-29,4, канифоль 0,4-0,6, индустриальное масло 1,1-1,9, политетрафторэтилен 2,0-4,0, стеариновую кислоту, или стеарат кальция, или стеарат магния, или стеарат натрия 0,1-0,6. Изобретение позволяет увеличить силу света до 55% и удельную светосумму до 35%. 1 табл., 4 пр.

Пиротехнический состав белого сигнального огня // 2541026

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим составам на основе нитратов металлов, которые предназначены для образования белого огня при химическом взаимодействии нескольких твердых веществ. Пиротехнический состав белого сигнального огня содержит, мас.%: в качестве окислителя бинарную смесь, включающую 28-35 нитрата калия и 34-36 перхлората калия, 9-11 тиомочевины, 14-15 порошка алюминиево-магниевого сплава, частицы которого не превышают 60 мкм, 2-3 цементатора - хлорпарафина жидкого, а в качестве органического горючего связующего - фенолформальдегидную смолу 6-7. Состав обеспечивает повышенное время существования контрастного белого сигнала, хорошо видимого и различимого на дистанции 16-20% дальше, чем по прототипу. 1 з.п. ф-лы.

Пиротехническая фотосмесь // 2541029

Изобретение относится к пиротехнике, более конкретно к составам, содержащим мелкораздробленный металл в комбинации с кислородвыделяющим веществом, а именно с неорганической солью азоткислородной кислоты, предназначенным для создания фотоосветительной вспышки. Пиротехническая фотосмесь включает, в мас.%: 67-71 нитрата бария, 28-30 порошка алюминиево-магниевого сплава и 1-3 жидкого хлорпарафина ХП-470. Решение обеспечивает повышение технологичности, а также безопасность приготовления фотосмеси и в служебном обращении и может быть полезно при создании имитации действия боевых гранат (взрыв и вспышку) при кино- и видеосъемках. 1 табл.

Пиротехнический осветительный состав // 2545291

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к осветительным составам. Пиротехнический осветительный состав включает, в мас.%: нитрат натрия 44-50, магниевый порошок 37-40 и связующее, в качестве которого содержит смесь гипса или криолита 9-10 с канифолью сосновой 3-4 и технологическую добавку - масло индустриальное 1-2. Изобретение позволяет технологично проводить приготовление пиротехнической композиции, пригодной для формования с минимальными усилиями прессования снаряжения артиллерийских боеприпасов, характеризующегося повышенной конструкционной прочностью, выдерживающего импульсную нагрузку выстрела. 1 табл., 5 пр.

Пиротехнический состав цветного огня // 2549865

Изобретение относится к пиротехническим составам, включающим мелкодисперсное металлическое горючее и цветообразующий нитратный окислитель, а именно к пиротехническим составам цветного огня, используемым для изготовления фейерверков и салютов, для проведения зрелищных и увеселительных мероприятий. Пиротехнический состав цветного огня для фейерверков и салютов включает цветообразующий нитратный окислитель - нитрат бария или стронция 60-68 мас.%, магниевый порошок 13-15 мас.%, поливинилхлорид в качестве усилителя цвета 13-15 мас.%, фторопласт-4 1-3 мас.% и фенолформальдегидную смолу 5-7 мас.%. Фенолформальдегидная смола используется в форме 70%-ного раствора в спирто-ацетоновой смеси соответственно 70:30. Достигаемый результат заключается в повышении качественных показателей назначения по насыщенности и яркости цвета пламени, что обеспечивает высокий красочный эффект фейерверков, салютов, повышает дальность видимости и различимости цветных сигналов. Результат достигается за счет оптимизации количественного состава и за счет упрочнения пиротехнических изделий, спрессованных при пониженных удельных нагрузках из технологичного и безопасного в производстве и переработке состава при значительном снижении внешних сил трения при глухом прессовании функциональных таблеток. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.