Химические реактивы,
комплектующие и оборудование
для пиротехники

Патент №1798346 
Д.В.Шатохин и И.И.Олейник 

Изобретение относится к пиротехническим составам искристо-форсового типа и предназначено для изготовления фейерверочных элементов и изделий например фонтанов и форсов.
Целью изобретения является получение искристо-форсового состава, при горении которого образуется интенсивный поток имеющих значительную высоту полета искр различной расцветки и формы, что создает дополнительный'зрелищный эффект.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый состав вводится 37-49% чугунных опилок, 13-19% порошка титана или его сплава с содержанием титана 90%, 1-5% порошка магния, 6-10% гексаметилентетрамина, 1-3% однохлористой меди и остальное до 100% - перхлорат аммония (25-31%).
Значительная высота полета искр при горении состава достигается за счет введения однохлористой меди, которая, являясь катализатором разложения перхлората аммония при горении, обеспечивает интенсивное газообразование. 
Высокое процентное содержание трех различных металлов-искрообразователей обеспечивает образование интенсивного потока искр различной расцветки иформы.
Состав содержит 37-49% чугунных опилок в качестве искрообразователя. Содержание их ниже 37% приводит к недостаточно эффективному образованию искр интенсивно-желтого цвета, а содержание их выше 49% - к заметному замедлению и неравномерности горения состава. 
Размер частиц чугунных опилок — от 0,1 до 1,5 мм. Частицы размером менее 0,1 мм образуют слишком мелкие искры, а частицы размером более 1,5 мм значительно замедляют скорость горения состава.
Порошок титана или титанового сплава используется в качестве искробразователя. Содержание его менее 13% приводит к недостаточно эффективному потоку искр при горений. Содержание титана или его сплава выше 19% приводит к образованию слишком интенсивного потока искр, что снижает видимость искр других цветов и форм. 
Состав титанового сплава, который может использоваться вместо титана, следующий: 90% титана, 6% алюминия, 4% ванадия. 
Размер частиц порошка титана или титанового сплава - от 0,05 до 1 мм. Частицы размером менее 0.05 мм образуют слишком мелкие искры, а частицы размером более 1 мм заметно замедляют скорость горения состава.
Состав содержит 1-5% порошка магния в качестве йскрообразователя. Содержание его ниже 1% приводит к недостаточно эффективному образованию искр белого цвета, содержание его выше 5% - к сильному увеличению скорости горения состава без увеличения высоты полета искр, а также к неравномерному горению. 
Для порошка магния размер частиц от 0,3 до 2 мм. Частицы магния размером менее 0,3 мм слабо образует искры, так как большая часть частиц сгорает внутри гильзы, в которую снаряжен состав. Размер частиц магния более 2 мм приводит к ухудшению их воспламеняемости при горении состава, и как следствие - к уменьшению интенсивности потока искр белого цвета. 
Гексаметилентетрамин используется в качестве горючего. Содержание его выше 10% приводит к замедлению скорости горения и недостаточному газообразованию, что приводит к уменьшению высоты полета искр. Содержание гексаметилентетрамина ниже 6% приводит увеличению скорости горения состава без увеличения высоты полета искр.
Состав содержит 1-3% однохлористой меди в качестве катализатора разложения перхлората аммония при горении. Содержание однохлористой меди менее 1% сильно замедляет скорость горения состава, что приводит к недостаточному газообразованию. Содержание однохлористой меди в составе выше 3% значительно ускоряет скорость горения состава, а также приводит к неравномерному импульсному горению без увеличения высоты полета искр. 
Следует отметить, что неравномерность горения состава крайне нежелательна из-за того, что при этом высота полета искр нестабильна и в процессе горения все время изменяется. Этот факт отрицательно сказывается на зрелищном эффекте. Быстрота горения состава также Нежелательна, потому что при этом возникает необходимость изготавливать изделия из состава фонтаны или форсы большего размера, что создает определенные неудобства, а также экономически нецелесообразно.
Перхлорат аммония используется в качестве окислителя. Содержание его ниже 25% приводит к уменьшению газообразования при горении, и высота полета искр уменьшается, а увеличение содержания выше 31% приводит к повышению скорости сгорания состава без увеличения высоты полета искр.

Отличительным признаком предлагаемого состава является использование хлорида меди и увеличение содержания металлов-искрообразователей.
Пример 1. Известный состав мас.%: перхлорат аммония 55, уротропин 14, идитол 8, порошок магния и чугунные опилки 23%.
Диаметр гильзы 10 мм. Толщина стенок 2 мм. Максимальная высота полета искр 40-50 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов.
Пример 2. Предлагаемый состав. мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3.
Диаметр гильзы 10 мм. Толщина стенок 2 мм. Максимальная высота полета искр 120-150 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 3. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 0,5, порошок титанового сплава 16,5, чугунные опилки 44, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 80-100 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы
Пример 4. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 4, порошок титанового сплава 14, чугунные опилки 43, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-170 см, неравномерное быстрое горение. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 5. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 12, чугунные опилки 47, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, менее интенсивное искрообразование. Искры различной формы белого и желтого цветов.
Пример 6. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 20, чугунные опилки 39, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, слишком интенсивное искрообразование. Искры различной формы белого и желтого цветов.
Все дальнейшие опыты проведены в тех же условиях, что и пример 1.
Пример 7 (с использованием порошка титана вместо титанового сплава). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. Опыты при граничных содержаниях компонентов состава.
Пример 8 (граничные содержания перхлората аммония). Состав, мас.%: перхлорат аммония 25, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь, порошок титанового сплава 17, чугунные опилки 45, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 110-130 см, горение состава незначительно замедлено. При горении образуются искры белого й желтого цветов различной формы.
Пример 9 (граничные содержания перхлората аммония). Состав мас.%: перхлорат аммония 31, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 15, чугунные опилки 41, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150см, гррение состава незначительно ускорено. При гррении образуются искры белрго и желтого цветов различной формы.
Пример 10 (граничные значения содержания гексаметилентетрамина). Состав мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 6, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 16, чугунные опилки 45, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-140 см, при горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 11 (граничные значения содержания гексаметилентетрамина). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 10, однохлористая медь 2, порошок титанового спларз 15, чугунные опилки 42, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 110-140 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 12 (граничные, значения содержания однохлористая медь). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 1, порошок титанового сплава 16, чугунные опилки 44, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 110-130 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной.формы.
Пример 13 (граничные значения содержания однохлористой меди), Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 3, порошок титанового сплава 16, чугунные опилки 42, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, довольно быстрое горение состава. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 14 (граничные значения содержания порошка титанового сплава). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 13, чугунные опилки 46: порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, новообразование незначительно ослаблено. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 15 (граничные значения, содержания порошка титанового сплава). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 19, чугунные опилки 40: порошок магния 3,
Максимальная высота полета искр 120-150 см, искры белого и желтого цветов различной формы. Различимость искр других цветов и форм незначительно ослаблена.
Пример 16 (граничные значения содержания чугунных опилок). Состав, мас.%: перхлорат аммония 30, гексаметилентетрамин 9, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 18: чугунные опилки 37, порошок магния 4.
Максимальная высота полета искр 120-150 см. при горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. Различимость искр, образованных чугунными опилками, незначительно ослаблена.
Пример 17 (граничные значения содержания чугунных опилок). Состав. мас.%: перхлорат аммония 26, гексаметилентетрамин 7, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 14, чугунные опилки 49, порошок магния 2.
Максимальная высота полета искр 110-130 см, горение состава несколько замедлено. При горении образуются искры белого й желтого цветов различной формы.
Пример 18 (граничные значения содержания порошка магния). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 16, чугунные опилки 45, порошок магния 1.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, различимость искр белого цвета ослаблена. При горении образуются искры в основном желтого цвета.
Пример 19 (граничные значения содержания порошка магния). Состав. мас,%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титанового сплава 15, чугунные опилки 42, порошок магния 5".
Максимальная высота полета искр 120-150 см, скорость горения состава несколько увеличена. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

Опыты при граничных содержаниях порошка титана (вместо порошка титанового сплава).
Пример 20 (граничные значения порошка титана). Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8: однохлористая медь 2, порошок титана 13, чугунные опилки 46, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, искрообразование несколько ослаблено. Искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 21 (граничные значения содержания порошка титана). Состав, мас.%: перхлорат аммония 2, порошок титана 19, чугунные опилки 40, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см. при горении образуются искры белого. и желтого цветов различной формы. Различимость искр других цветов и форм незначительно ослаблена.

Примеры выполнения опытов для различной дисперсности металлических компонентов состава
Пример 22. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана или титанового сплава (размер частиц менее 0,05 мм) 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, часть искр желтого цвета очень мелкие, зрелищность ухудшена.
Пример 23. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана или титанового сплава (размер частиц более 1 мм) 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, горение состава значительно замедлено. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.
Пример 24. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана или титанового сплава 16, чугунные опилки 43 (размер частиц менее 0,1 мм), Порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 120-150 см, часть искр желтого цвета очень мелкие, зрелищность ухудшена. При горении также образуются искры белого цвета.
Пример 25. Состав: однохлористая медь 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана или титанового сплава 16, чугунные опилки 43 (размер частиц более 1,5 мм), порошок магния 3.
Максимальная высота полета искр 70-90 см, горение состава значительно замедлено, наблюдается'также неравномерность
горения, При горении образуются искры желтого и белого цветов.
Пример 26. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок титана или титанового сплава 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3 (размер частиц менее 0,3 мм).
Максимальная высота полета искр 120-150 см, искры белого цвета практически отсутствуют. При горении образуются также искры желтого цвета.
Пример 27. Состав, мас.%: перхлорат аммония 28, гексаметилентетрамин 8, однохлористая медь 2, порошок Титана или титанового сплава 16, чугунные опилки 43, порошок магния 3 (размер частиц более 2 мм).
Максимальная высота полета искр 110-130 см, интенсивность потока искр белого цвета очень слабая.

Как видно из результатов опытов, введение хлорида меди однохлористая медь позволяет повысить максимальную высоту полета искр по сравнению с прототипом в 2-3 раза, а введение трех различных металлов-искрообразо-вателей, а также увеличение их процентного содержания по сравнению с прототипом, обеспечивает получение интенсивного потока искр различной расцветки и трех различных форм. 
Следует также отметить, что в предлагаемом составе как и во многих других искристо-форсовых составах пламяобразование практически не имеет места. Фактически вся теплота сгорания расходуется на образование искр и выброс их во внешнюю среду.
Дымность предлагаемого состава аналогична дымности состава по прототипу.
Положительным моментом предлагаемого состава является его малая дымность, а также то, что состав химически стоек и физически стабилен, при хранении в обычных условиях. 
Состав и изделия из него могут изготавливаться по принятой на пиротехнических заводах технологии. 

Пиротехнический искристо-форсовый состав, включающий перхлорат аммония, гексаметилентетрамин, металлические порошки, отличающийся тем, что, с целью улучшения зрелищного эффекта за счет образования, искр различного цвета и увеличения высоты их полета, он в качестве металлических порошков содержит порошок магния, чугунные опилки и порошок титана или его сплавы с содержанием титана 90% и дополнительно - хлорид меди при следующем соотношении компонентов, мас.%,
Чугунные опилки 37-49
Порошок титана или его сплава с содержанием титана 90% 13-19
Гексаметилентетрамин 6-10
Порошок магния 1-5
Однохлористая медь 1-3
Пехлорат аммония остальное 

Поделиться: