Химические реактивы,
комплектующие и оборудование
для пиротехники

Патент №2541073
Авторы: Габдуллина З.Р, Коробков А.М,Прокопчик А.И, Белов Е.Г, Крыев Р.А, Белова Л.Г, Сарабьев В.И

Изобретение относится к пиротехническим составам, способным при горении выделять световую энергию для освещения местности ночью.
Известен пиротехнический осветительный состав, содержащий нитрат бария, алюминиевую пудру, алюминиевый порошок, технологическую добавку - шеллак, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрат бария 68
Алюминиевая пудра 14
Алюминиевый порошок 14
Шеллак 4

см. книга, Шидловский А.А. Основы пиротехники. - М.: Машиностроение, 1973. - с.148-149.

Известный пиротехнический состав обладает недостаточной силой света и удельной светосуммой.
Наиболее близким по технической сущности является пиротехнический осветительный состав, содержащий нитрат бария, магниевый порошок, технологическую добавку - шеллак при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрат бария 66
Магниевый порошок 30
Шеллак 4

см. книга, Шидловский А.А. Основы пиротехники. - М.: Машиностроение, 1973. - с.148-149.

Известный пиротехнический состав обладает недостаточной силой света и удельной светосуммой.
Задачей изобретения является создание пиротехнического осветительного состава, обладающего повышенными силой света и удельной светосуммой.
Техническая задача решается тем, что пиротехнический осветительный состав, включающий магниевый порошок, нитрат бария, технологическую добавку, который в качестве технологической добавки содержит фенолформальдегидную смолу и дополнительно содержит политетрафторэтилен и порошок алюминиево-магниевого сплава, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Магниевый порошок 40,0-55,0
Нитрат бария 30,0-44,0
Фенолформальдегидная смола 5,0-6,0
Политетрафторэтилен 1,0-1,5
Порошок алюминиево-магниевого сплава 8,5-9,0

Решение технической задачи позволяет увеличить силу света до 27% и удельную светосумму до 28%.
Характеристика веществ, используемых в пиротехническом составе. В качестве магниевого порошка берут магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм по ГОСТ 6001-79.
Нитрат бария (барий азотнокислый), Ba(NO3)2 - бесцветное кристаллическое вещество кубической системы. Нитрат бария негигроскопичен. Растворяется в воде 9,05 г в 100 г воды.
В качестве фенолформальдегидной смолы берут фенолформальдегидную смолу, полученную поликонденсацией фенола с формальдегидом, с массовой долей свободного фенола 0,1-3,0% по ГОСТ 18694-80.
В качестве политетрафторэтилена берут, например, политетрафторэтилен марки Ф-4 с температурой начала разложения 425°С, температурой стеклования -120°С, температурой плавления 320-327°С; политетрафторэтилен марки Ф-4Д с температурой начала разложения 377°С, температурой стеклования -120°С, температурой плавления 327°С, см. книгу Мадякин Ф.П., Тихонова Н.А. Учебное пособие: Компоненты и продукты сгорания пиротехнических составов. 
Полимеры и олигомеры: Т. 2 - Казань: Издательство Казанского государственного технологического университета, 2008. - с.170-171.
Порошок алюминиево-магниевого сплава берут с размером частиц 40-800 мкм, с содержанием алюминия в сплаве 48% и магния 52% по ГОСТ 5593-78.
Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Пиротехнический осветительный состав готовят следующим образом.
Берут магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм, нитрат бария, фенолформальдегидную смолу с содержанием свободного фенола 0,1%, политетрафторэтилен марки Ф-4, порошок алюминиево-магниевого сплава с размером частиц 40-800 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Магниевый порошок 40,0
Нитрат бария 44,0
Фенолформальдегидная смола 6,0
Политетрафторэтилен 1,0
Порошок алюминиево-магниевого сплава 9,0

Порошки алюминиево-магниевого сплава и политетрафторэтилена подвергают перемешиванию. К смеси алюминиево-магниевого сплава и политетрафторэтилена добавляют магниевый порошок, затем нитрат бария, а затем фенолформальдегидную смолу, причем после добавления каждого компонента ведут перемешивание смеси до получения однородной массы.
Полученный состав формуют методом глухого прессования в картонные оболочки диаметром 15 мм при давлении 1500 кгс/см2 (150 МПа).
Время горения и силу света составов определяют по методике ГОСТа 2389-70. Запись процесса горения осуществляют на светолучевом осциллографе марки Н-117/2. В качестве приемника излучения используют селеновый фотоэлемент марки ФЭС-10. Испытания смесей проводят при атмосферном давлении в вертикальной камере сжигания.
Скорость горения образца u определяют по формуле:
u=h/τ, мм/с,
где h - высота образца, мм; τ - время горения образца
Силу I света пламени определяют методом сравнения с эталонным источником излучения по формуле:
I=E·R2, кд,
где R - расстояние от фотоэлемента до горящего образца, м; E - освещенность, лм
Удельную светосумму W определяют по формуле:
W=I·τ/m, кд·с/г,
где I - сила света, кд; τ - время горения, с; m - масса образца, г
Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру 1. Данные по составу заявляемого объекта и прототипа, а также свойства, включающие силу света, удельную светосумму и скорость горения, приведены в таблице 1.
Таблица 1

Состав, мас.%, и свойства состава Прототип по примеру Примеры
1 2 3 4
Магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм 30 40 45 50 55
Нитрат бария 66 44 39,5 34,5 30
Шеллак 4 - - - -
Фенолформальдегидная смола с содержанием свободного фенола 0,1% - 6 5,5 - -
Фенолформальдегидная смола с содержанием свободного фенола 3,0% - - - 5,5 5
Политетрафторэтилен марки Ф-4 - 1 1 - -
Политетрафторэтилен марки Ф-4Д - - - 1 1,5
Порошок алюминиево-магниевого сплава с размером частиц 40-800 мкм - 9 9 9 8,5
Сила света, кд 47709 60054 60730 57085 33427
Удельная светосумма, кд·с/г 21906 27836 27905 27980 23182
Скорость горения, мм/с 5,4 6,3 6,3 6,2 4,2
Увеличение удельной светосуммы по отношению к прототипу, % - 26 27 20 -
Увеличение удельной светосуммы по отношению к прототипу, % - 27 27 28 6


Как видно из примеров конкретного выполнения, совокупность признаков заявляемого пиротехнического осветительного состава по сравнению с прототипом позволяет повысить силу света до 27%, а удельную светосумму до 28%.

 

Поделиться: