Патент №2664913
Авторы: Емельянов, Зиннатов, Сарабьев

Пиротехнический сигнальный состав

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим сигнальным составам желтого огня для применения в сигнальных патронах, и может быть использовано в различных сигнальных изделиях. Пиротехнический сигнальный состав содержит (в % по массе): барий или натрий азотнокислый (40-65), магний (12-30), стронций углекислый (5-12), фенолформальдегидную смолу (3-11) и натрий кремнефтористый (6-16). Состав имеет повышенную силу света, удельную светосумму и чистоту цвета пламени при небольшой скорости горения (менее 2 мм/с). 2 табл.

Изобретение относится к пиротехнике, а конкретнее, к пиротехническим составам желтого огня и может быть использовано для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных патронов.

Имеются пиротехнические сигнальные составы желтого огня. Например, состав содержащий хлорат калия - 60%, оксалат натрия - 25%, идитол - 15% (А.Г. Горст. Пороха и взрывчатые вещества. Издательство «Машиностроение», М. 1972). Недостатком данного состава является невысокая сила света пламени, что снижает дальность видимости сигнала от пламени изделия, изготовленного из этого состава. Главный недостаток данного состава - высокая чувствительность ее к механическим воздействиям - удару и трению, что требует высоких мер безопасности при изготовлении состава и прессовании из них сигнальных шашек.

При замене в пиротехнических составах хлората калия на перхлорат калия чувствительность составов к механическим воздействиям становится приемлемой для ведения их промышленного производства. Поэтому в американских составах сигнальных огней часто используют в качестве окислителя перхлорат калия. Например, известный состав США желтого огня содержит в рецептуре 19% магния, 50% перхлората калия, 15% оксалата натрия, 7% гексахлорбензола и 9% гильсонита (асфальтит) (Ellern H. Modern Pyrotechnics. N.-V., 1961). Данный состав обладает хорошими светотехническими характеристиками. Однако наличие в рецептуре гексахлорбензола, запрещенного к производству и применению по экологическим аспектам Конвенцией ООН от 2001 г и Федеральным законом РФ ФЗ от 27.06.2011 г №164 не позволяет использовать состав для применения в сигнальных изделиях.

Имеется отечественный сигнальный состав желтого огня по авторскому свидетельству СССР №1352887 кл. C06B (заявка на изобретение №3929752/40-23 от 17.07.1985 г.), содержащий в рецептуре в качестве хлорирующего компонента вместо запрещенного гексахлорбензола поливинилхлорид или сополимер винилхлорида с винилацетатом в количестве 5÷10%. Также этот состав содержит в рецептуре магний или алюминиево-магниевый сплав, фенолформальдегидную смолу, углекислый стронций, графит и натрий азотнокислый. Недостатком данного состава является плохая воспламеняемость при действии в составе изделия.

По числу совпадающих существенных признаков в качестве прототипа выбран штатный сигнальный состав желтого огня (Н.М. Вареных и др. Пиротехника. Издательство КНИТУ, Казань, 2015) следующей рецептуры (в % по массе):

Скорость горения прессованной звездки данного состава составляет 1,95 мм/с при нормальных условиях (температуре окружающего воздуха и изделия 20-25°C).

Недостатками данного состава являются невысокие значения силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени. Кроме того, состав содержит в рецептуре криолит, который в настоящее время не выпускается отечественной промышленностью.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание пиротехнического сигнального состава желтого огня с более высокими значениями силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени при скорости горения менее 2 мм/с.

Технический результат достигается тем, что известный пиротехнический сигнальный состав, содержащий барий или натрий азотнокислый, магний, стронций углекислый и фенолформальдегидную смолу, согласно изобретению дополнительно содержит натрий кремнефтористый при следующем соотношении компонентов (в % по массе):

Отличительные признаки обеспечили более высокие значения силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени (представлены в таблицах 1 и 2). Достоинством предложенного состава является также и небольшая скорость горения - 1,6÷1,85 мм/с, у прототипа - 1,95 мм/с.

Изготовление заявленного пиротехнического состава производится по типовой технологии, применяемой в пиротехнической подотрасли. Первоначально перемешивается в смесителе порошок магния в растворе фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте (5-7 мин). Далее добавляются все остальные порошкообразные компоненты: барий или натрий азотнокислый, стронций углекислый, натрий кремнефтористый и перемешиваются в чаше смесителя в течение 10-15 минут. Время перемешивания лимитируется типом смесителя и объемом перемешиваемой массы. В данном случае составы приготавливали на промышленном смесителе 6ЛС по 3 кг каждого образца по минимальным значениям времени перемешивания. Составы после приготовления в смесителе проходили операцию провяливания и грануляции.

Компоненты, входящие в рецептуру предлагаемого состава, имеют широкую сырьевую базу и выпускаются отечественной промышленностью.

Заявленный пиротехнический состав обладает высокой химической стойкостью и физико-химической стабильностью.

Используемые образцы состава изготавливали методом глухого прессования в картонные оболочки диаметром ∅37,5 мм и высотой 33,5±0,5 мм. Давление прессования при изготовлении образцов предлагаемого состава и прототипа составляло 1750 кгс/см².

Стендовые испытания образцов с определением светотехнических характеристик проводились в фотокамере малой модели по ГОСТ 2389.

Рецептуры вариантов предлагаемого состава и прототипа, и светотехнические характеристики образцов ∅37,5 мм, изготовленных из них, представлены в таблицах 1 и 2.

Представленный в таблицах 1 и 2 сопоставительный анализ результатов испытаний образцов, изготовленных из сигнальных составов предложенного технического решения, и образцов прототипа показал, что:

- при горении образцов предложенных составов сила света, удельная светосумма и чистота цвета пламени значительно выше, чем у образцов прототипа;

- скорость горения образцов предложенного состава ниже скорости горения образцов прототипа, т.е. обеспечивается более высокое время действия огневого сигнала.

Пиротехнический сигнальный состав желтого огня, содержащий барий или натрий азотнокислый, магний, стронций углекислый и фенолформальдегидную смолу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натрий кремнефтористый при следующем соотношении компонентов (в % по массе):