Патент №2171247
Авторы: Вареных Н.М, Громов В.Б, Балашов А.В.
Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть применено для изготовления бенгальских свечей.
В качестве аналогов использованы:
1)Состав для бенгальских свечей (Солодовников В.М., Пиротехника, Оборонгиз, 1938), который содержит, мас.%:
Азотнокислый барий 50
Опилки вороненые стальные 30
Алюминиевая пудра 6-8
Декстрин или крахмал 14-18
2)Патент СССР N 1820908 A3 C 06 B 33/04 Состав, содержащий, мас.%:
Азотнокислый барий 41-46
Порошок железа 20-25
Чугунная дробь 18-23
Алюминиевая пудра 2-5
Цирконий 2-5
Кукурузный декстрин 3-6
Кукурузный крахмал 0,5-1,5
Картофельный крахмал 0,5-1,5
Недостатком аналогов является низкая стабильность рабочих растворов.
Алюминий в контакте с железом образует гальваническую пару и, растворяясь в водном растворе клея, выделяет атомарный водород, который, в свою очередь, восстанавливает нитрогруппы азотнокислого бария до аммиака.
При этом повышается pH раствора и усиливается растворение алюминия. Через 8-12 ч рабочий раствор становится непригодным и его приходится выбрасывать.
В качестве прототипа использован патент Англии N 687790, C 06 d 1/10, 1953.
Состав содержит, мас.ч.:
Барий азотнокислый 26-32
Железные опилки 18-20
Алюминиевый порошок 4
Клей 5
Алюминиевый порошок в данном составе является металлической добавкой, повышающей стабильность горения.
Прототип обладает тем же недостатком, что и аналоги. Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабильности рабочего раствора и сокращение отходов.
Поставленная задача достигается тем, что в пиротехнический состав для бенгальских свечей, включающий барий азотнокислый, железо, металлическую добавку и клей, дополнительно вводятся бензоаты аммония, натрия или калия.
В качестве металлической добавки используется алюминий, сплав алюминия с магнием или их смесь.
Предлагаемый состав содержит, мас.%:
Барий азотнокислый 30,0-42,0
Алюминий, сплав алюминия с магнием или их смесь 4,0-7,0
Бензоат аммония, натрия или калия 0,4-3,0
Клей 12,5-70
Порошок железа остальное
Дополнительно состав может содержать аэросил и перхлорат калия в количестве до 1% по массе.
Существенным отличием предлагаемого изобретения является наличие бензоата аммония, натрия и калия. В водном растворе клея ионы бензойной кислоты реагируют с алюминиевой пудрой и изолируют ее поверхность от контакта с железом. При этом стабильность рабочих растворов повышается до 3-12 дней в зависимости от концентрации бензоатов.
Известно применение солей бензойной кислоты со щелочными металлами в свистящих составах (X.Эллерн "Современная пиротехника" перевод с английского к.т.н. Ивановой Н.Н. и Обезьяева Н.В., 1966 г.). Однако это неводные составы и в них бензоаты выполняют роль горючего при содержании от 20 до 40%.
В предлагаемых составах бензоаты находятся в количестве до 3% и выполняют роль стабилизатора.
Применение в качестве металлической добавки сплава алюминия с магнием, кроме алюминия или смеси алюминия со сплавом, расширяет сырьевую базу производства и не изменяет характеристики состава. Добавки перхлората калия и аэросила вводятся для повышения стабильности горения состава и его технологических свойств при значительном содержании сплава алюминия с магнием.
Составы изготавливали с использованием водного клея на лопастном смесителе. Свечи готовили окунанием металлических стержней в состав с последующей сушкой при температуре 110°C.
Примеры исполнения и основные характеристики предлагаемого состава приведены в таблице.
Добавка бензоатов не увеличивает степень опасности предлагаемого состава.
Как показывают результаты испытаний добавки бензоатов натрия, калия или аммония существенно повышают жизнеспособность рабочего раствора для изготовления бенгальских свечей.
Компоненты и характеристики | Содержание, мас.% | |||
1 | 2 | 3 | Прототип | |
Барий азотнокислый | 30 | 38 | 42 | 49-52,4 |
Алюминий | - | - | - | 6,6-7,5 |
Алюминий, сплав алюминия с магнием или их смесь | 4 | 5,5 | 7 | - |
Бензоат аммония, натрия или калия | 0,4 | 1,7 | 3 | - |
Перхлорат калия | - | 0,5 | 1 | - |
Аэросил | - | 0,5 | 1 | - |
Порошок железа | 53,1 | 44,3 | 39 | 32,8-34 |
Клей | 12,5 | 9,5 | 7 | 8,2-9,5 |
Жизнеспособность рабочего раствора при 20±5°C, сутки, не менее | 3 | 6 | 12 | 0,5 |