Химические реактивы,
комплектующие и оборудование
для пиротехники

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

 

Поделиться: