Химические реактивы,
комплектующие и оборудование
для пиротехники

Патент №1763438
Авторы: В.Э.Анников, И.М.Якунин, С.В.Анников, Н.М.Вареных и В.Б.Громов
    
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ БЕНГАЛЬСКИХ СВЕЧЕЙ

Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть использовано для изготовления бенгальских свечей.
Известен состав бенгальских свечей, включающий 50% нитрата бария, 30% железного порошка, 8% алюминиевого порошка, 10% декстрина, 0,5% древесного угля и 1.5% борной кислоты. 
Известный состав используется для изготовления бенгальских свечей, причем в готовом изделии состав имеет высокую химическую стабильность. 
Недостатком известного состава является низкая химическая стойкость массы, которую она имеет в процессе изготовления свечей.

Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения химической стойкости в процессе изготовления свечи при сохранении зрелищного эффекта.
Поставленная цель достигается тем, что пиротехнический состав для бенгальских свечей, включающий нитрат бария, порошок железа, алюминиевую пудру и связующее, в качестве связующего содержит декстрин или полиакриламид и дополнительно содержит калий фосфорнокислый од-нозамещенный при следующем, соотношении компонентов, мас.%: 
Алюминиевая пудра 3,0-8,0
Порошок железа 25,0-50,0
Декстрин или полиакриамид или их смесь в соотношении От 1:10 до 1:1 3,0-15,0
Калий фосфорнокислый однозамещенный 0.2-10,0
Бария нитрат или стронция нитрат остальное

Минимальное содержание калия фосфорнокислого однозамещенного, обеспечивающее необходимую химическую стабильность массы, которая используется для изготовления свечей (состав, содержащий дополнительно 40% воды), составляет 0,2% (пример 2). 
При содержании фосфата больше 10% горение свечи неустойчивое из-за разбавления состава инертной добавкой (пример 3). Минимальное содержание железного порошка в составе для бенгальских свечей - 25%. При меньшем его содер-жаний не получается качественного "искристого" горения свечи (пример 4). 
При большем чем 50% содержании железного порошка горение становится неустойчивым из-за сильного разбавления состава (пример 5). Минимальное содержание дисперсного алюминия составляет 3%. При меньшем его содержании свеча не зажигается (пример 6). 
При содержании алюминия, большем 8%, горение также неустойчивое ввиду большого избытка горючего (пример 7). Минимальное содержание связующего, одновременно являющегося горючим, составляет 3%. Меньшее количество связующего не обеспечивает необходимой прочности состава (пример 8). 
При содержании связующего,большем 15%, горение свечи неустойчивое из-за избытка малоактивного горючего (пример 9). При использовании в качестве связующего полиакриламида химическая стабильность состава дополнительно повышается (пример 17), при этом пределы содержания полиакриламида (ПАА) сохраняются. 
Повышается дополнительно химическая стабильность состава и при частичной замене декстрина на ПАА, при этом минимальное соотношение ПАА и декстрина 1:10 (пример 18). При меньшем соотношении добавочной стабильности не отмечается (пример 19). Верхний предел соотношения декстрин : полиакриламид - 1:1 (пример 20). 
При этом соотношении наблюдается максимальная для состава химическая стабильность. Дальнейшее увеличение содержания ПАА в связующем не оказывает влияния на химическую стабильность (пример 21).

Для проверки характеристик были изготовлены образцы (см. табл.). Изготовление осуществлялось следующим образом. Необходимое количество связующего смешивали с 5-6-кратным по массе количеством воды. После завершения процесса желати-низации полученный клейстер смешивали с остальными ингредиентами до получения однородной пастообразной массы. 
При изготовлении состава использовали порошок железный по ГОСТу 9849-86, а в качестве дисперсного алюминия - пудру алюминиевую марки ПАП-2 по ГОСТ 5494-71, полученную пастообразную массу помещали в емкость так, чтобы высота слоя состава в емкости соответствовала длине части стержня, на которую наносится состав. 
Обычно эта высота составляла 130-150 мм. В массу на всю глубину слоя погружали стержень из стальной проволоки по ГОСТу 3282-74 диаметром 1,5 мм. После извлечения стержня из состава на нем оставался слой пасты. Стержень помещали в сушильный шкаф, нагретый до 90-100°С, и выдерживали 20-30 минут до высыхания состава. 
Затем все операции повторяли 3-5 раз до тех пор, пока диаметр стержня с нанесенным составом не достигнет 6-7 мм. После нанесения последнего слоя готовую бенгальскую свечу сушили окончательно 1,5-2 ч при 90°С.
Для испытания на химическую стабильность пастообразный состав сразу после приготовления помещали в пробирку диаметром 13-14 мм. Пробирку с пастой помещали в термостат и выдерживали при температуре 70°С до начала интенсивного газовыделения. о котором судили по повышению уровня состава в пробирке. За критерий стабильности принимали время индукции - время от момента изготовления до начала интенсивного роста уровня состава в пробирке.
Испытание бенгальских свечей проводили, поджигая свечу спичкой по ГОСТу 1820-85. Поджигание проводили, держа свечу под углом около 75° к полу. Качественная бенгальская свеча должна поджигаться от одной спички. Горение свечи должно сопровождаться выбрасыванием пучка искр в виде звездочек.
Из таблицы видно, что бенгальские свечи, изготовленные из предлагаемого состава, отвечают предъявляемым к этим изделиям требованиям, а пастообразная масса, используемая для формования свечей, обладает повышенной, по сравнению с прототипом, химической стабильностью.

Пример Содежание в опытном образце, мас.% Время индукции, мин. Характер горения Примечания
Натрат бария Нитрат стронция Железный порошок Ал. пудра Декстрин ПАА Фосфат
Прототип 50 - 30 8 10 - - 15 Нормальный Другие компоненты: древ.уголь (0,5%), борная кислота (1,5%)
1 42,35 - 43 4,5 10 - 0,15 15 Нормальный -
2 42,3 - 43 4,5 10 - 0,20 25 Нормальный -
3 38 - 39 4 7 - 12 90 Неустойчивый Поджиг. не менее, чем двумя спичками
4 61 - 20 8 10 - 1 40 Устойчивый Малоискристое
5 29 - 55 6 9 - 1 40 - Свеча не поджигается
6 41 - 45 2 10 - 2 85 - Свеча не поджигается
7 35 - 43 10 10 - 2 80 Неустойчивый Поджиг. не менее, чем двумя спичками
8 46 - 43 8 2 - 1 60 - Высушенный состав рассыпается
9 33 - 43 4 18 - 2 85 Неустойчивый Поджигается плохо
10 54 - 25 8 8 - 5 85 Нормальный -
11 39,5 - 50 4 6 - 0,5 35 Нормальный -
12 41 - 40 3 15 - 1 40 Нормальный -
13 41 - 40 6 3 - 10 90 Нормальный -
14 - 44 40 5 10 - 1 80 Нормальный -
15 - 44 30 8 8 - 10 90 Нормальный -
16 44,7 - 40 5 10 - 0,3 35 Нормальный -
17 44,7 - 40 5 - 10 0,3 60 Нормальный -
18 43,7 - 40 5 10 1 0,3 40 Нормальный -
19 44,2 - 40 5 10 0,5 0,3 35 Нормальный -
20 44,7 - 40 5 5 5 0,3 60 Нормальный -
21 44,7 - 40 5 4 6 0,3 60 Нормальный -
22 - 42,3 43 4,5 - 10 0,2 35 Нормальный -
23 - 31 50 3 - 15 1 6 Нормальный -
24 - 53 25 8 - 10 4 60 Нормальный -
25 - 39 43 5 - 3 10 80 Нормальный -
26 - 41,5 43 4,5 10 - 1 80 Нормальный -

 

Поделиться: