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 | - |