Патент №2199515
Авторы: Агеев М.В, Горчаков В.А, Егоров В.Н, Петров В.Н

Состав предназначен для изготовления пиротехнических терочных узлов воспламенения и может быть использован при производстве пиротехнических изделий различного назначения, например для пиротехнических игрушек, сигнальных и осветительных ракет. Состав содержит хлорат калия, трехсернистую сурьму, серу, карбонат кальция, клей костный и сенсибилизирующую смесь при определенном соотношении компонентов. Техническим результатом является обеспечение безопасного и надежного инициирования огневого импульса с дальнейшей передачей его к вышибному заряду или к другому элементу пиротехнической цепочки изделия, а также упрощение технологического процесса изготовления терочного узла воспламенения, так как состав не предусматривает раздельного снаряжения.
Изобретение относится к терочным воспламенительным составам, предназначенным для изготовления пиротехнических терочных узлов воспламенения, и может быть использовано при производстве пиротехнических изделий различного назначения (пиротехнические игрушки, сигнальные и осветительные ракеты и пр. ). Его основное назначение - инициирование огневого импульса при помощи терочного устройства с дальнейшей передачей его к вышибному заряду или к другому элементу пиротехнической цепи воспламенения.
Простейший пример терочных воспламенительных составов - спичечные составы. В настоящее время во всем мире используются в основном так называемые безопасные спички. Такие спички воспламеняются при трении спичечного состава, нанесенного на головку спички, о намазку спичечной коробки, т.е. для безопасности обращения спичечный состав и состав (намазка), нанесенный на спичечную коробку, хранятся раздельно.
В качестве примера можно привести рецептуру следующего состава (см. Основы пиротехники. А.А.Шидловский. М.: Машиностроение, 1973, с. 290), мас.%: Хлорат калия - 51,0 Молотое стекло - 15,0 Животный клей - 11,0 Окись цинка - 7,0 Закись-окись железа - 6,0 Сера - 5,0 Двуокись марганца - 4,0 Бихромат калия - 1,0 
Намазка на коробке состоит из следующих компонентов, мас.%:
Хлорат калия - 37,2
Трехсернистая сурьма - 33,5
Животный клей - 9,3
Оксид железа (III) - 7,0
Декстрин - 7,0
Двуокись марганца - 3,4
Карбонат кальция - 2,0
Молотое стекло - 0,6

Известны рецептуры спичек, воспламеняющихся при трении о любую шероховатую поверхность (так называемые спички SAW (strike anywhere). Пример такого состава приводится в Elern H. Modern Pyrotechnics. Fundamentals of Applied Physical Pyrochemistry. New York. Chemical Publishing Co., 1961, 320 p., мас.%:
Хлорат калия - 32,0
Стеклянный порошок - 33,0
Клей животный - 11,0
Окись цинка - 6,0
Наполнитель - 4,0
Трисульфид тетрафосфора (P4S3) - 10,0
Канифоль - 4,0

Известен терочный воспламенитель по патенту Польши 130357 от 21.11.1983 г. для запалов фрикционного действия, в котором применяется раздельное снаряжение воспламенителя и терочной спирали и содержащий, мас.%:
Смола фенолформальдегидная - 10,0
Стекло кварцевое - 15,0
Хлорат калия - 53,0
Сера - 5,0
Трехсернистая сурьма - 7,0
Двуокись марганца - 8,0
Бихромат калия - 2,0

Инициирование в данном терочном воспламенителе происходит за счет трения по составу спиралью, покрытой смесью следующего состава, мас.%:
Фосфор красный - 56,0
Стеклянный порошок - 24,0
Смола фенолформальдегидная - 20,0

Наиболее близким к настоящему изобретению техническим решением, принятым за прототип, является следующий состав (см. Вспомогательные системы ракетно-космической техники. /Под ред. И.В.Тишунина. М.: Мир, 1970, с. 29, табл. 1.5, состав С), мас.%:
Хлорат калия - 42,0
Трехсернистая сурьма - 42,0
Сера - 3,0
Карбонат кальция - 2,0
Мука - 3,0
Стеклянный порошок - 3,0
Аравийская камедь - 5,0

Недостатком прототипа следует считать низкую чувствительность к трению (см. таблицу).
Целью изобретения является создание терочного воспламенительного состава, предназначенного для изготовления пиротехнических терочных узлов воспламенения, обеспечивающего безопасное и надежное инициирование огневого импульса, с дальнейшей передачей его к вышибному заряду или к другому элементу пиротехнической цепочки изделия, и который может быть использован при производстве пиротехнических изделий различного назначения (пиротехнические игрушки, сигнальные и осветительные ракеты и пр.). Использование данного состава не предусматривает раздельного снаряжения, что упрощает технологический процесс изготовления терочного узла воспламенения.
Задача решается тем, что в терочный воспламенительный состав, включающий хлорат калия, трехсернистую сурьму, серу, карбонат кальция и клей органического происхождения - костный клей, для достижения оптимальной чувствительности к трению дополнительно вводят сенсибилизирующую смесь, содержащую красный фосфор и оксид железа (III), при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорат калия - 40,0-49,5
Трехсернистая сурьма - 24,0-33,0
Сера - 3,0-9,0
Карбонат кальция - 0,5-2,0
Фосфор красный - 6,0-12,0
Оксид железа (III) - 1,0-3,0
Клей костный - Остальное
Изобретательский уровень состава заключается в том, что названные компоненты впервые используются в предлагаемом сочетании и соотношении для приготовления терочного воспламенительного состава, обладающего оптимальными характеристиками по чувствительности к трению.
Состав готовят по принятой в пиротехнике технологии.
Пример на способ приготовления заявляемого состава.
Предварительно компоненты состава сушат при температуре 605°C в течение 6 часов, измельчают, просеивают через шелковую сетку 61 (с размером ячейки 955 мкм). Подготовленные компоненты: 3,3 г трехсернистой сурьмы, 0,3 г серы, 0,05 г карбоната кальция, 0,6 г фосфора красного, 0,01 г оксида железа (III) смешивают на кальке резиновой пробкой до однородного по цвету состояния. В фарфоровой чашке в 5 мл воды, нагретой до 60°C, разводят 0,7 г костного клея при постоянном перемешивании. В полученный раствор костного клея засыпают ранее подготовленную смесь компонентов и тщательно перемешивают до однородного состояния. В полученную смесь вводят 4,95 г хлората калия, тщательно перемешивают до получения однородной по цвету пастообразной массы. 
Полученная масса наносится капельным методом на терочные воспламенительные узлы.
Чувствительность к трению образцов составов определялась на копре K-44-III. Результаты испытаний приведены в таблице, из которой видно, что заявляемый терочный воспламенительный состав более чувствителен к трению (примерно в 3-5 раз), чем прототип.
Достигнутая чувствительность к трению у заявляемого состава достаточна для воспламенения его при трении о любую шероховатую поверхность, что позволит при снаряжении терочных узлов воспламенения обходиться без раздельного снаряжения воспламенительного и терочного элементов.
Таким образом, разработан терочный воспламенительный состав, обладающий оптимальной чувствительностью к трению и предназначенный для изготовления пиротехнических терочных узлов воспламенения. Состав обеспечивает безопасное и надежное инициирование огневого импульса с дальнейшей передачей его к вышибному заряду или к другому элементу пиротехнической цепочки изделия. Данный состав может быть использован при производстве пиротехнических изделий различного назначения (пиротехнические игрушки, сигнальные и осветительные ракеты и пр. ). Терочный воспламенительный узел, снаряженный данным составом, срабатывает при трении о любой шероховатый предмет, что упрощает технологию снаряжения, т.к. не требуется раздельное снаряжение.