Состав бенгальской свечи

 

Использование: увеселительная пиротехника. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: 18,1 - 33,4 тугоплавкого вещества; 8,9 - 23,7 порошка железа; 4,3 - 6,1 порошка алюминия; 8,3 - 31,7 полимерного связующего; 0,8 - 2,7 порошка бора, азотнокислый барий - остальное. В качестве тугоплавкого вещества он содержит оксид алюминия или оксид кремния, или оксид титана, или карбид титана. Диаметр ореола искр не менее 80 мм, масса разлетающихся шлаков не более 5,5% от первоначальной массы свечи. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пиротехнике и может быть использовано для изготовления бенгальских свечей.

Бенгальские свечи представляют собой проволочный стержень длиной 150-250 мм с нанесенным на него слоем пиротехнического состава [1] состоящего из следующих компонентов, мас. (в скобках об.): Барий азотнокислый 50 (45,8) Порошок алюминия 8 (8,7) Железо в виде опилок 30 (11,5) Полимерное связующее 12 (34) Известен также состав [2] состоящий из следующих компонентов (мас.): Барий азотнокислый 25-50 Порошок железа 3-14 Порошок алюминия 3-27 Модификатор гоpения 0-5 Пламеокрашивающая добавка 0-5 Полимерное связую- щее Остальное Бенгальские свечи горят со скоростью до 5 мм/с желтоватым пламенем с искровым ореолом диаметром 80-200 мм.

Основным недостатком бенгальских свечей, изготовленных из этих составов, является большое количество разлетающихся крупнодисперсных шлаков, что приводит к сильному загрязнению помещений и повышенной пожарной опасности.

Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение массовой доли разлетающихся крупнодисперсных шлаков (с 7-10 до 2-5 мас.) при сохранении основных декоративных свойств бенгальской свечи (ореол искр и скорость горения).

Для решения поставленной задачи в известный состав бенгальской свечи, включающий барий азотнокислый, порошок алюминия, порошок железа и полимерное связующее, согласно изобретению дополнительно введены тугоплавкое вещество и порошок бора при следующих соотношениях компонентов, об. Барий азотнокислый 35,3-51,7 Порошок железа 8,9-23,7 Порошок алюминия 4,3-6,1 Порошок бора 0,8-2,7 Тугоплавкое вещество 18,1-33,4 Полимерное связующее 8,3-31,7 При этом в качестве тугоплавкого вещества могут быть применены окись алюминия, окись кремния, окись титана, карбид титана.

Для экспериментальный проверки заявляемого состава были приготовлены 36 смесей (см. таблицу). В таблице приведены результаты экспериментальной отработки предлагаемого состава.

Пересчет из массовых соотношений состава, состоящего из n компонентов, (α_i) в объемные (С_i) и обратно производили по формулам: C_i= (1) α_i= (2) где ρ_i плотность i-го компонента.

Для испытания готовили составы, в котоpых использовали следующие компоненты: Барий азот- нокислый по ГОСТ 1713-79 Порошок железа по ГОСТ 9849-74 Пудра алюми- ниевая по ГОСТ 5494-71 Порошок бора по ТУ1-92-154-90 Окись алюминия по ОСТ 2-115-71 Декстрин по ГОСТ 6034-74.

В качестве связующего вместо декстрина можно использовать крахмал по ГОСТ 7697-82 или поливиниловый спирт по ГОСТ 10779-78.

Технология приготовления состава заключается в следующем.

Порошки окислителя и инертного наполнителя измельчают до нужной дисперсности и просеивают через сито с ячейкой 02, при этом контроль степени измельчения проводят по значению удельной поверхности, определяемой по методу газопроницаемости при давлении, близком к атмосферному. Готовят 10%-ный раствор полимера в воде, нагретой до 30^оС, смешивают навески твердых компонентов и добавляют к ним раствор полимера (500-550 мл на 1000 г состава).

Перемешивают суспензию с растиранием в течение 10-15 мин и сливают в кювету нужной высоты; Приготовленные обезжиренные проволочные стержни нужной длины окунают в суспензию и сушат при 75-85^оС на воздухе в течение 20 мин, после чего окунание и сушку повторяют 2-3 раза.

За оптимальные приняты следующие параметры свечи: диаметр ореола искр не менее 80 мм;
скорость горения не более 4 мм/с;
масса разлетающихся шлаков не более 5,5% от первоначальной массы свечи; воспламенение от одной спички.

Из таблицы следует, что в соответствии с данным подходом в качестве рецептур, позволяющих получить вышеуказанные параметры бенгальских свечей, следует выбрать составы 3-7, 9-11, 14, 16, 17, 25-27, 30, 33-36, т.е. составы со следующим содержанием компонентов, об. Барий азотнокислый 35,3-51,7 Порошок железа 8,9-23,7 Порошок алюминия 4,3-6,1 Порошок бора 0,8-2,7 Тугоплавкое вещество 18,1-33,4 Полимерное связую- щее 8,3-31,7.

Уменьшение доли разлетающихся шлаков при этом осуществляется за счет следующего:
разлетание большого количества частичек расплавленного окислителя затруднено за счет введения инертного наполнителя тугоплавкого вещества, который выполняет роль жесткого капиллярного каркаса (губки), удерживающего жидкую фазу за счет капиллярных сил;
для того, чтобы введение инертного компонента не приводило к затруднению горения заряда, в состав введен активатор горения высокодисперсный порошок бора.

Выбранное оптимальное соотношение компонентов в совокупности с оптимальными параметрами технологического процесса, включающими дисперсность компонентов, позволяет получить легковоспламеняющиеся (от спички) стабильно горящие свечи с насыщенным ореолом искр, масса разлетающихся твердых частиц в котором уменьшена в 3-4 раза.

Помимо уменьшения доли разлетающихся шлаков исходная масса обладает повышенной стабильностью по сравнению с традиционным составом, она не разлагается в течение нескольких суток.

Формула изобретения

1. СОСТАВ БЕНГАЛЬСКОЙ СВЕЧИ, включающий азотнокислый барий, порошок алюминия, порошок железа и полимерное связующее, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тугоплавкое вещество и порошок бора при следующем соотношении компонентов, об.%:
Тугоплавкое вещество - 18,1 - 33,4
Порошок железа - 8,9 - 23,7
Порошок алюминия - 4,3 - 6,1
Полимерное связующее - 8,3 - 31,7
Порошок бора - 0,8 - 2,7
Азотнокислый барий - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве тугоплавкого вещества он содержит оксид алюминия, или оксид кремния, или оксид титана, или карбид титана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2