Искрофорсовый состав цветного огня для фейерверков

 

Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть использовано для снаряжения фейерверков. Согласно изобретению, искрофорсовый состав цветного огня для фейерверков содержит алюминиево-магниевый сплав, фенолформальдегидную смолу, калий хлорнокислый, калий бензойнокислый, нитрат щелочного или щелочноземельного металла, магний, титан и нитропленку в виде покрытия на частицах титана и алюминиево-магниевого сплава. Предполагается введение ряда нитратов щелочных или щелочноземельных металлов для получения огня различного цвета. Изобретение направлено на создание искрофорсового состава с красочным и объемным шлейфом искр (длиной не менее 40 см) насыщенного цвета ядра пламени. 5 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к пиротехническим составам и может быть наиболее эффективно использовано для снаряжения фейерверков.

Известны составы цветных огней, используемые в качестве сигнальных и фейерверочных, см. , например, Шидловский А.А. "Основы пиротехники" М., Машиностроение, 1973, с. 200-206, содержащие в качестве окислителей хлорат калия и нитрат стронция (красного огня), нитрат бария (зеленого огня), нитрат натрия (желтого огня), хлорат калия (синего огня). Указанные составы содержат в качестве металлического горючего магний, а также хлорсодержащие органические вещества, цвето-пламенные добавки, связующие.

Недостатками известных составов являются: - отсутствие искрового форса; - высокая чувствительность к механическим воздействиям составов, содержащих хлорат калия.

Наиболее близким техническим решением, выбранным нами в качестве прототипа, является состав красного огня по патенту России 2039727, С 06 В 33/14 от 16.04.93 г., включающей, мас.%: Магний - 16 - 22 Алюминиево-магниевый сплав - 5 - 11 Поливинилхлорид - 6 - 13 Фенолформальдегидная смола - 7 - 11 Углекислый магний - 2 - 8 Углекислый стронций - 0,5 - 5,0 Азотнокислый стронций - Остальное
У состава-прототипа отсутствует искрообразование ввиду того, что частицы магния сгорают в газовой фазе и не образуют искр, а треки из горящих частиц алюминиево-магниевого сплава (узкие и короткие) исчезают в пределах факела пламени и не образуют форса (шлейфа) искр.

Задачей изобретения является разработка искрофорсового состава с красочным и объемным шлейфом искр (длиной не менее 40 см) насыщенного цвета ядра пламени.

Указанная задача решается тем, что состав, содержащий магний, алюминиево-магниевый сплав, фенолформальдегидную смолу, нитрат металла, отличающийся тем, что он дополнительно содержит калий хлорно-кислый, калий бензойнокислый, титан и нитропленку в виде покрытия на частицах титана и алюминиево-магниевого сплава, а в качестве нитрата металла он содержит нитрат щелочного или щелочно-земельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Калий хлорнокислый - 28 - 37
Калий бензойнокислый - 13 - 17
Магний - 9 - 14
Титан - 6 - 9
Алюминиево-магниевый сплав - 1,99 - 2,95
Нитропленка - 0,01 - 0,05
Фенолоформальдегидная смола - 4 - 6
Нитрат щелочного или щелочно-земельного металла - Остальное
Для получения желтого огня предлагаемый состав содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла калий азотнокислый в количестве 15-23 мас.% и натрий азотнокислый в количестве 4-10 мас.%.

Для получения красного огня предлагаемый состав содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла стронций азотнокислый в количестве 20-32 мас.%.

Для получения розового огня предлагаемый состав содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла калий азотнокислый в количестве 23-39 мас.%.

Для получения зеленого огня предлагаемый состав содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла барий азотнокислый в количестве 20-32 мас.%.

Для придания составу сыпучести для обеспечения объемного дозирования при автоматическом прессовании предлагаемый состав может дополнительно содержать кремнийорганический лак КО-85 в количестве 1-3 мас.%.

Существенными отличиями являются:
- введение калия хлорнокислого и калия бензойнокислого;
- введение титана с нитропленкой в виде покрытия на частицах титана и алюминиево-магниевого сплава;
- использование в качестве нитрата металла нитрата щелочного или щелочно-земельного металла;
- новое соотношение компонентов.

Введение калия хлорнокислого известно в осветительных составах (см. Шидловский А.А. "Основы пиротехники" М., Машиностроение, 1973, стр.149) и звуковых (свистящих) - заявка Япония 57-149892 от 11.03.81 г., МКИ С 06 В 29/02. В данных составах калий хлорнокислый играет роль высокотемпературного окислителя, а в предлагаемом составе калий хлорнокислый выполняет роль хлорсодержащего вещества, что способствует увеличению насыщенности пламени цветом.

Использование бензоатов щелочных металлов также известно в свистящих составах (заявка Японии, см. выше), в которых бензоаты используются в виде основного органического горючего в смеси с хлоратом или перхлоратом калия для генерации в резонатор большого объема газа. В предлагаемом составе калий бензойнокислый используется как компонент, генерирующий высокотемпературный газ, служащий для выноса горящих металлических частиц в газовую зону пламени и, тем самым, для увеличения геометрических размеров факела пламени.

Использование титана и алюминиево-магниевого сплава известно в фейерверочных составах в качестве искрообразователя (заявка Японии 58-41791, С 06 В от 31.08.81 г.). В предлагаемом составе улучшенный эффект искрообразования достигнут за счет покрытия нитропленкой на частицах сплава и титана, взятых в определенном соотношении (20-45 в % по массе алюминиево-магниевого сплава, остальное - титан). В результате образуются гранулы, которые в факеле пламени взрываются, образуя при этом улучшенный эффект искрообразования.

При содержании калия хлорнокислого менее 28% насыщенность пламени цветом недостаточна для четкого различия цветов, а при содержаниии калия хлорнокислого более 37% по массе возрастает температура пламени до таких пределов, при которой разрушаются излучатели в пламени.

При содержании калия бензойнокислого менее 13% по массе газовой фазы пламени недостаточно для выноса частиц искрообразователей. В результате снижается эффект газообразования. При содержании калия бензойнокислого более 17% падает температура пламени из-за сильного разбавления газом факела, что сильно снижает излучательные характеристики его.

При суммарном содержании титана и алюминиево-магниевого сплава менее 8% эффект газообразования низок из-за малого содержания искрообразователя, а при суммарном содержании титана и алюминиево-магниевого сплава более 12% по массе возрастает температура пламени и резко уменьшается насыщенность его цветом. Содержание нитропленки в составе определяется технологическими особенностями - получением прочно скрепленных между собой гранул из частиц алюминиево-магниевого сплава и титана. При этом используют 15%-ный раствор нитропленки в ацетоне.

Состав изготавливается по принятой в пиротехническом производстве технологии. Смешивание состава производится на лопастном смесителе. Покрытие частиц алюминиево-магниевого сплава и титана нитропленкой производится также на лопастном смесителе путем перемешивания их в 15%-ном растворе нитропленки в ацетоне. Получение гранул из частиц алюминиево-магниевого сплава и титана производится на грануляторе путем протирки перемешанной массы через сито с ячейками определенного размера и последующей провялкой.

Прессование состава в шашки диаметром 20 мм производили на гидравлических прессах.

Испытания состава производили в фотокамере малой модели по ГОСТ 2389. При испытаниях определяли длину форса искр и производили зрелищную оценку насыщенности ядра пламени цветом.

Примеры исполнения заявляемого состава приведены в табл. 1.

Примеры исполнения составов желтого, красного, розового, зеленого огня даны в табл. 2-5 соответственно.

Примеры исполнения составов с лаком КО-85 даны в табл. 6.

Таким образом лак КО-85 позволяет приблизительно в 2-3 раза улучшить сыпучесть составов.

Таким образом, предлагаемый состав обеспечивает достаточно протяженный и красочный шлейф искр (до 60 см на таблетках диаметром 20 мм) при хорошей насыщенности пламени цветом (визуальная оценка) и может быть использован для снаряжения фейерверков.

Составы имеют среднюю чувствительность к трению и к удару, технологичны в изготовлении и снаряжении.

Формула изобретения

1. Искрофорсовый состав цветного огня для фейерверков, содержащий магний, алюминиево-магниевый сплав, фенолформальдегидную смолу, нитрат металла, отличающийся тем, что он дополнительно содержит калий хлорнокислый, калий бензойнокислый, титан и нитропленку в виде покрытия на частицах титана и алюминиево-магниевого сплава, а в качестве нитрата металла он содержит нитрат щелочного или щелочно-земельного металла при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Калий хлорнокислый - 28-37
Калий бензойнокислый - 13-17
Магний - 9-14
Титан - 6-9
Алюминиево-магниевый сплав - 1,99-2,95
Нитропленка - 0,01-0,05
Фенолформальдегидная смола - 4-6
Нитрат щелочного или щелочно-земельного металла - Остальное
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что для получения желтого огня он содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла калий азотнокислый в количестве 15-23 мас. % и натрий азотнокислый в количестве 4-10 мас. %.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что для получения красного огня он содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла стронций азотнокислый в количестве 20-32 мас. %.

4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что для получения розового огня он содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла калий азотнокислый в количестве 23-39 мас. %.

5. Состав по п. 1, отличающийся тем, что для получения зеленого огня он содержит в качестве нитрата щелочного или щелочно-земельного металла барий азотнокислый в количестве 20-32 мас. %.

6. Состав по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнийорганический лак КО-85 в количестве 1-3 мас. %.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4