ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СИГНАЛЬНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2018 года по МПК C06B33/14 C06B31/02 

Изобретение относится к пиротехнике, а конкретнее, к пиротехническим составам желтого огня и может быть использовано для изготовления сигнальных средств, в частности сигнальных патронов.

Имеются пиротехнические сигнальные составы желтого огня. Например, состав содержащий хлорат калия - 60%, оксалат натрия - 25%, идитол - 15% (А.Г. Горст. Пороха и взрывчатые вещества. Издательство «Машиностроение», М. 1972). Недостатком данного состава является невысокая сила света пламени, что снижает дальность видимости сигнала от пламени изделия, изготовленного из этого состава. Главный недостаток данного состава - высокая чувствительность ее к механическим воздействиям - удару и трению, что требует высоких мер безопасности при изготовлении состава и прессовании из них сигнальных шашек.

При замене в пиротехнических составах хлората калия на перхлорат калия чувствительность составов к механическим воздействиям становится приемлемой для ведения их промышленного производства. Поэтому в американских составах сигнальных огней часто используют в качестве окислителя перхлорат калия. Например, известный состав США желтого огня содержит в рецептуре 19% магния, 50% перхлората калия, 15% оксалата натрия, 7% гексахлорбензола и 9% гильсонита (асфальтит) (Ellern H. Modern Pyrotechnics. N.-V., 1961). Данный состав обладает хорошими светотехническими характеристиками. Однако наличие в рецептуре гексахлорбензола, запрещенного к производству и применению по экологическим аспектам Конвенцией ООН от 2001 г и Федеральным законом РФ ФЗ от 27.06.2011 г №164 не позволяет использовать состав для применения в сигнальных изделиях.

Имеется отечественный сигнальный состав желтого огня по авторскому свидетельству СССР №1352887 кл. C06B (заявка на изобретение №3929752/40-23 от 17.07.1985 г.), содержащий в рецептуре в качестве хлорирующего компонента вместо запрещенного гексахлорбензола поливинилхлорид или сополимер винилхлорида с винилацетатом в количестве 5÷10%. Также этот состав содержит в рецептуре магний или алюминиево-магниевый сплав, фенолформальдегидную смолу, углекислый стронций, графит и натрий азотнокислый. Недостатком данного состава является плохая воспламеняемость при действии в составе изделия.

По числу совпадающих существенных признаков в качестве прототипа выбран штатный сигнальный состав желтого огня (Н.М. Вареных и др. Пиротехника. Издательство КНИТУ, Казань, 2015) следующей рецептуры (в % по массе):

барий азотнокислый 55 стронций углекислый 5 магний 17 криолит 15 смола фенолформальдегидная 8

Скорость горения прессованной звездки данного состава составляет 1,95 мм/с при нормальных условиях (температуре окружающего воздуха и изделия 20-25°C).

Недостатками данного состава являются невысокие значения силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени. Кроме того, состав содержит в рецептуре криолит, который в настоящее время не выпускается отечественной промышленностью.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание пиротехнического сигнального состава желтого огня с более высокими значениями силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени при скорости горения менее 2 мм/с.

Технический результат достигается тем, что известный пиротехнический сигнальный состав, содержащий барий или натрий азотнокислый, магний, стронций углекислый и фенолформальдегидную смолу, согласно изобретению дополнительно содержит натрий кремнефтористый при следующем соотношении компонентов (в % по массе):

барий или натрий азотнокислый 40-65 магний 12-30 стронций углекислый 5-12 фенолформальдегидная смола 3-11 натрий кремнефтористый 6-16

Отличительные признаки обеспечили более высокие значения силы света, удельной светосуммы и чистоты цвета пламени (представлены в таблицах 1 и 2). Достоинством предложенного состава является также и небольшая скорость горения - 1,6÷1,85 мм/с, у прототипа - 1,95 мм/с.

Изготовление заявленного пиротехнического состава производится по типовой технологии, применяемой в пиротехнической подотрасли. Первоначально перемешивается в смесителе порошок магния в растворе фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте (5-7 мин). Далее добавляются все остальные порошкообразные компоненты: барий или натрий азотнокислый, стронций углекислый, натрий кремнефтористый и перемешиваются в чаше смесителя в течение 10-15 минут. Время перемешивания лимитируется типом смесителя и объемом перемешиваемой массы. В данном случае составы приготавливали на промышленном смесителе 6ЛС по 3 кг каждого образца по минимальным значениям времени перемешивания. Составы после приготовления в смесителе проходили операцию провяливания и грануляции.

Компоненты, входящие в рецептуру предлагаемого состава, имеют широкую сырьевую базу и выпускаются отечественной промышленностью.

Заявленный пиротехнический состав обладает высокой химической стойкостью и физико-химической стабильностью.

Используемые образцы состава изготавливали методом глухого прессования в картонные оболочки диаметром ∅37,5 мм и высотой 33,5±0,5 мм. Давление прессования при изготовлении образцов предлагаемого состава и прототипа составляло 1750 кгс/см².

Стендовые испытания образцов с определением светотехнических характеристик проводились в фотокамере малой модели по ГОСТ 2389.

Рецептуры вариантов предлагаемого состава и прототипа, и светотехнические характеристики образцов ∅37,5 мм, изготовленных из них, представлены в таблицах 1 и 2.

Представленный в таблицах 1 и 2 сопоставительный анализ результатов испытаний образцов, изготовленных из сигнальных составов предложенного технического решения, и образцов прототипа показал, что:

- при горении образцов предложенных составов сила света, удельная светосумма и чистота цвета пламени значительно выше, чем у образцов прототипа;

- скорость горения образцов предложенного состава ниже скорости горения образцов прототипа, т.е. обеспечивается более высокое время действия огневого сигнала.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим сигнальным составам желтого огня для применения в сигнальных патронах, и может быть использовано в различных сигнальных изделиях. Пиротехнический сигнальный состав содержит (в % по массе): барий или натрий азотнокислый (40-65), магний (12-30), стронций углекислый (5-12), фенолформальдегидную смолу (3-11) и натрий кремнефтористый (6-16). Состав имеет повышенную силу света, удельную светосумму и чистоту цвета пламени при небольшой скорости горения (менее 2 мм/с). 2 табл.

Пиротехнический сигнальный состав желтого огня, содержащий барий или натрий азотнокислый, магний, стронций углекислый и фенолформальдегидную смолу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит натрий кремнефтористый при следующем соотношении компонентов (в % по массе):

барий или натрий азотнокислый 40-65 магний 12-30 стронций углекислый 5-12 фенолформальдегидная смола 3-11 натрий кремнефтористый 6-16