Пиротехнический искристо-форсовый состав Советский патент 1993 года по МПК C06B33/06 

Изобретение относится к пиротехническим составам искристо-форсового типа и предназначено для изготовления фейерве- V рочных элементов и изделий, например фонтанов и форсов.:

Целью изобретения является получение искристо-форсового состава при горений которого образуется интенсивный поток имеющих значительную высоту полета искр различной расцветки и формы, что создает дополнительный зрелищный эффект.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый состав вводится 37-49% чугунных опилок, 13-19% порошка титана или его сплэвз с содержанием титана 90%, 1-5% порошка магния, 6-10% гексаметилентетра- мина, 1-3% однохлористой меди и остальное до 100% - перхлорат аммония (25-31% . .. ; ;.

Значительная высота полета искр при горении состава достигается за счет введения однохлористой меди, которая, являясь катализатором разложения при горении, обеспечивает интенсивное газообразование. Высокое процентное содержание трех различных металлов - искрообразова- телей обеспечивает образование интенсив - ного потока искр различной расцветки и формы.

Состав содержит 37-49% чугунных опилок в качестве йскрообразователя. Содержание их ниже 37% приводит к недостаточно эффективному образованию искр интенсивно-желтого цвета, а содержание ихвыше 49% -к заметному замедлению и неравномерности горения состава. Размер частиц чугунных опилок - от 0,1 до 1,5 мм. Частицы размером менее 0,1 -мм образуют слишком мелкие искры, а частицы размером более 1,5 мм значительно замедляют скорость горения состава. ;

Порошок титана или титанового сплава используется в качестве искрообразовате- ля. Содержание его менее 13% приводит к недостаточно эффективному потоку искр при горений. Содержание титана или его сплава :выше 19% приводит к образоаанию слишком интенсивного потока искр, что

т

Ль

о

снижает видимость искр других цветов и форм, :Срстав титанового сплава, который может использоваться вместо титана, следующий: 90% титана, 6% алюминия, 4% ванадия. Размер частиц порошка титана или титановрго сплава - от 0,05 до 1 мм. Частицы размером менее 0,05 мм образуют слишком мелкие искры, а частицы размером более 1 мм заметно замедляют скорость горения состава.; :

Состав содержит 1-5% порошка магния в качестве искрообразователя. Содержание его ниже 1% приводит к недостаточно эффективному образованию искр белого цве-1 та; содержание его выше 5% - к сильному увеличению скорости горения состава без увеличения высоты полета искр, а также к неравномерному горению. Для порошка магния размер частиц отО.З до 2 мм. Частицы магния размером менее 0,3. мм слабо образует искры, так как большая часть частиц сгорает внутри гильзы, в которую снаряжен состав, Размер частиц магния более 2 ММ приводит к ухудшению их воспламеняемости при горении состава, и как следствие

-куменьшению интенсивности потока искр белого цвета.;: ; . /.. Тексаметилентетрамин используется в

качестве горючего. Содержание его выше 10% приводит к замедлению скорости горе- нйя и недостаточному газообразованию, что приводит к уменьшению высоты полета искр. Содержание гексаметилентётрамина ниже 6% приводит (Гувеличению скорости горения состава без увеличения высоты по- лета иекр,

Состав содержит 1-3% однохлористой меди CuCI в качестве катализатора разложения NH4CI04 при горении. Содержание CuCI менее1% сильно замедляет скорость горения состава, что приводит к недостаточному газообразованию. Содержание CuCI в составе выше 3% значительно ускоряет скорость горения состава, а также приводит к неравномерному импульсному горению без увеличения высоты полета искр. Следует отметить, что неравномерность горения состава крайне нежелательна из-за того, что при этом высота полета искр нестабильна и в процессе горения все время изменяется. Этотфакт отрицательно сказывается на зрелищном эффекте. Быстрота горения состава также нежелательна, потому что при этом возникает необходимость изготавливать изделия из состава фонтаны или форсы боль- шегр размера, что создает определенные неудобства, а также экономически нецеле- сообразно, ..:.,

Перхлорат аммония используется в качестве .окислителя. Содержание NH4CI04

ниже 25% приводит к уменьшению газообразования при горении, и высота полета искр уменьшается, а увеличение содержания его выше 31% приводит к повышению скорости сгорания состава без увеличения высоты полета искр.

Отличительным признаком предлагаемого состава является использование хлорида меди (1) и увеличение содержания металлов-искрообразователей.

П р и м е р 1. Известный состав по (2), мас.%: NH4CI04 55; уротропин 14; идитол 8; порошок магния и чугунные опилки 23%.

Диаметр гильзы 10 мм. Толщина стенок 2 мм. Максимальная высота полета искр 40- 50 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов.

П р им е р 2. Предлагаемый состав, мас.%: NH4C104 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 16; чугунные опилки 43; порошок магния 3.

Диаметр гильзы 10 мм. Толщина стенок 2 мм, Максимальная высота полета искр 120-150 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

П р и мер .3. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: NH4CI04 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 0,5; порошок титанового сплава 16,5; чугунные опилки 44; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 80- 100 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

Пример 4, Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%:. NH4C104 28; гексаметИлёнтетрэмин 8; CuCI 4; порошок титанового сплава 14; чугунные опилки 43; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 170 см, неравномерное быстрое горение. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

Приме р 5. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: NH4C104 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 12; чугунные опилки 47; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, менее интенсивное искрообразова- ние. Искры различной формы белого и желтого цветов.

При м е р 6. Опыт проведен в тех же условиях, что и пример 1. Состав, мас.%: NH4CI04 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 20; чугунные опилки 39; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, слишком интенсивное искрообразо- вание. Искры различной формы белого и желтого цветов.

Все дальнейшие опыты проведены в тех же условиях, что и пример 1.

Пример 7 (с использованием порошка титана вместо титанового сплава). Состав, мас.%: NhMCICM 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титана 16; чугунные опилки 43; порошок магния 3,

Максимальная высота полета искр120- 150 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

Опыты при граничных содержания компонентов состава.

Пример 8 (граничные содержания NH4CI04 Состав, мас.%: 1МН4С1См25; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового рплава 17; чугунные опилки 45; порошок магния 3.:

Максимальная высота полета искр 110- 130 см, горение состава незначительно замедлено. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы,

П р и м е р 9 (граничные содержания NhMCICM). Состав мас.%: NH4CICM31; гекса- метИлентетрамин 8; СиР 2; порошок тита- нов|эго сплава 15; чугунные опилки 41; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, горение состава незначительно ускорено. .При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

П р и м е р 10 (граничные значения содержания гексаметилентетрамина). Состав мас.%: NbUCICM 28; гексаметилентетрамин 6; СиС 2; порошок титанового сплава 16; чугунные опилки 45; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр - 120-140 см, при горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. .Пример 11 (граничные значения содержания гексаметилентетрамина). Состав мас.%: NhUClOa 28; гексаметилентетрамин 10; CuCI 2; порошок титанового сплара 15; чугунные опилки 42; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 11D- 140 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

Пример 12 (граничные значения содержания CuCI). Состав, мас.%: NH4CI04 28; гфксаметилентетрамин 8; CuCI 1; порошок Титанового сплава 16; чугунные опилки 44; порошок магния 3,

Максимальная высота полета искр 110- 130 см. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной, формы.

Пример 13 (граничные значения содержания CuCI). Состав, мас.%: NH4CICM. 28; гексэметилентетрамин 8; CuCI 3; .порошок титанового с(1лава 16; чугунные опилки 42; порошок магния.3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, довольно быстрое горение состава. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. 5П р и м е р 14 (граничные значения содержания порошка титанового сплава). Состав, мас.%: NH4CI04 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 13; чугунные опилки 46; порошок

0 магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, искрообразование незначительно ослаблено. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

5 Пример 15 (граничные значения содержания порошка титанового сплава). Состав, мае.%: МЖС См 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 19; чугунные опилки 40; порошок

0 магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, искры белого и желтого цветов различной формы. Различимость искр других цветов и форм незначительно ослаблена.

5 Пример 16 (граничные значения содержания чугунных опилок). Состав, мас,%: NH4CI04 30; гексзметилентетрамин 9; CuCI 2; порошок титанового сплава 18; чугунные опилки 37; порошок магния 4.

0 Максимальная высота полета искр 120- 150 см, при горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. Различимость искр, образованных чугунными опилками, незначительно ослаблена,

5 П р и м е р 17 (граничные значения содержания чугунных опилок). Состав, мас.%: NH4CI04 26; гексаметилентетрамин 7; CuCI 2; порошок титанового сплава 14; чугунные опилки 49; порошок магния 2.

0 Максимальная высота полета искр 110- 130 см, горение состава несколько замедлено. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы.

П р.им е р 18 (граничные значения

5 содержания порошка магния). Состав,

мас.%: NH4CICM 28; гексаметилентетрамин

8; CuCI 2; порошок титанового сплава 16;

чугунные опилки 45; порошок ;магния .1.

Максимальная высота полета искр 1200 150 см, различимость искр белого цвета ослаблена. При горении образуются искры в основном желтого цвета.

П р и м е р 19 (граничные значения содержания порошка магния). Состав,

5 мас,%: NH4CI04 28; гексаметилентетраг мин 8; CuCI 2; порошок титанового сплава 15; чугунные опилки 42; порошок магния 5.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, скорость горения состава несколько

увеличена. При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. Опыты при граничных содержаниях порошка титана (вместо порошка титанового сплава).

Пример 20 (граничные значения порошка титана), Состав, мас.%: NbUClOn 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; поро- tuok титана 13; чугунные опилки 46; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, искрообразование несколько ослаблено. Искры белого и желтого цветов различной формы.

Пример 21 (граничные значения содержания порошка титана). Состав, мас.%: NH4C104 2; порошок титана 19; чугунные опилки 40; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, при горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы. Различимость искр других цветов и форм незначительно ослаблена.

Примеры выполнения опытов для различной дисперсности металлических компонентов состава. : .

Пример 22. Состав, мас.%: NH4CIQ4 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титана или титанового сплава (размер частиц менее 0,05 мм) 16; чугунные опилки 43; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, часть искр желтого цвета очень мелкие, зрелмщнрсть ухудшена.

П р и м е р 23. Состав, мас.%; NbUCICM 28; гексаметилентетрамин 8; СиСГ2; поро- .шок титана или титанового сплава (размер частиц более 1 мм) 16; чугунные опилки 43; порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150см, горение состава значительно замедлено, При горении образуются искры белого и желтого цветов различной формы,

П р и м е р 24. Состав, мас,%: МЩ СЮ 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; поро- шоктитана или титанового сплава 16; чугунные опилки 43 (размерчастиц менее 0,1 мм); порошок магния 3.

Максимальная высота полета искр 120- 150 см, часть искр желтого цвета очень мелкие, зрелищность ухудшена. При горении также образуются искры белого цвета,

Пример 25, Состав: МЩОСм 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титана или титанового сплава 16; чугунные опилки 43 (размер частиц более 1,5 мм); порошок магния 3;

Максимальная высота полета искр 70- 90 см, горение состава значительно замедлено, наблюдается также неравномерность

горения, При горении образуются искры желтого и белого цветов.

Пример 26. Состав, мас,%: NH4CI04 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок титана или титанового сплава 16; чугунные опилки 43; порошок магния 3 (размер частиц менее 0,3 мм).Максимальная высота полета искр 120- 150 см, искры белого цвета практически от0 сутствуют. При горении образуются также искры желтого цвета.

Пример 27. Состав, мас.%: NH4CI04 28; гексаметилентетрамин 8; CuCI 2; порошок итана или титанового сплава 16; чугун5 ные опилки 43; порошок магния 3 (размер частиц более 2 мм),

Максимальная высота полета искр 110- 130 см, интенсивность потока искр белого цвета очень слабая.

0 Как видно из результатов опытов, введение хлорида меди (1) СиС позволяет повысить максимальную высоту полета искр по сравнению с прототипом в 2-3 раза, а введение трех различных металлов-искрообразо5 вателей, а также увеличение их процентного содержания по сравнению с прототипом (2), обеспечивает получение интенсивного потока искр различной расцветки и трех различных форм. Следует также отметить, что в

0 предлагаемом составе как и во многих других искристо-фарсовых составах пламяобрэзова- ние практически не имеет места. Фактически вся теплота сгорания расходуется на образование искр и выброс их во внешнюю среду.

5 Дымность предлагаемого состава аналогична дымности состава по прототипу.

Положительным моментом предлагаемого состава является его малая дымность, а также то, что состав химически стоек и

0 физически стабилен, при хранении в обычных условиях. Состав и изделия из него могут изготавливаться по принятой на пиротехнических заводах технологии. Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

5 Пиротехнический искристо-форсовый состав, включающий перхлорат аммония, гексаметилентетрамин, металлические порошки, отличающийся тем, что, с целью улучшения зрелищного эффекта за счет обра0 зования.искр различного цвета и увеличения высоты их полета, он в качестве металлических порошков содержит порошок магния, чугунные опилки и порошок титана или его сплавы с содержанием титана 90% и допол5 нительно - хлорид меди (1) при следующем соотношении компонентов, мас.%; Чугунные опилки37-49 Порошок титана или его сплава с содержанием титана 90% 13-19

91798346 10

Гёксаметилентетрамин6-10Хлорид меди 1-3

Порошок магния . .1-5Перхлорат аммония Остальное

Использование; фейерверочные элементы и изделия. Сущность изобретения: .состав содержит, мае.%: чугунные опилки 37-49; порошок титана или его сплав с содержанием титана 90% 13-19; гексамети- лентетрамин 6-10; порошок магния 1-5; хлррид меди 1-3; перхлорат аммония - остальное Максимальная высота полета искр 120-150 см, образуются искры белого и жел- того цветов различной формы.