烟火色彩组合物

申请号 CN200880012088.1 申请日 2008-04-16 公开(公告)号 CN101679137A 公开(公告)日 2010-03-24
申请人 克里尔斯巴克有限责任公司; 发明人 约翰·弗朗西斯库斯·塞文贝尔根; 鲁特格尔·韦布; 穆尔克·彼得·范罗伊恩;
摘要 本 发明 提供了含氯烟火组合物,其包括粘结剂、 氧 化剂、烟火 燃料 、以及包含5- 氨 基四唑的金属盐的发色剂。本发明还涉及包含这样的烟火组合物的烟花制品。另外,本发明提供了制备所述发色剂的方法。
权利要求

1.一种含氯烟火组合物,包括粘结剂、化剂、烟火燃料、以及 包含5-基四唑的金属盐的发色剂。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述金属盐是通过使相 应的金属氢氧化物或金属硝酸盐与5-氨基四唑反应来获得的。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述金属盐是通过使相 应的金属氢氧化物与5-氨基四唑反应来获得的。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物,其中,所述金属选 自由、锶、钡、、镁、锂、、锑和组成 的组。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述金属为锶、钡或铜。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物,其中,所述粘结剂 以在2~20wt%范围内的量存在,所述氧化剂以在1~85wt% 范围内的量存在,所述烟火燃料以在20~96wt%范围内的量 存在,所述5-氨基四唑的金属盐以在2~30wt%范围内的量 存在,所有这些量均基于总的烟火组合物。
7.根据权利要求6所述的组合物,其中,所述5-氨基四唑的金 属盐以在4~10wt%范围内的量存在,所有这些量均基于总 的烟火组合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物,其中,所述粘结剂 包括硝化纤维素或PVC。
9.根据权利要求8所述的组合物,其中,所述粘结剂包括硝化纤 维素。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的组合物,其中,所述氧化剂 选自由硝酸铵、高氯酸铵、硝酸钡、氯酸钡、硝酸锶、硝酸钾 以及高氯酸钾组成的组。
11.根据权利要求8所述的组合物,其中,所述氧化剂包括硝酸铵 或高氯酸铵。
12.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述烟火燃料选自由硝 化纤维素、纤维素、硝酸纤维素、硝酸胍、阿拉伯胶、赤桉树 胶和虫胶组成的组。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述烟火燃料包括硝 化纤维素或纤维素。
14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中,所述5-氨 基四唑的金属盐借助于酸来质子化。
15.根据权利要求14所述的组合物,其中,所述酸选自由盐酸氢溴酸氢碘酸氢氟酸、硝酸、氯酸和高氯酸组成的组。
16.根据权利要求15所述的组合物,其中,所述酸包括盐酸、氯 酸或高氯酸。
17.一种烟花制品,包含根据权利要求1-16中任一项所述的烟火 组合物。
18.权利要求2-5中任一项所述的5-氨基四唑的金属盐在烟花制 品中的用途。
19.一种用于制备根据权利要求1-16中任一项所述的烟火组合物 的发色剂的方法,所述方法包括:使相应的金属化合物与5- 氨基四唑反应,以及收回这样获得的为5-氨基四唑的金属盐 形式的发色剂。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种包含5-基四唑盐的烟火组合物,优选地一种 包含5-氨基四唑盐的烟花组合物(焰火组合物,fireworks composition)。

背景技术

传统的彩色烟花具有的主要缺点为它们产生大量的烟,这在封 闭的集合地点例如市内体育场中引起严重问题。
在US 6,214,139和US 5,917,146中,提出了多种高氮、低含 量的高能材料的金属盐作为用于低烟烟花组合物的可行成分。
然而,在这些文献中提及的高氮、低碳含量高能材料不是易于 可获得的化合物。为了制备这些化合物,要求多步骤合成。此外, 在这些合成的一部分中,需要环境不友好、有毒或有害的化学前体。 这两个问题显著地提高了高氮、低碳含量的金属盐的价格。

发明内容

本发明的目的是通过提供能够用于大规模工业化生产烟花的 低烟、无高氯酸盐烟火组合物而减少烟花的环境影响。
出人意料地,现在已经发现,当使用包含5-氨基四唑的金属盐 的含氯烟火组合物时可以实现这个目的。本发明的发明人发现,包 含5-氨基四唑的金属盐的烟火组合物,优选烟花制品产生相对少的 烟雾,同时在燃烧时能够产生彩色火焰。由于所述金属盐的可获得 性,所以这对现有技术中提出的低烟烟火组合物提供了具有吸引 的替代方案。另外,烟火组合物中的组分的合成、以及烟火组合物 本身是环境友好的。此外,甚至本发明的烟火组合物的燃烧也称得 上环境友好的。
有利地,5-氨基四唑的金属盐易于处理并且另外没有自燃的危 险。
因此,本发明涉及含氯烟火组合物,其包括粘结剂、化剂 (oxidator)、烟火燃料、以及包含5-氨基四唑的金属盐的发色剂(颜 料或着色剂,colourant)。
金属盐可以通过使相应的金属化合物与5-氨基四唑反应而获 得。优选地,金属盐通过使相应的金属氢氧化物、金属硫酸盐、金 属氯化物或金属硝酸盐与5-氨基四唑反应来获得。更优选地,金属 盐通过使相应的金属氢氧化物或金属硝酸盐与5-氨基四唑反应来 获得。最优选地,金属盐通过使相应的金属氢氧化物与5-氨基四唑 反应来获得。
5-氨基四唑可以是无形式或者含结晶水。
合适地,在金属盐中使用的金属选自由、锶、钡、、镁、锂、、锑和组成的组。
优选地,金属为锶、钡或铜。
各种金属盐的混合物可以适合地采用以产生所需的颜色
合适地,粘结剂以在2~96wt%范围内的量存在,氧化剂以在 1~85wt%范围内的量存在,烟火燃料以在20~96wt%范围内的 量存在,5-氨基四唑的金属盐以在2~30wt%范围内的量存在,所 有的量均基于总的烟火组合物。
优选地,基于总的烟火组合物,5-氨基四唑的金属盐以在4~ 10wt%范围内的量存在。
合适地,粘结剂包括硝化纤维素(硝化纤维,nitrocellulose) 或PVC。优选地,粘结剂包括硝化纤维素
合适地,根据本发明使用的硝化纤维素具有的氮含量低于14 wt%,优选地,氮含量在12~13.5wt%的范围内。
根据本发明使用的粘结剂通常是可挤出的(extrudable)和高能 的。术语高能的是指粘结剂将放热性地分解。
合适地,氧化剂选自由硝酸铵、高氯酸铵、硝酸钡、氯酸钡、 硝酸锶、硝酸钾以及高氯酸钾组成的组。
优选地,氧化剂包括硝酸铵或高氯酸铵。
烟火燃料选自由硝化纤维素、纤维素、硝酸纤维素、硝酸胍、 阿拉伯胶、赤桉树胶(red gum)和虫胶(schellack)组成的组。
优选地,烟火燃料包括硝化纤维素或纤维素。
对本领域技术人员来说很明显,硝化纤维素可以用作粘结剂以 及烟火燃料。
根据本发明的烟火组合物含有氯。合适地,基于总的烟火组合 物,本发明的烟火组合物包含的氯的量在0.2~20wt%的范围内, 优选在1~5wt%的范围内。
氯可以由粘结剂、氧化剂和/或发色剂提供。
在一个有吸引力的实施方式中,5-氨基四唑的金属盐借助于酸 来质子化。该质子化可以通过使5-氨基四唑与盐酸在合适溶剂中接 触并且回收所形成的晶体而实现。
合适地,酸选自由以下组成的组:盐酸、氢溴酸氢碘酸、氢 氟酸、硝酸、氯酸以及高氯酸。
优选地,酸是盐酸、氯酸或高氯酸。
根据本发明所使用的烟火组合物可以包括本领域技术人员公 知的其他常规组分(燃烧速度调节剂、稳定剂、加工助剂、钝感剂 等)。如果存在,则基于总的烟火组合物,这些组分以低于10wt% 的量存在。
本发明还涉及包含根据本发明的烟火组合物的烟花制品。
另外,本发明涉及如上所述的5-氨基四唑的金属盐在烟花制品 中的用途。更具体地,本发明涉及本文所述的5-氨基四唑的金属盐 在低烟烟火组合物中的用途。本发明的烟火组合物,尤其是当用于 烟花制品中时,在燃烧后能够产生彩色火焰,而与传统的烟火组合 物相比仅产生非常少的烟。优选地,该烟火组合物基本上是无烟的。
本发明还涉及一种用于制备根据本发明的烟火组合物的发色 剂的方法,该方法包括:使例如金属氢氧化物或金属硝酸盐与5- 氨基四唑反应,以及收回这样获得的5-氨基四唑的金属盐形式的发 色剂。
合适地,所述工艺是在水存在下进行。
根据本发明的烟火组合物可以合适地通过将各个组分干燥混 合并将这样获得的组合物压制成所需的形式而制备。在另一种实施 方式中,各个组分在溶剂存在下进行混合,之后将获得的混合物挤 出,以及通过蒸发去除溶剂。
溶剂可以合适地选自由以下组成的组:乙醇,或酯类溶剂如乙 酸乙酯、乙酸丁酯,或醇类溶剂如异丙醇、丁醇。当与传统使用的 溶剂如丙和己烷相比时,这样的溶剂具有这样的优点,即它们对 环境的影响很小并且显著地减少了安全危害(爆炸)的危险。优选 地,溶剂包括丙酮。
基于总的烟火组合物,溶剂合适地以在0至20wt%范围内的量 存在。优选地,基于总的混合物,溶剂以在5wt%至14wt%范围 内的量存在。本领域技术人员将理解,由于所涉及溶剂的蒸发,所 述溶剂在最终获得的烟火组合物中将基本不存在。

具体实施方式

实施例
实施例1
制备的根据本发明的烟火组合物具有以下组成:94.8wt%硝化 纤维素(13.5%N);5wt%锶-氨基四唑络合物;以及0.2wt%氯化 铵。
所述烟火组合物通过混合100克干NC 13.5%与5.27克锶-氨基 四唑络合物和0.22克氯化铵来制备。然后将丙酮加入到所述混合 物,并将这样获得的混合物进行混合直到该组合物可以在柱塞式挤 出工艺中成型为10mm直径的股束。丙酮在室温下去除。这样获得 的股束切成10mm长的颗粒,该颗粒在烟花制品中进一步加工。烟 花制品燃烧时具有红色火焰。
实施例2
制备的根据本发明的烟火组合物具有以下组成:83wt%硝酸 铵;6wt%具有氯化氢的钡-氨基四唑络合物;以及11wt%硝化纤维 素(13.5%N2)。所述烟火组合物在湍流器中干混。在混合后,组 合物压制成直径15mm的颗粒。这样制备的组合物燃烧时具有绿色 火焰。
实施例3
制备的根据本发明的烟火组合物具有以下组成:48wt%高氯酸 铵;17wt%氨基四唑;5wt%锶-氨基四唑络合物;以及30wt%硝化 纤维素(13.5%N2)。所述烟火组合物在湍流器中干混。在混合后, 组合物压制成直径15mm的颗粒。这样制备的组合物燃烧时具有红 色火焰。
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