技术领域
[0001] 本
发明涉及一种无烟无硫爆竹硝药剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。
背景技术
[0002] 在中国欢庆的节日或喜事中，烟花爆竹被大量使用，而且盛行已久，爆竹的燃放更是有着近1000年的历史。近些年来，由于消费的不断增长、环保意识的欠缺和生产厂家激增等原因，烟花爆竹的燃放造成了非常严重的烟气、粉尘、微粒等污染，对环境和人体健康带来了前所未有的负担和危害。
[0003] 众所周知，烟火药是我国四大发明的技术之一，其主要成份是
硝酸钾、硫磺和
木炭，而烟火药有的还含有氯酸钾，为了绚烂的燃放效果还会往药剂中加入
金属粉末等。其燃放时会产生
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫以及金属氧化物的粉尘，这些有毒有害气体以及粉尘颗粒物对人类的呼吸系统、神经系统等有着不同程度的损害。近年来，有着不少烟花爆竹行业的专业人士研制以气体作为燃爆物的新型烟花爆竹(例如，CN200420076610.1、CN201310057675.5、CN92245902.9等)，可燃气体需要在出厂前预充在安全气囊内，然而气体
稳定性差，安全问题突出，在高温环境或者遇到火源的情况下，极易发生燃爆等安全事故，给烟花爆竹的运输以及储存真增加安全隐患；也有不少人研制仿真
电子声光爆竹(例如，CN93243252.2、CN200820050107.7、CN201620075248.9等)，虽然可以在某些场合替代传统的烟花爆竹，但是由于没有实物的存在，只是器具表现出来的声光效果满足不了人们对烟花爆竹所营造出来的喜庆氛围的需求。这些新型的烟花爆竹虽然解决了传统烟花爆竹对环境的污染以及对人体的危害等问题，却因为安全问题和燃放效果等缺点而受到人们的冷落，因此不能够满足庞大的市场需求。
[0004] 在保证烟花爆竹继续为人们正常使用的前提下，减轻其燃放对环境的污染和对人体的危害，是烟花爆竹行业亟待解决的主要矛盾，也是烟花爆竹产业发展道路上的热点问题和重点问题，这对爆竹硝药剂的无烟无硫提出了需求，也为烟花爆竹行业的发展指明了方向。因此，制备出一种无烟无硫爆竹硝药剂具有重大的社会意义和现实意义。
发明内容
[0005] 本发明是为了解决现有爆竹硝药剂燃放后存在的烟气污染问题，而提供的一种无烟无硫爆竹硝药剂及其制备方法。
[0006] 本发明
专利的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007] 一种无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分与所占
质量百分比如下：
[0008]
[0009] 组分中所述硝化竹
纤维素的含氮量为12％～12.5％；
[0010] 一种无烟无硫爆竹硝药剂的制备方法，具体步骤如下：
[0011] 步骤一、按配方质量比称取
钝化黑索今、硝化竹
纤维素、氮化
硼、硝酸钾、对苯二胺和双聚氰胺；
[0012] 步骤二、将步骤一所称取的硝化竹纤维素粉末按(1～5):10的质量比分成A、B两组，按质量比1:10将A组硝化竹纤维素粉末溶于乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2～3小时；然后继续在搅拌状态下，加入步骤一所称取的双聚氰胺、对苯二胺与氮化硼，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
[0013] 步骤三、在搅拌及超声分散状态下，将步骤一称取的钝化黑索今、硝酸钾和步骤二所得的B组硝化竹纤维素加入到步骤二所得的硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀后进行揉捏，揉捏过程中可适量添加乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
[0014] 步骤四、将步骤三所得软硬适中的均匀胶团状物用双螺杆
造粒机进行造粒，置于阴凉通
风处晾至半干后，转移至80～90℃鼓风烘箱中下干燥2～3小时，得无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
[0015] 步骤五、将步骤四所得无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压
破碎后，过60目
铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，即得颗粒均匀的无烟无硫爆竹硝药剂。
[0016] 所述软硬适中的判断方法为：将胶团状物
挤压通过20目铜筛后，胶团状物成连续细条状且相互之间不粘连，具有一定的塑性和
抗拉强度；
[0017] 有益效果
[0018] 1、一种无烟无硫爆竹硝药剂，采用钝化黑索今作为主要成份，安全可靠，而且不含金属粉末与硫元素成份，可真正意义上实现无烟无硫爆竹硝药剂的制备；
[0019] 2、一种无烟无硫爆竹硝药剂，采用自制硝化竹纤维素，引入硝酸钾、对苯二胺、氮化硼与双聚氰胺，可有效提高爆竹硝药剂的
力学性能和稳定性，保证爆竹硝药剂在生产、存放以及使用过程中的安全；
[0020] 3、一种无烟无硫爆竹硝药剂的制备方法，工艺简单，步骤简洁，生产过程中不产生三废等副产物，适合工厂的流
水线操作，并适合大规模工业化生产，具有显著的经济效益与社会效益。
具体实施方式
[0022] 实施例1
[0023] 一种无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
[0024]
[0025]
[0026] 取36.57g硝化竹纤维素粉末分为A、B两组，其中A组6.57g，B组30g，并将A组硝化竹纤维素粉末溶于65.7g乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2小时，然后继续在搅拌状态下，加入1.36g双聚氰胺、3.49g对苯二胺与13.25g氮化硼，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
[0027] 在搅拌及超声分散状态下，将66.71g钝化黑索今、5.39g硝酸钾以及B组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀后进行揉捏，揉捏过程中添加2.15ml乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
[0028] 将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉
通风处晾至半干后，转移至80℃鼓风烘箱中下干燥2小时，制得119.34g无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
[0029] 将119.34g无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，制得118.06g颗粒均匀的无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达98.93％。
[0030] 经测试，所得无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为31％，摩擦感度(表压3.92MPa，样品质量为30mg，摆
角90°)为33％，装药力学性能优异，着火
温度正常，成品燃放效果优异，测得声级值为86dB，满足无烟无硫的环保要求；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在73℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见分解现象，且成品燃放效果无改变；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在-30℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见冻裂现象，且成品燃放效果无改变。
[0031] 实施例2
[0032] 一种无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
[0033]
[0034]
[0035] 取3.92kg硝化竹纤维素粉末分为A、B两组，其中A组1.12kg，B组2.8kg，并将A组硝化竹纤维素粉末溶于11.2kg乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2.5小时，然后继续在搅拌状态下，加入0.30kg双聚氰胺、0.83kg对苯二胺与1.25kg氮化硼，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
[0036] 在搅拌及超声分散状态下，将13.52kg钝化黑索今、1.55kg硝酸钾以及B组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀后进行揉捏，揉捏过程中添加527ml乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
[0037] 将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至85℃鼓风烘箱中下干燥2.5小时，制得20.63kg无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
[0038] 将20.63kg无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，制得20.56kg颗粒均匀的无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达99.66％。
[0039] 经测试，所得无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为33％，摩擦感度(表压3.92MPa，样品质量为30mg，摆角90°)为35％，装药力学性能优异，着火温度正常，成品燃放效果优异，测得声级值为88dB，满足无烟无硫的环保要求；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在77℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见分解现象，且成品燃放效果无改变；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在-25℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见冻裂现象，且成品燃放效果无改变。
[0040] 实施例3
[0041] 一种无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
[0042]
[0043] 取7.83kg硝化竹纤维素粉末分为A、B两组，其中A组2.61kg，B组5.22kg，并将A组硝化竹纤维素粉末溶于26.1kg乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌3小时，然后继续在搅拌状态下，加入1.02kg双聚氰胺、1.43kg对苯二胺与4.08kg氮化硼，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
[0044] 在搅拌及超声分散状态下，将47.55kg钝化黑索今、5.49kg硝酸钾以及B组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀后进行揉捏，揉捏过程中添加1187ml乙酸乙酯，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
[0045] 将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至90℃鼓风烘箱中下干燥3小时，制得66.37kg无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
[0046] 将66.37kg无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，制得66.12kg颗粒均匀的无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达99.62％。
[0047] 经测试，所得无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为30％，摩擦感度(表压3.92MPa，样品质量为30mg，摆角90°)为33％，装药力学性能优异，着火温度正常，成品燃放效果优异，测得声级值为84dB，满足无烟无硫的环保要求；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在75℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见分解现象，且成品燃放效果无改变；将所得无烟无硫爆竹硝药剂放置在-35℃恒温安全箱中48h，无肉眼可见冻裂现象，且成品燃放效果无改变。
[0048] 以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
