[發明專利]復合硝酸鹽氧化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310092772.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN104058905A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 陳昕;曹傳新
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C06B31/02
• 分類號: C06B31/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰;朱顯國

技術領域

本發明屬于煙火藥劑技術領域，特別是一種安全性好且反應活性大的復合硝酸鹽氧化劑及其制備方法。

背景技術

自我國 2002年明令禁限使用高危險性氧化劑氯酸鉀之后，尋找安全氧化劑以替代氯酸鉀，成為煙火技術領域尤其是民用煙火技術領域的研究熱點。其中，硝酸鋇價格低廉、本質安全、吸濕性小，被認為是最有可能替代氯酸鉀的安全氧化劑。

但硝酸鋇熔點高、熱分解吸熱量大、密度大。熔點高將造成點火困難；熱分解吸熱量大則導致煙火藥劑總體反應的速度慢，燃燒狀態不易穩定傳遞，出現熄火斷火的現象；密度大則將會影響裝藥工藝，需要重新設計適宜的裝藥結構。

為了提高硝酸鋇的反應活性，業界進行了大量探索。

中國發明專利申請說明書“一種提高花炮氧化劑硝酸鋇反應活性的活性劑”（申請號：201010129581.0，公開日：2011.09.28）公開了一種促進硝酸鋇熱分解的活性劑成分與配方。通過向硝酸鋇加入特定金屬氧化物作為熱分解催化劑，降低硝酸鋇的反應溫度，提高了硝酸鋇用于花炮藥劑時的反應活性。但該活性劑的摻混方法是將復合氧化物與硝酸鋇采用普通的混合設備進行機械混合，這就造成在生產批量大的時候可能混合不夠均勻，部分硝酸鋇因沒有足夠量的活性劑而反應活性未能增高到預期程度。

中國發明專利申請說明書“一種花炮氧化劑硝酸鋇的輕質化改性方法”（申請號：201010129564.7，公開日：2011. 09.28）公開了一種采用無機膨化劑使硝酸鋇形成微觀上蓬松多孔結構的輕質化改性方法。在降低硝酸鋇密度的同時，還能提高其反應活性。這個專利中使用的膨化劑為草酸銨、碳酸銨等銨鹽，這些銨鹽加入到硝酸鋇溶液中其陰離子將生成草酸鹽或碳酸鹽沉淀，同時其銨根陽離子還會與溶液中的硝酸根形成硝酸銨，硝酸銨存在與混合體系中具有一定的熱不安定性，可能將在后續的受熱工序中爆炸；此外，使用銨鹽做膨化劑，生產原料中的膨化劑在整個工藝中將完全分解消耗，具有較大的浪費。

綜上所述，現有技術存在的問題是：硝酸鋇氧化劑的反應活性還不夠高，安全性不夠好，生產過程原材料浪費大導致成本升高。

因此，如何進一步提高硝酸鋇氧化劑的反應活性和安全性，使其在保持價格低廉、本質安全、吸濕性小的優點的同時，點火可靠性、燃燒穩定性、燃放效應進一步提高，以接近或達到氯酸鉀氧化劑的性能，從而促進硝酸鋇這種兼具價格優勢與本質安全性的煙火藥氧化劑材料的廣泛應用，是現有技術亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合硝酸鹽氧化劑，安全性好，反應活性大，其點火可靠性、燃燒穩定性、燃放效應以及價格成本等綜合性能最接近氯酸鉀氧化劑，可作為高危險性煙火藥氧化劑氯酸鉀的替代產品。

本發明的另一目的在于提供一種復合硝酸鹽氧化劑的制備方法。

本發明的再一目的在于提供另一種復合硝酸鹽氧化劑的制備方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種復合硝酸鹽氧化劑，各組分及重量百分含量為：硝酸鋇70—85%，硝酸鉀13—28%，催化劑2-5%。

所述催化劑為氧化鐵Fe₂O₃、氧化銅CuO、氧化亞銅Cu₂O、氧化鈷CoO、氧化鎳NiO、氧化緦SrO、過氧化鋇BaO₂、氧化錫SnO₂中的至少一種。

所述硝酸鉀的優選含量為16—22%。

所述硝酸鋇的優選含量為75—80%。

實現本發明另一目的的技術解決方案為：一種復合硝酸鹽氧化劑的制備方法，包括如下步驟：

（51）制取復合硝酸鹽溶液：

取硝酸鋇與硝酸鉀為原料，將硝酸鋇與硝酸鉀固體物料按照固體物料重量：溶劑水體積＝1g：5ml的比例加入到溶劑水中，攪拌下加熱至100℃，使固體物料完全溶解，混合，制得復合硝酸鹽溶液；

或取碳酸鋇、碳酸鉀和濃硝酸為原料，按照固體物料重量：溶劑水體積＝1g：5ml的比例，將濃硝酸加入到溶劑水中，形成稀硝酸溶液，攪拌下緩慢加入碳酸鋇與碳酸鉀混合固體物料，待混合硝酸鹽產物溶液的溫度自然升至75℃，碳酸鋇和碳酸鉀與硝酸溶液完全反應，形成硝酸鋇與硝酸鉀的復合硝酸鹽溶液；