[發(fā)明專利]一種無煙煙花藥的連續(xù)制備系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410188005.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN105085127A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藺向陽(yáng);鄭文芳;李權(quán)威;潘仁明;黃振亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C06B21/00
• 分類號(hào): C06B21/00;C06B25/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含能復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無煙煙花藥的連續(xù)制備系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

將單基粉等無煙型火藥作為煙花藥使用，存在常壓及低壓條件下表觀燃速和傳火速度偏低等缺陷，無法全面替代黑火藥，很多情況是和黑火藥混合使用，還不能徹底解決煙霧較濃的問題。

采用溶劑法將含有硝化棉的無煙火藥徹底溶解后重新成型，制備成具有微孔結(jié)構(gòu)的無煙煙花藥，燃燒速度和傳火速度大幅度提高，但現(xiàn)有的工藝為間歇式工藝，產(chǎn)品的穩(wěn)定性不夠理想，設(shè)備龐大，生產(chǎn)效率較低。間歇式制備微孔結(jié)構(gòu)的無煙煙花藥在制品存量大，盡管大部分工序是在水的存在下完成，仍然存在一定的安全隱患。

此外，已公開報(bào)道的微孔結(jié)構(gòu)無煙煙花藥的制備方法，成品顆粒都是在溶劑蒸餾驅(qū)除完成后才能徹底定型，顆粒在溶劑蒸餾的前期容易發(fā)生團(tuán)聚過程，溶劑蒸餾過程中還會(huì)造成顆粒內(nèi)部孔徑分布均勻性的變差等缺陷，工藝控制難度較大，不利于產(chǎn)品穩(wěn)定性和質(zhì)量的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工藝穩(wěn)定性好、在制品存量小、生產(chǎn)效率高的無煙煙花藥的連續(xù)制備系統(tǒng)及方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種無煙煙花藥的連續(xù)制備系統(tǒng)，包括依次連接的乳化器、連續(xù)輸送設(shè)備、動(dòng)態(tài)混合器、靜態(tài)混合器、固液分離裝置和溶劑回收裝置。

所述連續(xù)輸送設(shè)備為離心泵、隔膜泵或蠕動(dòng)泵；所述的動(dòng)態(tài)混合器包括高速旋轉(zhuǎn)的分散攪拌裝置和殼體，高速旋轉(zhuǎn)的分散攪拌裝置位于殼體內(nèi)，該殼體包括兩個(gè)進(jìn)料口和一個(gè)出料口，所述高速旋轉(zhuǎn)的分散攪拌裝置為電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌裝置或磁力驅(qū)動(dòng)攪拌裝置；所述靜態(tài)混合器包括兩個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口；所述的固液分離裝置為通用的離心分離裝置或過濾裝置；所述的溶劑回收裝置為通用的帶加熱器和溶劑冷凝回收裝置的蒸餾裝置。

一種利用上述系統(tǒng)的無煙煙花藥的連續(xù)制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將含硝化棉的含能高分子材料溶解到乙酸乙酯中，形成含硝化棉的高分子溶膠；所述含有硝化棉的含能高分子材料為含氮量大于等于11.5％的硝化棉、單基藥或雙基藥；所述的乙酸乙酯用量為含能高分子材料質(zhì)量的3.0～20倍。

步驟2、連續(xù)地將步驟1得到的含硝化棉的高分子溶膠與含氧化劑和表面活性劑的水溶液并行輸送，之后經(jīng)過乳化器進(jìn)行乳化；所述的氧化劑為硝酸鉀、高氯酸鉀中的一種或兩種的混合物，氧化劑水溶液的質(zhì)量濃度為0.1％～8.0％；表面活性劑的質(zhì)量濃度為0～0.05％；步驟2中含氧化劑和表面活性劑的水溶液體積流量與含硝化棉的高分子溶膠體積流量之比為0.3～1.0。

步驟3、將步驟2得到的高分子乳液與含有表面活性劑、分散劑及氧化劑的水溶液并行輸送，并在動(dòng)態(tài)混合器中進(jìn)行連續(xù)混合分散，高分子乳液被分散成球形液滴；

所述的分散劑為阿拉伯膠、骨膠、羥丙基甲基纖維素、聚乙二醇、聚乙烯醇、明膠中的一種，水溶液中分散劑的質(zhì)量濃度為0.05～1.0％，所述的氧化劑為硝酸鉀、高氯酸鉀中的一種或兩種的混合物，水溶液中氧化劑的質(zhì)量濃度為0.1％～8.0％；所述水溶液中表面活性劑的質(zhì)量濃度為0～0.05％；上述水溶液體積流量為步驟2中含硝化棉的高分子溶膠體積流量的1～3倍。

優(yōu)選的，所述的氧化劑的品種和質(zhì)量濃度與步驟2中的氧化劑品種和質(zhì)量濃度均相同。

步驟4、將步驟3分散后的物料連續(xù)輸送至靜態(tài)混合器，在靜態(tài)混合器中，該物料與含氧化劑的水溶液進(jìn)行混合；混合后的物料在輸送過程中，含硝化棉的球形液滴逐步硬化并形成固體顆粒；

所述含氧化劑的水溶液體積流量為步驟2中所述含硝化棉的高分子溶膠體積流量的15～50倍；含氧化劑水溶液的氧化劑品種和質(zhì)量濃度與步驟2中的氧化劑品種和質(zhì)量濃度均相同。

步驟5、將步驟4得到的物料采用通用的方法進(jìn)行固液分離，分離出來的固體顆粒進(jìn)行烘干后得到無煙煙花藥；

步驟6、將步驟5分離出來的液體物料進(jìn)行蒸餾，回收溶劑，蒸餾后得到的水溶液為母液。

步驟1至步驟4中物料的溫度均為10～50℃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明采用連續(xù)成型工藝制備的無煙煙花藥，避免了傳統(tǒng)工藝在溶劑蒸餾過程顆粒相互團(tuán)聚的問題；2)本發(fā)明的方法從物料的溶解到球形顆粒的成型等環(huán)節(jié)都是在較低溫度下進(jìn)行的，工藝過程更安全；3)本發(fā)明的方法在制品量小，顆粒內(nèi)部的孔徑分布更均勻，顯著提高了生產(chǎn)效率，成品的質(zhì)量更穩(wěn)定。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

附圖說明