改性硝酸盐型烟火药国内外研究现状

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花炮产业常用的氧化剂有氯酸钾[10]、高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸钡、硝酸钾等。2002 年以前，廉价、点火可靠、燃烧稳定且染焰性好等诸多优点的氯酸钾在花炮产业中被广泛使用，但氯酸钾是自反应性材料，极易发生燃爆事故，故国务院已在 2002 年发 52 号文件中要求花炮产业中限用氯酸钾[11]。替代氯酸钾的安全氧化剂[12]已成为国内外烟火工作者的研究焦点。68429

1 物理混合法

经前人做过的实验数据，复合型氧化剂的使用和开发有着新的优点和广阔的市场前景。一种以高氯酸钾、硝酸钡、硝酸钾混合的“鞭炮氧化剂”[13]，该氧化剂与氯酸钾、纯高氯酸钾氧化剂的效果相当，并且其安全性高于氯酸钾氧化剂，

同时其成本相对于纯高氯酸钾氧化剂而言又偏低。一种硝酸钡和高氯酸钾复合使用的“鞭炮安全氧化剂”[12]，其安全性远远高于氯酸钾作为氧化剂，同时成本又低于高氯酸钾氧化剂，仅比氯酸钾高 5％。一种将金属氧化物、硝酸钾和高氯酸钾复合使用的复合氧化剂[14]的技术，有着使用效果好，且经济效益高等优点。

2 化学改性法

发明专利“一种花炮氧化剂硝酸钡的轻质化改性方法”[15]公开了一种采用无机膨化剂使硝酸钡形成微观上蓬松多孔结构的轻质化改性方法。在降低硝酸钡密度的同时，还能提高其反应活性。这个专利中使用的膨化剂为草酸铵、碳酸铵等铵盐，这些铵盐加入到硝酸钡溶液中其阴离子将生成草酸盐或碳酸盐沉淀，同时其铵根阳离子还会与溶液中的硝酸根形成硝酸铵，硝酸铵存在与混合体系中具有一定的热不安定性，可能将在后续的受热工序中爆炸；此外，使用铵盐做膨化剂，生产原料中的膨化剂在整个工艺中将完全分解消耗，具有较大的浪费。论文网

专利“一种提高花炮氧化剂硝酸钡反应活性的活性剂”[16]公开了一种促进硝酸钡热分解的活性剂成分与配方。通过向硝酸钡加入特定金属氧化物作为热分解催化剂，降低硝酸钡的反应温度，提高了硝酸钡用于花炮药剂时的反应活性。但该活性剂的掺混方法是将复合氧化物与硝酸钡采用普通的混合设备进行机械混合，这就造成在生产批量大的时候可能混合不够均匀，部分硝酸钡因没有足够量的活性剂而反应活性未能增高到预期程度。

一种以改性硝酸钡（指经过轻质化与活性化改性的花炮氧化剂硝酸钡）为主体氧化剂的爆竹药剂药剂的摩擦感度与撞击感度则大幅度降低，且本发明在同等条件下降低了价格高昂的铝粉及高氯酸钾的用量，使爆竹药剂的价格成本得以降低[17]。

3 研究现况分析

物理混合法所制得的氧化剂，虽能在一定程度上降低成本并且提高其安全性能，但同时又将降低其活性，使其所制得的成品效果将不如原配方。而通过现已发表专利的化学改性法制得的氧化剂，虽能很大程度提高原硝酸钡等的活性，其安全性也能值得放心，但其活性仍旧不足。在配置成品药时仍旧需要加入相当部分的高氯酸钾才能勉强与高氯酸钾制得的成品药相提并论，所以本文旨在膨化硝酸钡的基础上，通过复合改性的方法使之增加活性，并不失安全性。