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CN106568350B - 阻燃防潮的烟花筒体 - Google Patents

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CN106568350B
CN106568350B CN201610952608.3A CN201610952608A CN106568350B CN 106568350 B CN106568350 B CN 106568350B CN 201610952608 A CN201610952608 A CN 201610952608A CN 106568350 B CN106568350 B CN 106568350B
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Abstract

本发明公开了一种阻燃防潮的烟花筒体，包括内阻燃层、防潮层和外阻燃层，防潮层夹在内阻燃层、外阻燃层之间，且防潮层的厚度小于内阻燃层、外阻燃层的厚度。本发明还公开了一种阻燃防潮的烟花筒体的制备方法，最终形成阻燃层‑防潮层‑阻燃层的多层复合筒体，阻燃性能大大提升，烟花爆竹点燃或爆破后的碎片不会被点燃或携带火源，与可燃物接触，不会发生起火甚至火灾，有效降低了安全隐患，同时可以隔绝空气中的水分，创造干燥的内部空间，保持了原料的爆破性能，延长储存有效期。

Description

阻燃防潮的烟花筒体
技术领域
本发明涉及烟花爆竹安全生产领域。具体地说，本发明涉及一种阻燃防潮的烟花筒体。
背景技术
烟花爆竹属于易燃易爆品，从生产到消费面临的最大挑战就是安全问题，无论是燃放者还是生产企业，如果不按照有关规定进行生产或燃放，就会有可能导致安全事故的发生。过去几年，烟花爆竹安全生产事故频繁发生，广西浦北，河北辛集，黑龙江伊春等相继发生特别重大烟花爆竹爆炸事故，其中黑龙江伊春最具代表性和典型性，事故造成的人员伤亡和经济损失惨重。
中国民间自古就有“开门爆竹”的习俗，即在新的一年到来之际，家家户户开门第一件事就是燃放烟花爆竹，在噼噼啪啪的爆竹声中除旧迎新。爆竹声后，碎红满地，称为“满堂红”。满地的碎红就是烟花爆竹在爆破后被炸成碎片的筒体。
传统的烟花筒体的原材料主要是纸张，当烟花被点燃或爆破后，其筒体也会随之点燃的情况时有发生，燃着的筒体及筒体碎片四处散落，如遇可燃物极易引发火灾，安全隐患可想而知。此外，由于烟花爆竹本身易燃易爆的特点决定了其必须干燥储存，如果空气湿度过大或不小心被水淋湿，烟花爆竹便不能再使用，成为一堆废品，不仅浪费资源，而且对消费者和企业生产者都将是一笔经济损失。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种阻燃防潮的烟花筒体，其降低了烟花爆竹的安全隐患，同时提升了其使用寿命。
本发明提供的一种阻燃防潮的烟花筒体，包括内阻燃层、防潮层和外阻燃层，防潮层夹在内阻燃层、外阻燃层之间，且防潮层的厚度小于内阻燃层、外阻燃层的厚度，其中，
内阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78～90份，碳酸钙3～4份，阻燃剂4～5份，防潮剂5～8份，凝水剂2～3份，增韧剂1～2份，粘结剂4～7份，抗静电剂2～3份，抗氧剂1～2份，稳定剂1～2份；
防潮层包括以下重量份的原料：聚乙烯20～40份，聚丙烯25～38份，纳米氧化锌2～3份，纳米多孔二氧化硅2～3份，防潮剂1～2份，抗静电剂2～3份，稳定剂1～2份；
外阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78～90份，碳酸钙5～9份，阻燃剂4～7份，防潮剂10～20份，凝水剂2～3份，增韧剂2～3份，粘结剂6～8份，抗静电剂2～3份，抗氧剂1～2份，稳定剂1～2份。
优选的是，阻燃剂是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝的组合。
优选的是，秸秆是稻草秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大麦秸秆、高粱秸秆的组合。
本发明还提供了一种阻燃防潮的烟花筒体的制备方法如下：
1)将秸秆经搅碎机搅碎，先放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出干燥后加入乙酸酐和硫酸反应1h，反应温度控制为40℃，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成经改性的秸秆；
2)将1～2重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78～90重量份的秸秆、3～4重量份的碳酸钙、4～5重量份的阻燃剂、5～8重量份的防潮剂、2～3重量份的凝水剂、4～7重量份的粘结剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的抗氧剂、1～2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成阻燃层初混物，并分成两份，将其中一份放入第一模具中成型，自然放置15min，开模取出，形成内阻燃层；
3)将20～40重量份的聚乙烯、25～38重量份的聚丙烯、2～3重量份的纳米氧化锌、2～3重量份的纳米多孔二氧化硅、1～2重量份的防潮剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的稳定剂混合，于真空条件下震荡搅拌，搅拌温度控制为145～160℃，混合均匀得到防潮层初混物，然后把内阻燃层放入第二模具中，将防潮层初混物倒入内阻燃层与第二模具形成的环状空间，自然放置10min，开模取出，在内阻燃层外表面形成防潮层；
4)将2～3重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78～90重量份的秸秆、5～9重量份的碳酸钙、4～7重量份的阻燃剂、10～20重量份的防潮剂、2～3重量份的凝水剂、6～8重量份的粘结剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的抗氧剂、1～2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成外阻燃层初混物；
5)将在内阻燃层外表面形成的防潮层一起放入第三模具中，把步骤4)所形成的外阻燃层初混物倒入防潮层与第三模具形成的环状空间，自然放置15min，开模取出，形成具有由内阻燃层、防潮层、外阻燃层组成的复合层的烟花筒体。
优选的是，氢氧化钠溶液的浓度为3～4wt％，浸泡时间为20min，温度控制为40～50℃。
优选的是，第一模具，第二模具和第三模具均为筒体形状，其内径依次增大。
本发明所能达到的功效增进为：
1.本发明的阻燃防潮的烟花筒体，由阻燃层-防潮层-阻燃层多层复合而成，阻燃性能大大提升，烟花爆竹点燃或爆破后的碎片不会被点燃或携带火源，与可燃物接触，不会发生起火甚至火灾，有效降低了安全隐患。
2.本发明的阻燃防潮的烟花筒体，内置有一层防潮层，可以隔绝空气中的水分，创造干燥的内部空间，保持了原料的爆破性能，延长储存有效期。
3.本发明的阻燃防潮的烟花筒体，使用秸秆做为主要原材料，将秸秆改性与其余原料充分混合，合理利用资源，经搅碎改性后的秸秆在烟花爆破后更易分解于土壤中，符合环保观念；同时，本发明的制备工艺简单，操作便捷，适合规模化生产。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的烟花筒体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
<实施例1>
一种阻燃防潮的烟花筒体，如图1所示，由内阻燃层(1)、防潮层(2)和外阻燃层(3)复合而成，其中：
内阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78份，碳酸钙3份，阻燃剂4份，防潮剂5份，凝水剂2份，增韧剂1份，粘结剂4份，抗静电剂2份，抗氧剂1份，稳定剂1份；
防潮层包括以下重量份的原料：聚乙烯20份，聚丙烯25份，纳米氧化锌2份，纳米多孔二氧化硅2份，防潮剂1份，抗静电剂2份，稳定剂1份；
外阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78份，碳酸钙5份，阻燃剂4份，防潮剂10份，凝水剂2份，增韧剂2份，粘结剂6份，抗静电剂2份，抗氧剂1份，稳定剂1份。
制备方法如下：
1)将秸秆经搅碎机搅碎，先放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出干燥后加入乙酸酐和硫酸反应1h，反应温度控制为40℃，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成经改性的秸秆；
2)将1重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78重量份的秸秆、3重量份的碳酸钙、4重量份的阻燃剂、5重量份的防潮剂、2重量份的凝水剂、4重量份的粘结剂、2重量份的抗静电剂、1重量份的抗氧剂、1重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成阻燃层初混物，并分成两份，将其中一份放入第一模具中成型，自然放置15min，开模取出，形成内阻燃层；
3)将20重量份的聚乙烯、25重量份的聚丙烯、2重量份的纳米氧化锌、2重量份的纳米多孔二氧化硅、1重量份的防潮剂、2重量份的抗静电剂、1重量份的稳定剂混合，于真空条件下震荡搅拌，搅拌温度控制为145～160℃，混合均匀得到防潮层初混物，然后把内阻燃层放入第二模具中，将防潮层初混物倒入内阻燃层与第二模具形成的环状空间，自然放置10min，开模取出，在内阻燃层外表面形成防潮层；
4)将2重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78重量份的秸秆、5重量份的碳酸钙、4重量份的阻燃剂、10重量份的防潮剂、2重量份的凝水剂、6重量份的粘结剂、2重量份的抗静电剂、1重量份的抗氧剂、1重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成外阻燃层初混物；
5)将在内阻燃层外表面形成的防潮层一起放入第三模具中，把步骤4)所形成的外阻燃层初混物倒入防潮层与第三模具形成的环状空间，自然放置15min，开模取出，形成具有由内阻燃层、防潮层、外阻燃层组成的复合层的烟花筒体。
其中，氢氧化钠溶液的浓度为3wt％，浸泡时间为20min，温度控制为40℃。第一模具，第二模具和第三模具均为筒体形状，其内径依次增大。
<实施例2>
一种阻燃防潮的烟花筒体，如图1所示，由内阻燃层(1)、防潮层(2)和外阻燃层(3)复合而成，其中：
内阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆82份，碳酸钙4份，阻燃剂5份，防潮剂6份，凝水剂3份，增韧剂2份，粘结剂6份，抗静电剂3份，抗氧剂2份，稳定剂2份；
防潮层包括以下重量份的原料：聚乙烯30份，聚丙烯32份，纳米氧化锌3份，纳米多孔二氧化硅3份，防潮剂2份，抗静电剂3份，稳定剂2份；
外阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆86份，碳酸钙7份，阻燃剂6份，防潮剂16份，凝水剂3份，增韧剂3份，粘结剂7份，抗静电剂3份，抗氧剂2份，稳定剂2份。
制备方法如下：
1)将秸秆经搅碎机搅碎，先放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出干燥后加入乙酸酐和硫酸反应1h，反应温度控制为40℃，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成经改性的秸秆；
2)将2重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的82重量份的秸秆、4重量份的碳酸钙、5重量份的阻燃剂、6重量份的防潮剂、3重量份的凝水剂、6重量份的粘结剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的抗氧剂、2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成阻燃层初混物，并分成两份，将其中一份放入第一模具中成型，自然放置15min，开模取出，形成内阻燃层；
3)将30重量份的聚乙烯、32重量份的聚丙烯、3重量份的纳米氧化锌、3重量份的纳米多孔二氧化硅、2重量份的防潮剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的稳定剂混合，于真空条件下震荡搅拌，搅拌温度控制为145～160℃，混合均匀得到防潮层初混物，然后把内阻燃层放入第二模具中，将防潮层初混物倒入内阻燃层与第二模具形成的环状空间，自然放置10min，开模取出，在内阻燃层外表面形成防潮层；
4)将3重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的86重量份的秸秆、7重量份的碳酸钙、6重量份的阻燃剂、16重量份的防潮剂、3重量份的凝水剂、7重量份的粘结剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的抗氧剂、2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成外阻燃层初混物；
5)将在内阻燃层外表面形成的防潮层一起放入第三模具中，把步骤4)所形成的外阻燃层初混物倒入防潮层与第三模具形成的环状空间，自然放置15min，开模取出，形成具有由内阻燃层、防潮层、外阻燃层组成的复合层的烟花筒体。
其中，氢氧化钠溶液的浓度为3.6wt％，浸泡时间为20min，温度控制为45℃。第一模具，第二模具和第三模具均为筒体形状，其内径依次增大。
<实施例3>
一种阻燃防潮的烟花筒体，如图1所示，由内阻燃层(1)、防潮层(2)和外阻燃层(3)复合而成，其中：
内阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆90份，碳酸钙4份，阻燃剂5份，防潮剂8份，凝水剂3份，增韧剂2份，粘结剂7份，抗静电剂3份，抗氧剂2份，稳定剂2份；
防潮层包括以下重量份的原料：聚乙烯40份，聚丙烯38份，纳米氧化锌3份，纳米多孔二氧化硅3份，防潮剂2份，抗静电剂3份，稳定剂2份；
外阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆90份，碳酸钙9份，阻燃剂7份，防潮剂20份，凝水剂3份，增韧剂3份，粘结剂8份，抗静电剂3份，抗氧剂2份，稳定剂2份。
制备方法如下：
1)将秸秆经搅碎机搅碎，先放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出干燥后加入乙酸酐和硫酸反应1h，反应温度控制为40℃，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成经改性的秸秆；
2)将2重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的90重量份的秸秆、4重量份的碳酸钙、5重量份的阻燃剂、8重量份的防潮剂、3重量份的凝水剂、7重量份的粘结剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的抗氧剂、2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成阻燃层初混物，并分成两份，将其中一份放入第一模具中成型，自然放置15min，开模取出，形成内阻燃层；
3)将40重量份的聚乙烯、38重量份的聚丙烯、3重量份的纳米氧化锌、3重量份的纳米多孔二氧化硅、2重量份的防潮剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的稳定剂混合，于真空条件下震荡搅拌，搅拌温度控制为145～160℃，混合均匀得到防潮层初混物，然后把内阻燃层放入第二模具中，将防潮层初混物倒入内阻燃层与第二模具形成的环状空间，自然放置10min，开模取出，在内阻燃层外表面形成防潮层；
4)将3重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的90重量份的秸秆、9重量份的碳酸钙、7重量份的阻燃剂、20重量份的防潮剂、3重量份的凝水剂、8重量份的粘结剂、3重量份的抗静电剂、2重量份的抗氧剂、2重量份的稳定剂，放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成外阻燃层初混物；
5)将在内阻燃层外表面形成的防潮层一起放入第三模具中，把步骤4)所形成的外阻燃层初混物倒入防潮层与第三模具形成的环状空间，自然放置15min，开模取出，形成具有由内阻燃层、防潮层、外阻燃层组成的复合层的烟花筒体。
其中，氢氧化钠溶液的浓度为4wt％，浸泡时间为20min，温度控制为50℃。第一模具，第二模具和第三模具均为筒体形状，其内径依次增大。
<对比实验>
对比例为市售的普通的烟花筒体材料。将实施例1、2、3和普通烟花筒体材料进行防潮性和阻燃性的对比，如表1所示。
其中，通过观察湿气透过性、计算吸湿率对防潮性进行对比。
湿气透过率的实验条件为：取形状、体积相同的烧杯若干，内盛有相同质量的无水硫酸铜粉末，在每个烧杯内适当位置放置滤网，将相同大小、相同质量的本发明的实施例1、2、3中的烟花筒体材料和普通烟花筒体材料至于滤网上，一起放入干燥箱静置6h，取出，放入空气相对湿度为80％的密闭玻璃箱中静置15d，观察无水硫酸铜粉末颜色变化。
吸湿率的实验条件：分别将相同大小、相同质量的本发明的实施例1、2、3中的烟花筒体材料和普通烟花筒体材料放入干燥箱静置2h，取出称量初始重量，然后放入空气相对湿度为80％的密闭玻璃箱中静置15d，取出，用纱布擦拭筒体材料表面多余的水分，称重，与初始重量比较，计算吸水率。
阻燃性测试条件：在不锈钢试验箱(温度：23℃，湿度：50％RH，空气气氛)中，将相同大小、相同质量的本发明的实施例1、2、3中的烟花筒体材料和普通烟花筒体材料进行燃烧，并测量燃烧时间。
表1
通过对比可知，本发明的阻燃防潮的烟花筒体具有优良的阻燃性能及防潮性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种阻燃防潮的烟花筒体，其特征在于，包括内阻燃层、防潮层和外阻燃层，防潮层夹在内阻燃层、外阻燃层之间，且防潮层的厚度小于内阻燃层、外阻燃层的厚度，其中，
内阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78～90份，碳酸钙3～4份，阻燃剂4～5份，防潮剂5～8份，凝水剂2～3份，增韧剂1～2份，粘结剂4～7份，抗静电剂2～3份，抗氧剂1～2份，稳定剂1～2份；
防潮层包括以下重量份的原料：聚乙烯20～40份，聚丙烯25～38份，纳米氧化锌2～3份，纳米多孔二氧化硅2～3份，防潮剂1～2份，抗静电剂2～3份，稳定剂1～2份；
外阻燃层包括以下重量份的原料：秸秆78～90份，碳酸钙5～9份，阻燃剂4～7份，防潮剂10～20份，凝水剂2～3份，增韧剂2～3份，粘结剂6～8份，抗静电剂2～3份，抗氧剂1～2份，稳定剂1～2份。
2.如权利要求1所述的阻燃防潮的烟花筒体，其特征在于，阻燃剂是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝的组合。
3.如权利要求2所述的阻燃防潮的烟花筒体，其特征在于，秸秆是稻草秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大麦秸秆、高粱秸秆的组合。
4.如权利要求1～3任一项所述的阻燃防潮的烟花筒体的制备方法，其特征在于：
1)将秸秆经搅碎机搅碎，先放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出干燥后加入乙酸酐和硫酸反应1h，反应温度控制为40℃，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，形成经改性的秸秆；
2)将1～2重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78～90重量份的秸秆、3～4重量份的碳酸钙、4～5重量份的阻燃剂、5～8重量份的防潮剂、2～3重量份的凝水剂、4～7重量份的粘结剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的抗氧剂、1～2重量份的稳定剂放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，放入第一模具中成型，自然放置15min，开模取出，形成内阻燃层；
3)将20～40重量份的聚乙烯、25～38重量份的聚丙烯、2～3重量份的纳米氧化锌、2～3重量份的纳米多孔二氧化硅、1～2重量份的防潮剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的稳定剂混合，于真空条件下震荡搅拌，搅拌温度控制为145～160℃，混合均匀得到防潮层初混物，然后把内阻燃层放入第二模具中，将防潮层初混物倒入内阻燃层与第二模具形成的环状空间，自然放置10min，开模取出，在内阻燃层外表面形成防潮层；
4)将2～3重量份的增韧剂配置成胶体与步骤1)中改性了的78～90重量份的秸秆、5～9重量份的碳酸钙、4～7重量份的阻燃剂、10～20重量份的防潮剂、2～3重量份的凝水剂、6～8重量份的粘结剂、2～3重量份的抗静电剂、1～2重量份的抗氧剂、1～2重量份的稳定剂放入搅拌机中搅拌均匀，搅拌温度控制为90～120℃，形成外阻燃层初混物；
5)将在内阻燃层外表面形成的防潮层一起放入第三模具中，把步骤4)所形成的外阻燃层初混物倒入防潮层与第三模具形成的环状空间，自然放置15min，开模取出，形成具有由内阻燃层、防潮层、外阻燃层组成的复合层的烟花筒体。
5.如权利要求4所述的阻燃防潮的烟花筒体的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为3～4wt％，浸泡时间为20min，温度控制为40～50℃。
6.如权利要求4或5所述的阻燃防潮的烟花筒体的制备方法，其特征在于，第一模具、第二模具和第三模具均为筒体形状，其内径依次增大。
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