Пиротехнический осветительный состав

Пиротехнический осветительный состав

Реферат

Изобретение относится к пиротехническим составам, способным при горении выделять световую энергию для освещения местности ночью.

Известен пиротехнический осветительный состав, содержащий нитрат натрия, магниевый порошок и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат натрия	48
магниевый порошок	45
связующее	7

см. книгу Шидловский А.А. Основы пиротехники. - М.: Машиностроение, 1973. - С.149.

Известный пиротехнический состав обладает недостаточными силой света и удельной светосуммой.

Наиболее близким по технической сущности является пиротехнический осветительный состав, содержащий нитрат натрия, магниевый порошок, смолу ламинак при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат натрия	37
магниевый порошок	58
смола ламинак	5

см. книгу Шидловский А.А. Основы пиротехники. - М.: Машиностроение, 1973. - 149 с.

Известный пиротехнический состав обладает недостаточными силой света и удельной светосуммой.

Задачей изобретения является создание пиротехнического осветительного состава, обладающего повышенными силой света и удельной светосуммой.

Техническая задача решается тем, что пиротехнический осветительный состав, включающий магниевый порошок, нитрат натрия, дополнительно содержит канифоль, индустриальное масло, политетрафторэтилен и стеариновую кислоту, или стеарат кальция, или стеарат магния, или стеарат натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магниевый порошок	65,0-80,0
нитрат натрия	15,1-29,4
канифоль	0,4-0,6
индустриальное масло	1,1-1,9
политетрафторэтилен	2,0-4,0
стеариновая кислота, или стеарат
кальция, или стеарат магния,
или стеарат натрия	0,1-0,6

Решение технической задачи позволяет увеличить силу света до 55% и удельную светосумму до 35%.

Характеристика веществ, используемых в пиротехническом составе.

В качестве магниевого порошка берут магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм по ГОСТ 6001-79.

Нитрат натрия (натрий азотнокислый, натриевая селитра), NaNO₃ - бесцветное кристаллическое вещество тригональной системы. Твердость нитрата натрия по шкале Мооса составляет 1,5-2,0. Насыпная плотность его равна 1250-1300 кг/м³.

Канифоль сосновая - получают из живицы, состоит в основном из смоляных кислот общей формулы C₂₀H₃₀O₂, см. ГОСТ 19113-84.

Масло индустриальное, представляющее собой очищенное масло с кинематической вязкостью при 40°C 9-17 мм²/с, ГОСТ 20799-88.

В качестве политетрафторэтилена берут, например, политетрафторэтилен марки Ф-4 с температурой начала разложения 425°C, температурой стеклования -120°C, температурой плавления 320-327°C; политетрафторэтилен марки Ф-4Д с температурой начала разложения 377°C, температурой стеклования -120°C, температурой плавления 327°C, см. книгу, Мадякин Ф.П., Тихонова Н.А. Учебное пособие: Компоненты и продукты сгорания пиротехнических составов. Полимеры и олигомеры: Т.2 - Казань: Издательство Казанского государственного технологического университета, 2008. - С.170-171.

Стеариновая кислота (октадекановая кислота) - одноосновная карбоновая кислота алифатического ряда, отвечающая формуле C₁₈H₃₆O₂, или CH₃(CH₂)₁₆COOH. Белые кристаллы, нерастворимые в воде и растворимые в диэтиловом эфире.

Стеарат кальция представляет собой однородный мелкодисперсный белый порошок, температура плавления в пределах 130-150°C; плотность 1035 кг/м³, растворим в толуоле, этаноле, бензоле и других органических растворителях, не растворяется в воде.

Стеарат магния представляет собой магниевую соль стеариновой кислоты, растворим в теплом спирте, практически не растворяется в воде. Стеарат магния плавится при температуре около 88°C. Плотность: 1,02 г/см³.

Стеарат натрия - белое или белое с желтым оттенком порошкообразное вещество. Представляет собой натриевую соль стеариновой кислоты. Плохо растворяется в холодной воде, не растворяется во многих органических растворителях, растворяется в этаноле и горячей воде.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Пиротехнический осветительный состав готовят следующим образом.

Берут магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм, нитрат натрия, канифоль, индустриальное масло с кинематической вязкостью 9 мм²/с, политетрафторэтилен марки Ф-4, стеариновую кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магниевый порошок	65,0
нитрат натрия	29,4
канифоль	0,4
индустриальное масло	1,1
политетрафторэтилен	4,0
стеариновая кислота	0,1

Порошок нитрата натрия и стеариновой кислоты подвергают перемешиванию, порошок магния и политетрафторэтилен также подвергают перемешиванию. Далее ведут общее перемешивание с добавлением канифоли и индустриального масла.

Полученный состав формуют методом глухого прессования в картонные оболочки диаметром 15 мм при давлении 1500 кгс/см² (150 МПа), полученные образцы подвергают испытанию при атмосферном давлении в вертикальной камере сжигания.

Время горения и силу света образцов определяют по стандартной методике ГОСТ 2389-70. Запись процесса горения осуществляют на светолучевом осциллографе марки Н-117/2. В качестве приемника излучения используют селеновый фотоэлемент марки ФЭС-10.

Скорость горения образца и определяют по формуле:

u=h/τ, мм/с,

где h - высота образца, мм; τ - время горения образца.

Силу I света пламени определяют методом сравнения с эталонным источником излучения по формуле:

I=E·R², кд,

где R - расстояние от фотоэлемента до горящего образца, м; E - освещенность, лм.

Удельную светосумму W определяют по формуле:

W=I·τ/m, кд·с/г,

где, I - сила света, кд; τ - время горения, с; m - масса образца, г.

Примеры 2, 3, 4 аналогичны примеру 1. Данные по составу заявляемого объекта и прототипа, а также свойства, включающие силу света, удельную светосумму и скорость горения, приведены в таблице 1.

Таблица 1
Состав, мас.%, и свойства состава	Прототип по примеру	Примеры
1	2	3	4
Магниевый порошок с размером частиц 56-500 мкм	37	65	70	76	80
Нитрат натрия	58	29,4	25,9	17,4	15,1
Смола ламинак	5	-	-	-	-
Стеариновая кислота	-	0,1
Стеарат кальция	-		0,6
Стеарат магния	-			0,1
Стеарат натрия	-				0,4
Канифоль	-	0,4	0,4	0,6	0,6
Индустриальное масло с кинематической вязкостью 9 мм2/с	-	1,1
Индустриальное масло с кинематической вязкостью 11 мм2/с	-		1,1
Индустриальное масло с кинематической вязкостью 13 мм2/с	-			1,9
Индустриальное масло с кинематической вязкостью 17 мм2/с	-				1,9
Политетрафторэтилен марки Ф-4	-		2,0	4,0
Политетрафторэтилен марки Ф-4Д	-	4,0			2,0
Сила света, кд	41523	60208	62285	64361	58132
Удельная светосумма, кд·с/г	37867	49241	50363	51120	47334
Скорость горения, мм/с	3,5	7,8	7,0	5,9	4,8
Увеличение силы света по отношению к прототипу, %	-	45	50	55	40
Увеличение удельной светосуммы по отношению к прототипу, %	-	30	33	35	25

Как видно из примеров конкретного выполнения, совокупность признаков заявляемого пиротехнического осветительного состава по сравнению с прототипом позволяет повысить силу света до 55%, а удельную светосумму до 35%.

Пиротехнический осветительный состав, включающий магниевый порошок, нитрат натрия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит канифоль, индустриальное масло, политетрафторэтилен и стеариновую кислоту или стеарат кальция, или стеарат магния, или стеарат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

магниевый порошок	65,0-80,0
нитрат натрия	15,1-29,4
канифоль	0,4-0,6
индустриальное масло	1,1-1,9
политетрафторэтилен	2,0-4,0
стеариновая кислота или стеарат
кальция, или стеарат магния,
или стеарат натрия	0,1-0,6