一种炭基材料及制备方法与应用与流程

本发明属于烟花爆竹、民用或军用爆炸物品，其涉及一种炭基材料及制备方法与应用。

背景技术：

1、传统黑火药燃爆后产生二氧化硫、氮氧化物等有害气体，污染大气环境，且材料敏感度高，各生产运送环节安全隐患大，市面改良材料主要利用化纤废料(如对苯二甲酸混合物)粗加工后配伍一定比例的氧化剂和节能剂，制成烟火剂(药)替代黑火药，但仍存在火药敏感度高、发射效能一般、烟雾控制有限、易吸湿、品质缺乏统一标准等问题，难以形成有效市场，无法彻底解决环保及安全问题。

2、应用于烟花爆竹及火工品技术领域的惰性炭材料，开创性解决了传统黑火药燃爆后的大气污染问题及各生产运送环节的安全性问题，以及市面改良材料的多重局限性问题，但惰性炭制备工艺流程较为复杂，多个水洗环节涉及的排水量较大，整体生产工艺能耗较高，实际应用中设备投入及厂房相应设施条件要求较高，故需针对该材料的制备工艺及应用持续创造更具广泛市场应用价值的技术方案。

技术实现思路

1、本申请提供一种炭基材料及制备方法与应用。

2、本发明所涉的炭基材料制备方法删繁就简，减少惰性炭原工艺中渗入性立体包覆的工艺流程，创新性地将季戊四醇粉末与任意炭粉直接进行混合、并可选择性地添加节能剂粉末或/和催化剂粉末进行混合，还可进一步地选择添加非金属粉末或/和金属粉末，膨化二氧化硅粉末(俗称珍珠岩粉)，由此形成制备能耗更低、单位成本更优的炭基材料，应用于烟火剂(药)、民用或军用爆炸物品技术领域。

3、本发明提供了一种炭基材料，其基本组成包括炭粉粉末、季戊四醇粉末，可选择性地添加节能剂粉末、或/和催化剂粉末，还可进一步地选择添加非金属粉末或/和金属粉末，膨化二氧化硅粉末(俗称珍珠岩粉)。

4、本发明提供了一种如上所述的炭基材料的制备方法，所述方法包括：

5、准备炭粉粉末：将任意品种的炭粉、或两种或两种以上任意品种与比例混合的炭粉(例如麻秆炭、杉木炭、杨木炭、玉米芯炭(去籽)、其它秸秆炭)粉碎为0.2至180微米粒径的炭粉；可用水洗净上述炭粉中的水溶性物质；另可用强酸或强碱去除炭粉中的杂质；或任意选取上述不同方式制成的两种或两种以上的炭粉，混合待用。

6、准备季戊四醇粉末：用粉碎设备将季戊四醇粉碎至0.2至180微米粒径的季戊四醇粉末。

7、基础混合：采用干混工艺，将上述准备的炭粉粉末与季戊四醇粉末充分混合，两者重量比区间为2％-98％，最优配比区间为炭粉粉末占70％-90％，季戊四醇粉末占30％-10％，制成一种简易的炭基材料。

8、组合混合：在上述简易炭基材料制成后，可选择性地添加节能剂粉末或/和催化剂粉末进行混合，还可进一步地选择添加非金属粉末或/和金属粉末进行混合；或在准备季戊四醇粉末时选择性地添加节能剂或/和催化剂按一定比例(节能剂或/和催化剂0.05％-40％，季戊四醇99.95％-60％)进行同步混合粉碎，再进一步地选择添加非金属粉末或/和金属粉末，膨化二氧化硅粉末(俗称珍珠岩粉)进行组合混合。

9、本炭基材料制备工艺简单、省时，制成材料性能稳定，具备工业成本优势与显著的应用价值。下游企业采购本炭基材料后，可直接将其与氧化剂粉末进行充分混合制成烟火剂(药)，并可进一步地将烟火剂(药)加入水、或有机溶剂、或水和有机溶剂混合形成的液体、利用季戊四醇可在水中或者有机溶剂中或两者混合液体中可溶解的特征，将还原剂和氧化剂进行有机的包覆和粘合后造粒成型，从而优化使用简化工艺后炭粉的吸湿性问题。

技术特征：

1.一种简易炭基材料，其关键技术特点为利用干混工艺混合炭粉粉末与季戊四醇粉末制成的材料。

2.如权利要求1所述混合后，压制包装成各种形状的炭基材料。

3.如权利要求1-2所述制成的炭基材料，选择性地添加节能剂粉末或/和催化剂粉末、非金属粉末或/和金属粉末的可燃品、易燃品、膨化二氧化硅粉末(俗称珍珠岩粉)后混合制成的炭基材料。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的炭基材料的制备方法，所述方法包括：

5.以如权利要求1-3所述混合后制成的炭基材料为原料，将其与氧化剂粉末进行充分混合制成烟火剂(药)，并可进一步地将烟火剂(药)加入水、或有机溶剂、或水和有机溶剂混合形成的液体、利用季戊四醇可在水中或者有机溶剂中或两者混合液体中可溶解的特征，将还原剂和氧化剂进行有机的包覆和粘合后造粒成型。

6.根据权利要求1-3任一项所述的炭基材料的应用，其特征在于，应用于烟花爆竹、民用或军用爆炸物品的原材料领域。

7.任何采用干混工艺混合季戊四醇粉末与任意炭粉粉末的制备方法，以及在此基础上所形成的半自动化、全自动化制备方法。

技术总结本发明名称为一种炭基材料及制备方法与应用，可应用于烟花爆竹、民用或军用爆炸物品技术领域。本发明所述制备方法主要包括：(1)准备0.2至180微米粒径的炭粉粉末；(2)准备0.2至180微米粒径的季戊四醇粉末；(3)采用干混工艺将炭粉与季戊四醇粉末充分混合，制成简易炭基材料；(4)可在上述简易炭基材料基础上，选择性地添加节能剂粉末或/和催化剂粉末，非金属粉末或/和金属粉末，膨化二氧化硅粉末(俗称珍珠岩粉)后，进一步制成混合炭基材料。采用上述步骤制成的炭基材料可替代黑火药解决环保及安全问题，且工艺简单省时，制成材料性能稳定，具备工业成本优势与广泛应用价值。技术研发人员：毛建春受保护的技术使用者：毛建春技术研发日：技术公布日：2024/5/29