本發明涉及煙花爆竹，更具體地講，涉及一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料。

背景技術：

1、黑火藥是煙花爆竹最主要的原料，占煙花爆竹原料總量的50%以上，但因其安全性差、環境污染嚴重，直接制約著我國煙花爆竹產業的發展。黑火藥的安全性差主要表現在生產和儲運過程中易受摩擦的影響，使其極易發生爆炸事故，造成生命財產損失；環境污染嚴重主要表現在生產過程中產生的廢氣、廢水、粉塵等以及燃放后產生的濃煙和殘渣等造成環境污染。

2、為改變當前黑火藥制約煙花爆竹產業發展的現狀，煙花爆竹行業一直在尋求各類解決方法，如從安全、環保方面改進黑火藥組分、配比等。雖然目前已涌現了一些相關研究成果，但改進的黑火藥和制備方法仍然存在一定的安全隱患和環境污染問題。因此，本發明聚焦開發一種替代黑火藥的環保鈍感型新材料，突破傳統黑火藥“一硝二磺三木炭”的單一改進，從根本上解決其安全性差、環境污染嚴重的問題。

技術實現思路

1、本發明針對上述問題，提供一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其安全環保、性能優良、質量穩定，可以完全取代現有的黑火藥，并可應用于煙花的開苞藥和發射藥，其是由如下組分組成：

2、植物纖維?40-50%，

3、植物膠?35-45%，

4、氧化劑?5-15%，

5、水?3-7%。

6、進一步地，所述的植物纖維為玉米芯粉、蘆葦粉、秸稈粉中的至少一種。

7、進一步地，所述的植物膠為黃原膠、明膠、紅藻膠、瓜爾豆膠、卡拉膠、樹膠中的至少一種。

8、進一步地，所述的氧化劑為氯酸鉀、高氯酸鉀、硝酸鉀中的一種。

9、進一步地，所述的植物纖維、氧化劑的粒度均為80-100目，所述的植物膠的粒度不大于100目。

10、進一步地，該環保鈍感型生物高能材料可通過以下步驟制備：

11、a、生物碳化：將預定比例的植物纖維在充滿氮氣和/或氬氣、400-1000℃下進行生物碳化，再經溶劑浸潤，得生物纖維碳基骨架。

12、b、功能粒子附載：將步驟a中的生物纖維碳基骨架與預定比例的植物膠和氧化劑充分混勻，得復合材料。

13、c、柔性成型：將步驟b中的復合材料進行壓輥和/或篩分造粒，得粒度為1-2mm的復合材料顆粒。

14、d、致密固化：將步驟c中的復合材料顆粒進行拋光打磨固化，得固化復合材料顆粒。

15、e、功能粒子活化：將步驟d中的固化復合材料顆粒進行全方位熱處理，溫度為40-70℃，處理后含水10-20%，得活化復合材料顆粒。

16、f、層級封裝：將步驟e中的活化復合材料顆粒采用占顆粒總重量10-15%的酚醛樹脂進行多層封裝處理，通過噴涂、滾動顆粒或其組合進行，得封裝復合材料顆粒。

17、g、固化定型：將步驟f中的封裝復合材料顆粒進行全方位熱處理，溫度為70-90℃，處理后含水3-7%，得環保鈍感型生物高能材料。

18、進一步地，步驟a中所述的溶劑為與植物纖維等量的水。

19、有益效果

20、本申請的環保鈍感型生物高能材料可完全替代黑火藥作為煙花爆竹原料使用，具有超低的摩擦感度，極高的燃點，且安全、環保、成本低。具體地，該環保鈍感型生物高能材料具有以下優點：

21、①本申請的環保鈍感型生物高能材料生產過程利用溶劑浸潤碳化材料，不僅增加了骨架材料的孔隙率與表面積，同時還可作為調節劑保證生產過程安全可靠；通過柔性成型和致密固化的工藝，形成的材料高度均勻、有效調節密度和粒度；通過層級封裝在顆粒表面形成致密結構，全面提升材料的阻水、阻氧和阻燃性能，同時提高材料的結構強度，有效保證產品在儲運和應用全過程的安全性，成品具有超低的摩擦感度、極高的燃點（高達460℃），徹底解決了傳統黑火藥的重大安全隱患。

22、②本申請的環保鈍感型生物高能材料生產過程中不產生廢氣、廢水、無粉塵危害；燃燒后不產生有害氣體，產物無污染，煙霧和殘渣少，有著非常優良的綠色環保特性。

23、③本申請的環保鈍感型生物高能材料的原料主要為植物纖維，其多孔結構和強吸附特性使其作為吸附載體，充分保證產品的均一性和穩定性；并實現了農作物廢棄物的高價值二次利用，利用秸稈粉還解決了秸稈焚燒帶來的環境污染問題；且原料來源廣泛，生產成本可控。

技術特征：

1.一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其是由如下組分組成：

2.根據權利要求1所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于所述的植物纖維為玉米芯粉、蘆葦粉、秸稈粉中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于所述的植物膠為黃原膠、明膠、紅藻膠、瓜爾豆膠、卡拉膠、樹膠中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于所述的氧化劑為氯酸鉀、高氯酸鉀、硝酸鉀中的一種。

5.根據權利要求1-4所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于所述的植物纖維、氧化劑的粒度均為80-100目，所述的植物膠的粒度不大于100目。

6.根據權利要求1-5所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于該環保鈍感型生物高能材料可通過以下步驟制備：

7.b、功能粒子附載：將步驟a中的生物纖維碳基骨架與預定比例的植物膠和氧化劑充分混勻，得復合材料。

8.c、柔性成型：將步驟b中的復合材料進行壓輥和/或篩分造粒，得粒度為1-2mm的復合材料顆粒。

9.d、致密固化：將步驟c中的復合材料顆粒進行拋光打磨固化，得固化復合材料顆粒。

10.e、功能粒子活化：將步驟d中的固化復合材料顆粒進行全方位熱處理，溫度為40-70℃，處理后含水10-20%，得活化復合材料顆粒。

11.f、層級封裝：將步驟e中的活化復合材料顆粒采用占顆粒總重量10-15%的酚醛樹脂進行多層封裝處理，通過噴涂、滾動顆粒或其組合進行，得封裝復合材料顆粒。

12.g、固化定型：將步驟f中的封裝復合材料顆粒進行全方位熱處理，溫度為70-90℃，處理后含水3-7%，得環保鈍感型生物高能材料。

13.根據權利要求6所述的一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其特征在于步驟a中所述的溶劑為與植物纖維等量的水。

技術總結
本發明提供一種用于煙花爆竹的環保鈍感型生物高能材料，其是由如下組分組成：植物纖維40?50%，植物膠35?45%，氧化劑5?15%，水3?7%。該生物高能材料可通過生物碳化、功能粒子附載、柔性成型、致密固化、功能粒子活化、層級封裝、固化定型的工藝制備，可完全替代黑火藥作為煙花爆竹原料使用，具有超低的摩擦感度，極高的燃點，且安全、環保、成本低。

技術研發人員：帥維佳,趙震瑋
受保護的技術使用者：瀏陽國玉新材料科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24