[发明专利]具有低点燃温度的邻氯苯亚甲基丙二腈(CS)类自燃式烟火组合物

说明书

邻氯苯亚甲基丙二腈(CS)类自燃式烟火组合物，其含有作为粘合剂的聚碳酸酯(PC)以及作为能够在点燃时产生催泪瓦斯烟雾的烟雾组分的9,10‐蒽醌。所述烟火组合物包含氧化剂和燃料。制剂进一步包含稳定剂。

技术领域

本发明涉及一种具有低毒性和低点燃温度的自燃式防暴烟火组合物。

背景技术

众所周知，邻氯苯亚甲基丙二腈(CS)是执法机关在公民暴动期间使用的一种防暴剂，而且是最强效的催泪性皮肤刺激剂之一。CS是在作为催化剂的不同的碱的作用下，在水中使邻氯苯甲醛与丙二腈经由克内文纳格尔缩合反应合成的(美国专利号7,732,631)。

烟火组合物是由无机氧化剂(氯酸钾、硝酸盐或高氯酸盐)和可燃有机燃料(乳糖或蔗糖)组成，以便以化学的方式产生热、光或颜色[1,2,3]。一些添加剂促进了燃烧，并且改善了组合物的处理[4,5]。稳定剂避免了组合物由于其中一种成分的熔化而被淹没的情况。金属氧化物或诸如碳酸镁或氢氧化镁之类的碳酸盐被广泛用作稳定剂和冷却剂。在烟雾组合物中使用有机染料，诸如1,4-二羟基蒽醌(橙色)、1-(对甲苯基氨基)-4-羟基蒽醌(紫色)、1-甲基氨基蒽醌(红色)和4,4'-次甲基-双-3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮(黄色)。粘合剂广泛用于防止烟火制剂中的氧化剂和燃料分离。粘合剂的使用还提高了混合物的均匀性以及成功点燃的可能性。烟火组合物和推进剂组合物中已经并入聚合物作为粘合剂，以改善组合物的机械特性、灵敏度和生产产出。

近期，已经努力使用各种特种粘合剂来开发传播式防暴烟火组合物。使用聚酯树脂(Bryant等人，美国专利号3,391,036)来获得所需形状的固态装料。Drake等人的美国专利号3,712,233公开了其它基于芳香族含硫环氧树脂的聚合物粘合剂，该专利描述了一种用于无火焰传播CS的无壳弹药。Krame的专利号DE 3418116 C1描述了一种烟火组合物，其包含作为刺激剂的CS或CN和作为粘合剂的聚乙酸乙烯酯，用于获得所需形状的弹药。在防暴组合物中，采用脂肪族含硫环氧树脂固化的脂肪族含硫有机化合物(Flynn等人，美国专利号4,190,471)、采用有机酸或有机酸酐固化的非卤化环氧基树脂(Kott等人，美国专利号3,704,187)和具有有机胺固化剂的液态环氧类树脂(Wemett等人，美国专利号3,467,558)，作为粘合剂使用。

现有技术的防暴组合物没有满足对具有低点燃温度和低毒性的组合物的需要。在燃烧过程中，现有技术中公开的许多组合物可能会释放有毒的以及腐蚀性的分解产物(例如氢化或芳族卤素，硫化氢)。

发明内容

公开内容

本发明的目的是提供一种用于传播CS的产生烟雾的烟火组合物。另一个目的是提供一种具有低点燃温度和低毒性的弹药。低点燃温度最大限度地减少了对人类健康有潜在危害的热降解产物。

将蔗糖、氯酸钾、碱式碳酸镁五水合物和9,10-蒽醌预研磨成精细粉末，并且通过#120-140目的筛。如参考文献[9]中所述，CS是在作为催化剂的1-甲基咪唑的作用下，在水中使邻氯苯甲醛与丙二腈经由克内文纳格尔缩合反应合成的。所得到的CS的纯度和产率大于99％，熔点为93-94℃。将一定量的聚碳酸酯(PC)在40±5℃下溶解于四氢呋喃(THF)中。THF的量为组合物总重量的1.5倍。PC溶解后，向溶液中加入CS和其它粉末状成分。在搅拌和除去溶剂期间，将所得到的溶液保持在40±5℃下至少3小时。加热去除溶液并使其干燥。将干燥的混合物加入球磨机，并研磨30分钟成精细粉末。使用压片机以7,000-8,000磅的压力压缩粉末状混合物，以获得1.2-1.4g/cm³的片剂密度。通过差示热分析(DTA)测定组合物的点燃温度。在20±5℃下测量燃烧速率。燃烧速率提供了片剂燃烧时的速度信息。

给出以下示例是为了更好地对本发明进行说明，而不是将本发明限制为所具体描述的内容。

发明内容

技术问题