[发明专利]一种绿色缓燃型烟火药粘结剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绿色缓燃型烟火药粘结剂及其制备方法，属于生物催化和粘结剂领域。所述绿色缓燃型烟火药粘结剂为酯基均聚物；所述酯基均聚物以二元酸的均聚物二丁酯为单体通过均聚合反应得到。本发明通过生物酶催化，可以合成化学法难合成的酯单体，且反应过程温和，无酸废水产生。之后通过低温自均聚制备成酯基均聚物，过程环保，加快了反应进度，提高了产量，产物热稳定性好。本发明制备的烟火药粘结剂与烟火药相容性好，能改善烟火药的燃烧性能，降低烟火药的燃烧速度，同时降低燃烧产生的固体颗粒物和有毒有害气体。

技术领域

本发明涉及生物催化和粘结剂领域，特别是涉及一种绿色缓燃型烟火药粘结剂及其制备方法。

背景技术

烟火药通过燃烧或爆炸等化学反应产生特种效应，也称为烟火药剂或烟火剂，在焰火观赏、信号弹、烟雾弹、燃烧弹、诱饵弹、快速充气救援等民用和军用领域有广泛应用。烟火药主要包括氧化剂、可燃剂、粘结剂和其它助剂。粘合剂是能将烟火药中各组分粘合在一起的物质,具有保持药剂均匀性和机械强度、降低药剂机械感度、提高化学安定性及安全性的作用。常见的烟火药用粘合剂主要有树脂、聚醚、硝基纤维素、聚乙烯醇、虫胶等。研究发现，天然粘合剂杂质较多，粘合力不强，影响燃烧效果。酚醛树脂是目前烟火药行业常用的、已工业化生产的粘合剂。但是酚醛树脂是由毒性较强的甲醛和苯酚经过化学催化合成的，制备过程产生大量有毒废水，成品也会释放有毒的甲醛气体，对环境和人身造成严重的伤害。

粘合剂还可以影响烟火药的燃烧性能。民用冷光烟花、环保烟花和室内烟花，军用航天器的缓慢展开部件以及充气式止血绷带等领域目前急需燃烧缓慢、热量释放低的烟火药。因此，更为环保的缓燃型粘结剂的开发对于燃烧缓慢、热量释放低的烟火药具有重要意义。然而，目前国内外针对绿色缓燃型粘合剂的研究报道甚少。

发明内容

本发明的目的是提供一种绿色缓燃型烟火药粘结剂及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，减少粘结剂合成过程以及使用过程中对环境造成的污染，降低烟火药的燃烧速率和热量释放。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明技术方案之一，一种绿色缓燃型烟火药粘结剂，所述绿色缓燃型烟火药粘结剂为酯基均聚物；

所述酯基均聚物以二元酸的均聚物二丁酯为单体通过均聚合反应得到。

进一步地，所述二元酸为含有不饱和双键的二元酸。

进一步地，所述二元酸为衣康酸、富马酸中的一种。

本发明技术方案之二，上述绿色缓燃型烟火药粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，向一元醇和二元酸的混合溶液中加入脂肪酶进行酯化反应得到二元酸的均聚物二丁酯；

步骤2，向二元酸的均聚物二丁酯中加入引发剂，进行均聚合反应，得到所述绿色缓燃型烟火药粘结剂。

进一步地，步骤1中，所述一元醇为丁醇、戊醇、己醇、辛醇中的一种。

进一步地，所述脂肪酶为商品化Novozym435、Novozym40086、猪胰酶、candidarugosa、Lipozyme RM IM、Lipozyme TL IM、Lipase AS中的一种。

进一步地，步骤1中，所述一元醇与所述二元酸的摩尔比为1-15:1。

进一步地，步骤1中，所述脂肪酶的加入量为所述二元酸质量的15％-30％。

进一步地，步骤1中，酯化反应的温度为50-90℃、时间为12-140h。

进一步地，步骤2中，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

进一步地，步骤2中，所述二元酸的均聚物二丁酯与引发剂的质量比为1:0.01-0.05。