本发明涉及一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂及其制备方法，属于环保烟火药领域。
背景技术：
中国的各种节日与庆典活动中，烟花爆竹有着大量的使用，而且盛行已久。近些年来，由于消费的不断增长、环保意识的欠缺和生产厂家激增等原因，烟花爆竹的燃放造成了严重的环境问题，也给人体健康带来了严重的影响。
众所周知，当今烟火药的主要成份是硝酸钾、硫磺和木炭，有的还含有高氯酸钾、氯酸钾，甚至还会加入金属粉末等。其燃放会产生碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫以及金属氧化物的粉尘，严重损害着对人类的呼吸系统、神经系统等，对人体造成不可逆的危害。在某些特定的场合，如欢庆活动、节日庆典时，往往会要求所使用的烟花爆竹具有高亮度，以达到预期的燃放效果。然而，近些年来这方面的论文与专利报道较少，有文献资料报道的，其弊端也比较明显。王贤凤、郭建彪通过在烟火药中加入亮光剂、阻燃物与发射药混合，使得烟火药的稳定性增加，而且燃放时的亮光更为鲜艳(cn201811508314.7)，但其糯米粉的添加量极难把握，太多则会是烟火药粘在一起，太少则会导致烟火药太过于分散，不能形成想要的喷泉或者亮珠效果，对于实验条件的控制非常困难；而且烟火药中普遍采用的亮珠，因为干燥的不安全因素等，而不受厂家欢迎，谭瑞、王斯贤设计了一种烟花爆竹亮珠干燥智能装置，有效解决了亮珠干燥过程中可能出现的安全问题(cn201220082853.0)，但这样会大大增加烟花爆竹的制造成本，而导致成品烟花爆竹的价格昂贵而不能为广大消费者所接受。
在保证烟花爆竹继续为人们所使用的前提下，减轻其燃放对环境的污染和对人体的危害，通过减少爆竹硝药剂用量而达到相同的燃放效果，并能够有效提高烟花爆竹的亮度，满足各种场合的使用，这对爆竹硝药剂的高效燃放和无烟无硫提出了需求，也为烟花爆竹行业的发展指明了方向。因此，提出一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂及其制备方法具有重大的社会意义和现实意义。
技术实现要素：
本发明是为了解决现有爆竹硝药剂燃放后存在的烟气污染问题，通过减少用量实现相同甚至更优异的燃放效果而提供的一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂及其制备方法。
本发明专利的目的是通过以下技术方案实现的。
一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分与所占质量百分比如下：
组分中所述硝化竹纤维素的含氮量为12％～12.5％；
一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂制备方法，具体步骤如下：
步骤一、按配方质量比称取钝化黑索今、硝化竹纤维素、氘化钛、偏硅酸钙、4-硝基三苯胺、甘氨酸钙络合物、双聚氰胺和甲基硅油；
步骤二、将步骤一所称取的硝化竹纤维素粉末按(1～5):10的质量比分成a、b两组，按质量比1:10将a组硝化竹纤维素粉末溶于乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2～3小时；然后继续在搅拌状态下，加入步骤一所称取的双聚氰胺和4-硝基三苯胺，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
步骤三、在搅拌及超声分散状态下，将步骤一称取的钝化黑索今粉末、氘化钛粉末和步骤二所得的b组硝化竹纤维素加入到步骤二所得的硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；加入步骤一称取的偏硅酸钙粉末以及甘氨酸钙络合物粉末，搅拌2～3小时；继而加入步骤一所称取的甲基硅油，混合均匀；然后进行揉捏，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
步骤四、将步骤三所得软硬适中的均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至80～90℃鼓风烘箱中下干燥2～3小时，得火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
步骤五、将步骤四所得火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，即得颗粒均匀的火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂。
所述软硬适中的判断方法为：将胶团状物挤压通过20目铜筛后，胶团状物成连续细条状且相互之间不粘连，具有一定的塑性和抗拉强度；
有益效果
1、一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，采用钝化黑索今作为主要成份，并使用氘化钛粉末，确保了其燃放产生鲜艳的光亮效果；
2、一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，采用硝化竹纤维素、4-硝基三苯胺与双聚氰胺，并加入甘氨酸钙络合物与甲基硅油，可显著提高爆竹硝药剂的力学性能和稳定性，保证爆竹硝药剂在生产、存放以及使用过程中的安全可靠；
3、一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，不含硫元素，且不含任何单组分金属粉末，燃烧充分，可真正意义上实现无烟无硫爆竹硝药剂的制备；
4、一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂的制备方法，工艺简洁，原料易得，生产过程中不产生三废产物，适合工厂的流水线操作，并适合大规模工业化生产，具有显著的经济效益与社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。
实施例1
一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
取153.43g硝化竹纤维素粉末分为a、b两组，其中a组33.43g，b组120g，并将a组硝化竹纤维素粉末溶于343.3g乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2小时，然后继续在搅拌状态下，加入9.51g双聚氰胺、17.86g4-硝基三苯胺，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
在搅拌及超声分散状态下，将343.87g钝化黑索今粉末、59.15g氘化钛粉末以及b组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；然后将44.84g偏硅酸钙粉末、11.84g甘氨酸钙络合物粉末混入，搅拌2.5小时；继而加入6.60g甲基硅油，混合均匀；继而进行揉捏，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至90℃鼓风烘箱中下干燥2小时，制得643.54g火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
将643.54g火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，制得641.37g颗粒均匀的火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达99.66％。
经测试，所得火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为34％，摩擦感度(表压3.92mpa，样品质量为30mg，摆角90°)为36％，装药力学性能优异，着火温度正常，成品燃放过程中光彩明亮，燃放过程无烟气产生且无含硫物质排放，满足无烟无硫的环保要求。
实施例2
一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
b两组，其中a组5.41kg，b组12kg，并将a组硝化竹纤维素粉末溶于54.1kg乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2.5小时，然后继续在搅拌状态下，加入2.14kg双聚氰胺、3.20kg4-硝基三苯胺，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
在搅拌及超声分散状态下，将57.09kg钝化黑索今粉末、8.35kg氘化钛粉末以及b组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；然后将7.08kg偏硅酸钙粉末、2.52kg甘氨酸钙络合物粉末混入，搅拌2小时；继而加入1.30kg甲基硅油，混合均匀；继而进行揉捏，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至80℃鼓风烘箱中下干燥2.5小时，制得99.02kg火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
将99.02kg火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，取30目铜筛的筛余物，制得98.97kg颗粒均匀的火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达99.95％。
经测试，所得火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为32％，摩擦感度(表压3.92mpa，样品质量为30mg，摆角90°)为35％，装药力学性能优异，着火温度正常，成品燃放过程中光彩明亮，燃放过程无烟气产生且无含硫物质排放，满足无烟无硫的环保要求。
实施例3
一种火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，其各组分所占质量百分比如下：
取21.15kg硝化竹纤维素粉末分为a、b两组，其中a组6.15kg，b组16kg，并将a组硝化竹纤维素粉末溶于61.5kg乙酸乙酯中，在超声分散条件下搅拌2.5小时，然后继续在搅拌状态下，加入2.19kg双聚氰胺、6.16kg4-硝基三苯胺，搅拌均匀，制得硝化竹纤维素混合溶胶；
在搅拌及超声分散状态下，将90.82kg钝化黑索今粉末、13.79kg氘化钛粉末以及b组硝化竹纤维素加入到硝化竹纤维素混合溶胶中，混合均匀；然后将8.45kg偏硅酸钙粉末、3.57kg甘氨酸钙络合物粉末混入，搅拌2.5小时；继而加入1.88kg甲基硅油，混合均匀；继而进行揉捏，揉捏至呈软硬适中的均匀胶团状物；
将均匀胶团状物用双螺杆造粒机进行造粒，置于阴凉通风处晾至半干后，转移至85℃鼓风烘箱中下干燥3小时，制得147.65kg火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品；
将147.65kg火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂粗品进行轻压破碎后，过60目铜筛，去除颗粒太小的筛余物后，继而过30目铜筛，去除30目铜筛的筛余物，制得147.43kg颗粒均匀的火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，成品率达99.85％。
经测试，所得火焰亮丽型无烟无硫爆竹硝药剂，撞击感度(落高250±1mm，落锤质量10.0±0.1kg)为33％，摩擦感度(表压3.92mpa，样品质量为30mg，摆角90°)为34％，装药力学性能优异，着火温度正常，成品燃放过程中光彩明亮，燃放过程无烟气产生且无含硫物质排放，满足无烟无硫的环保要求。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。