CN102225228A

CN102225228A - 热气溶胶灭火剂

Info

Publication number: CN102225228A
Application number: CN 201110104752
Authority: CN
Inventors: 周建国
Original assignee: HANGZHOU HUASHEN FIRE CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Huashen Fire Protection Technology Co. Ltd.
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: CN102225228B

Abstract

本发明公开了一种热气溶胶灭火剂，该灭火剂采用氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂制成。本发明不仅灭火效果好，而且节能环保、成本低廉；同时本发明在使用后不会对设备造成腐蚀和损坏，且能有效地避免文件和设备的二次燃烧。

Description

热气溶胶灭火剂

技术领域

本发明涉及一种热气溶胶灭火剂，涉及消防技术中的气体灭火技术领域。

背景技术

气溶胶型灭火剂是灭火领域内新近开发出的一类灭火剂，它通过灭火剂燃烧反应后而形成大量的气溶胶气体，气溶胶气体全淹没保护区从而达到灭火目的。公开号为CN1166996A的中国专利公开了一种用于封闭空间灭火的形成气溶胶的焰火组合物，其包含重量比为67～72％的硝酸钾，8～12％的酚醛树脂，和剩全量的双氰胺。这种的气溶胶组合物主要有以下几个问题：

1、这种气溶胶组合物是以硝酸钾作为氧化剂，钾盐为主的K型热气溶胶灭火气体发生剂，就灭火效能还是不错的，但由于反应后的产物K₂O极易吸收空气中的水分发生潮解，进而腐蚀保护区内的设备和文件，严重的会导致设备报废，国内就曾经发生过因为K型热气溶胶自动灭火系统的该项缺陷而造成通讯机房的瘫痪的情况，并给用户单位造成了重大的经济损失。

2、这种气溶胶组合物由电热启动时，反应室内药剂反应温度高达1000℃以上，这样产生的热气溶胶灭火气体经由装置出口时，温度仍然高达700℃左右，这种的高温会造成精密仪器和重要文件再次燃烧的现象产生。

3、理想的热气溶胶灭火气体是具有灭火作用的气体包裹着具体有灭火作用的固体颗粒随着化学反应产生的气浪，悬浮于空中，弥漫地绕过障碍物，由于热力学和分子动力学的原理，追踪火源处热量对于着火点进行灭火。在这个气体产生直至灭火的过程中，如果固体颗粒的粒径太大，则气体不能承载，并且微粒会很快沉降，起不到完全灭火的效果；但是如果微粒有太小，又容易被气流带动，可能远离着火点或者火源位置，同样也起不到立项的灭火效果。在针对固体颗粒的量的研究方面，如果药剂的配方中的各项元素配比不合理，会导致气体量少，固体颗粒量偏多，同样不能起到有效的灭火作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种气溶胶灭火剂。本发明不仅灭火效果好，而且节能环保、成本低廉；同时本发明在使用后不会对设备造成腐蚀和损坏，且能有效地避免文件和设备的二次燃烧。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：热气溶胶灭火剂，该灭火剂采用氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂制成。

上述的热气溶胶灭火剂中，该灭火剂按质量份采用氧化剂40～75份、还原剂15～50份、性能调节剂1～7份和粘合剂1～5份制成

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的氧化剂为40～55份、还原剂20～40份、性能调节剂1～5份和粘合剂1～5份制成。

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的氧化剂为50份、还原剂40份、性能调节剂5份和粘合剂5份。

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的氧化剂按质量份，包括硝酸钾10～15份、硝酸锶20～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份和硝酸钙1～5份。

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的还原剂包括碳、糖类有机物和/或偶氮类化合物。

前述的热气溶胶灭火剂中，其特征在于，所述的糖类有机物包括淀粉、双氰胺和/或五氨基四唑；所述的偶氮类化合物为偶氮二甲酰胺。

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的还原剂按质量份包括碳5～20份和偶氮二甲酰胺20～38份。

前述的热气溶胶灭火剂中，所述的性能调节剂中按成品总质量百分比包括：所述的性能调节剂按质量份包括碳酸铝1～2份、碳酸镁1～3份和碳粉1～3份。

前述的热气溶胶灭火剂中，该灭火剂包括由硝酸钾10～15份、硝酸锶15～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份以及硝酸钙1～5份构成的氧化剂；由碳5～15份以及偶氮二甲酰胺15～50份构成的还原剂；由碳酸铝1～2份、碳酸镁1～5份以及碳粉1～5份构成的性能调节剂；和粘合剂1～5份制成。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明经过对钾盐类成分的反复研究和实验，本项目对于药剂的配方进行了重新的设计，既发挥了钾盐高效灭火的理想状态，又调整了安全的药剂反应时间，使得钾盐反应后的固体微粒在热气溶胶灭火气体中的浓度降低到对精密仪器发生损坏的浓度以下。使由新配方药剂在反应后产生的热气溶胶灭火气体的绝缘性从20MΩ(原产品按照国家标准送检)提高到60MΩ以上，因此可以有效的保护保护区内物品财产紧密仪器的安全。

2、本发明的反应温度也下降至1000摄氏度以下，产生的热气溶胶灭火气体由新设计的科学的灭火装置和合理的导流通道，使得热气溶胶灭火气体再由装置喷口处喷出的温度降到了150℃以下，避免在释放气溶胶灭火气体时文件和设备由于遭受高温发生二次燃烧的可能性。

3、本发明通过对组分和配比进行改进，使得反应后进行灭火的固体颗粒的平均粒径仅有0.45μm(450nm)，远远超过了理想的灭火要求。由于溶胶中固体微粒直径极小，具有很大的比表面积和表面积能，因而未被分解和气化的固体微粒在与物质燃烧中产生的活性基团碰撞过程中，会被瞬时吸附，在吸附过程中会反复产生化学反应，消耗掉大量的活性基团，因而起到对燃烧链阻断终止的固相化学抑制作用。另一方面，由于气溶胶中的固体微粒受热分解产生的以阳离子“蒸气”为主要形式存在的金属物质，与燃烧物质分解产生的H、OH、O等活性游离基团优先进行瞬间链式反应，从而消耗活性基团，抑制住活性基团之间的放热反应，达到气相化学抑制的目的。在降温灭火的物理作用中，气溶胶中的固体微粒(主要是金属氧化物)进入燃烧高温区时会进行强烈的分解吸热反应，使着火区的温度迅速下降，以达到降温灭火的作用。在上述原因协同灭火作用下，故而能在较短的时间内，高效并准确的扑灭火灾，从而保护区内的各种设备。试验结果见表1：

表1气溶胶喷发物的粒度分布百分比(μm)：

4、本发明在改进反应后固体颗粒的粒径的同时，也改进了反应后的气固比例。经试验测试，本发明反应后的固相成分占发生剂质量的15～35％，气相成分占发生剂质量的40～65％，即固相成分与气相成分的质量比控制在1∶4～1∶1.14之间。在这样的比例下，本发明反应后产生的气体(N₂、CO₂、CO、NH₃、NO_X等)，能带着粒径1μm以下的固体颗粒长时间悬浮，并能绕过障碍物，散布到火灾的各个角落。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂：40份、还原剂50份、性能调节剂7份和粘合剂3份制成。氧化剂可以选择硝酸钾、硝酸锶等硝酸盐以及少量碳酸盐，氧化剂具有氧化性，它本身被还原，其中硝酸根在化学反应中被还原NO、NO₂、N₂。固体颗粒裂解产物以蒸汽或离子的形式存在，瞬间与活性基团H、OH和O等吸附并发生化学反应，从而消耗燃料活性基团，使燃烧的链式反应受到抑制。其中氧化还原反应产生的金属氧化物与燃烧物质碳在高温下反应，吸收燃烧火源部分热量，使火焰温度降低，因而燃烧反应受到一定程度的抑制作用。还原剂选择碳、糖类有机物和/或偶氮类化合物，还原剂主要作产气剂用，由于气溶胶是以全淹没的形式灭火，需要气体作为溶胶颗粒的载体来使溶胶颗粒在一定的时间均匀的淹没保护区域来达到灭火的效果。性能调节剂可以选择碳酸铝、碳酸镁、碳粉和其它金属盐。性能调节剂中的碳酸盐主要用作降温剂，性能调节剂中的碳粉在这里主要作反应速率调节剂。

上述热气溶胶灭火剂的制备方法可采用灭火剂领域常规的制备工艺，即将制备好的氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂混合搅拌成型即可，此制备方法也是下述配比不同的实施例的制备方法。

实施例2：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂50份、还原剂40份；性能调节剂5份和粘合剂5份制成。粘合剂可以采用树脂类粘合剂。热气溶胶灭火剂的制备工艺可按照所在领域的常规制备工艺制成，即将制备好的氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂混合搅拌成型制得。

实施例3：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂40～75份、还原剂15～50份、性能调节剂1～7份和粘合剂1～5份制成；氧化剂按质量份包括硝酸钾10～15份、硝酸锶20～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份和硝酸钙1～5份；还原剂包括碳5～20份和偶氮二甲酰胺20～38份；性能调节剂包括碳酸铝1～2份、碳酸镁1～3份和碳粉1～3份。

实施例4：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂50份、还原剂40份、性能调节剂5份和粘合剂5份，其中氧化剂按质量份包括硝酸钾10～15份、硝酸锶20～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份和硝酸钙1～5份；还原剂按质量份包括碳5～20份和偶氮二甲酰胺20～38份；性能调节剂按质量份包括碳酸铝1～2份、碳酸镁1～3份和碳粉1～3份。

实施例5：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂50份、还原剂40份、性能调节剂5份和粘合剂5份，其中氧化剂按质量份包括硝酸钾15份、硝酸锶20份、硝酸锌5份、硝酸镁5份和硝酸钙5份；还原剂按质量份包括碳10份和偶氮二甲酰胺30份；性能调节剂按质量份包括碳酸铝2份、碳酸镁2份和碳粉3份。

实施例6：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂制成。其中氧化剂按质量份由硝酸钾10～15份、硝酸锶15～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份和硝酸钙1～5份构成；还原剂按质量份由碳5～15份和偶氮二甲酰胺15～50份构成；性能调节剂按质量份由碳酸铝1～2份、碳酸镁1～5份和碳粉1～5份构成；粘合剂按质量份1～5份，粘合剂可以采用树脂类粘合剂。热气溶胶灭火剂的制备工艺可按照所在领域的常规制备工艺制成，即将制备好的氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂混合搅拌成型制得。

实施例7：热气溶胶灭火剂，该灭火剂按质量份采用氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂制成。其中氧化剂按质量份由硝酸钾15份、硝酸锶20份、硝酸锌5份、硝酸镁5份以及硝酸钙5份构成；还原剂按质量份由碳5和偶氮二甲酰胺35份；性能调节剂按质量份由碳酸铝2份、碳酸镁2份和碳粉3份构成；粘合剂3份。

Claims

1.热气溶胶灭火剂，其特征在于，该灭火剂采用氧化剂、还原剂、性能调节剂和粘合剂制成。

2.根据权利要求1所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，该灭火剂按质量份采用氧化剂40～75份、还原剂15～50份、性能调节剂1～7份和粘合剂1～5份制成。

3.根据权利要求2所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，该灭火剂按质量份采用氧化剂为40～55份、还原剂20～40份、性能调节剂1～5份和粘合剂1～5份制成。

4.根据权利要求3所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的氧化剂为50份、还原剂40份、性能调节剂5份和粘合剂5份。

5.根据权利要求1至4任一项所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的氧化剂按质量份，包括硝酸钾10～15份、硝酸锶20～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份和硝酸钙1～5份。

6.根据权利要求1至4任一项所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的还原剂包括碳、糖类有机物和/或偶氮类化合物。

7.根据权利要求6所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的糖类有机物包括淀粉、双氰胺和/或五氨基四唑；所述的偶氮类化合物为偶氮二甲酰胺。

8.根据权利要求7所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的还原剂按质量份包括碳5～20份和偶氮二甲酰胺20～38份。

9.根据权利要求1至4任一项所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的性能调节剂中按成品总质量百分比包括：所述的性能调节剂按质量份包括碳酸铝1～2份、碳酸镁1～3份和碳粉1～3份。

10.根据权利要求1所述的热气溶胶灭火剂，其特征在于，该灭火剂包括由硝酸钾10～15份、硝酸锶15～25份、硝酸锌3～5份、硝酸镁3～5份以及硝酸钙1～5份构成的氧化剂；由碳5～15份以及偶氮二甲酰胺15～50份构成的还原剂；由碳酸铝1～2份、碳酸镁1～5份以及碳粉1～5份构成的性能调节剂；和粘合剂1～5份制成。