CN102949798B - 一种灭火组合物 - Google Patents
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Classifications
-
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- A62D1/06—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
Abstract
本发明涉及一种新型灭火组合物，该灭火物包含有主灭火成分、辅助灭火成分、产气灭火成分，其中主灭火成分是碳酸胍；其质量百分比为5～60％；辅助灭火成分质量百分比为3～60％；产气灭火成分质量百分比为5～60％；其是以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放出热量使该灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而灭火。本发明的灭火组合物通过优选组分以及优化组分含量，确定了灭火组合物的最佳配比，从而大大提高灭火组合物的效能，而且充分利用了灭火组合物的各组分的效能，提高灭火组合物的有效利用率。
Description
技术领域
本发明属于气溶胶灭火技术领域，特别涉及一种气溶胶灭火组合物。
背景技术
气溶胶灭火技术，因为具有无毒、无腐蚀、容积效率高、贮存周期长、全淹没、全方位灭火等特点而备受瞩目，从上世纪末到目前的十多年间，气溶胶技术得到了迅猛的发展，相关专利层出不穷。
现有的气溶胶灭火剂主要有S型和K型灭火剂，通过综合分析其性能特点，其不足之处主要有：气溶胶灭火剂均是利用灭火剂发生氧化还原反应释放出大量气体、活性粒子，通过活性粒子的断链反应，大量气体的覆盖窒息，实现化学与物理相结合的灭火目的。但是气溶胶灭火剂在发生燃烧反应释放出气溶胶的同时，释放出大量的热，为了有效降低装置和气溶胶的温度，避免发生二次火灾，需增加冷却系统，增加了冷却系统导致装置结构复杂笨重，工艺流程复杂，成本高，由于冷却系统的存在，使大量活性粒子经过冷却层过滤后失去活性，导致灭火性能大大降低；另外现有的灭火剂也没有充分利用各灭火组分的灭火效能，其灭火效能有限，造成药剂成本在一定程度上的浪费。
发明内容
基于现有技术中的灭火药剂存在的灭火效能不高，有效利用率低的问题，本发明提供了一种灭火效能高、安全性能好而且利用率较高的新型灭火组合物。
本发明所采用的技术方案是：
一种新型灭火组合物，其特征在于：该灭火物主要包含有主灭火成分、辅助灭火成分、产气灭火剂；其中：
主灭火成分：5(质量)～60(质量)％；
辅助灭火成分：3(质量)％～60(质量)％；
产气灭火成分：5(质量)％～60(质量)％；
所述主灭火成分是碳酸胍；
使用时，其以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放 出热量使该灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而灭火。
该灭火组合物中：主灭火成分为碳酸胍，其质量比为5～60％，优选35～45％；辅助灭火成分为碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸钙、碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碱式碳酸钙、碳酸锂、碳酸镍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种，其所占质量比为3～60％，优选5％～20％或20～30％；产气灭火剂为三聚氰胺和/或双氰胺，所占质量百分比为：5～60％，优选30～40％。还可以添加大于0％～小于15％的粘合剂和大于0％～小于5％的性能催化剂；使用时，其以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放出热量使该灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而灭火。
本发明的灭火组合物的主灭火成分还可以包含磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、二水磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰、磷酸二氢镁、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸氢钙、磷酸氢镁、磷酸铵或磷酸铵镁中的一种或多种，其质量比为0～60％，优选15％～20％，当其与碳酸胍混合使用时，主灭火成分占灭火组合物的35％～55％为佳。
上述的辅助灭火成分中还可以包含氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、硫酸铵、氟化铵、氯化铵、溴化铵、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氧化锌、氧化铜、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁、三氧化二锑、氯化钴、氯化铁或氯化亚铁中的一种或多种，其质量比为0～60％。
本发明的产气灭火组分可以为三聚氰胺和/或双氰胺，其质量比为5～60％，优选30～35％。
本发明的性能催化剂为二氧化锰、金属镍或金属铁中的一种或多种；其所占质量百分比为大于0～小于5％，优选1％～5％。
本发明的粘合剂可以选自水玻璃、虫胶、淀粉、糊精、橡胶、环氧树脂、缩醛胶、羟丙基甲基纤维素或酚醛树脂中的一种或多种。
本发明的灭火组合物还可以添加添加剂，即可选择硬脂酸盐、滑石粉、石墨、水溶性高聚物复配溶液中的一种或多种，但是添加剂的含量控制在20％以下，以1％～5％为佳。
本发明的灭火组合物采用羟甲基纤维素或羟乙基纤维素作为其表面包覆剂，改善组合物体系的表面光洁度，并提高其强度、耐磨性和抗震性，防止运输过程中灭火组合物发生粉化，掉渣并溢出灭火装置现象的出现。
本发明的灭火组合物的火焰抑制机理如下：
灭火组合物在高温下可分解释放出灭火物质，该灭火物质可通过自由基与链式燃烧反应所必需的O·、OH·、H·自由基中的一种或几种进行反应，从而切断了链式燃烧反应，也可通过物理作用减少氧气分压而抑制火焰，或同时发生物理及化学抑制作用共同实现灭火效果，与此同时，与烟火药剂产生协同增效作用，进一步提高了灭火剂的灭火效能，大大缩短了有效灭火时间。
本发明的灭火组合物的优点是：
1、本发明的灭火组合物通过优选组分以及优化组分含量，确定了灭火组合物的最佳配比，从而大大提高灭火组合物的效能，而且充分利用了灭火组合物的各组分的效能，提高灭火组合物的有效利用率。
2、本发明的灭火组合物在受热情况下，即可迅速发生吸热分解反应，有效快速的降低了烟火药剂燃烧释放的热量，大大降低了灭火装置喷口及喷放物质的温度，更安全，而且灭火时间大大缩短。
3、本发明添加了性能催化剂和粘合剂的成分，能够进一步提高了灭火材料的灭火性能和加工性能，使其性能稳定并易于长期贮存。
4、本发明的灭火组合物采用羟甲基纤维素或羟乙基纤维素作为其表面包覆剂，改善组合物体系的表面光洁度，并提高其强度、耐磨性和抗震性，防止运输过程中灭火组合物发生粉化，掉渣并溢出灭火装置现象的出现。
具体实施方式
下面通过实施例更具体的说明本发明的灭火组合物。
第一种实施方式
本发明的通过受热发生化学反应产生灭火物质的组合物，其包含的各组分及对应的质量百分含量为：
该灭火组合物为：主灭火成分为碳酸胍，其质量比为5～60％，优选35～45％；辅助灭火成分为碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸钙、碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、 碱式碳酸钙、碳酸锂、碳酸镍、硝基胍、硝酸胍、磷酸胍中的一种或多种，所占质量比为5～60％，优选20～30％；产气灭火剂为三聚氰胺和/或双氰胺，所占质量百分比为：5～60％，优选30～40％；以及大于0(质量)％～15(质量)％的粘合剂、0(质量)％～5(质量)％的性能催化剂；使用时，其以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放出热量使该灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而灭火。
第二种实施方式
该灭火组合物包含主灭火成份、辅灭火成分、产气灭火组分、粘合剂以及性能催化剂，其中：
主灭火成分是碳酸胍5％～60％，优选20％～35％和磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、二水磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰、磷酸二氢镁、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸氢钙、磷酸氢镁、磷酸铵或磷酸铵镁中的一种或多种，后者所占灭火组合物的质量比为0～60％，优选15％～20％，即主灭火成分的总质量比为35％～55％为佳。
辅灭火成分为辅助灭火成分为碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸钙、碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碱式碳酸钙、碳酸锂、碳酸镍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种与氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、硫酸铵、氟化铵、氯化铵、溴化铵、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氧化锌、氧化铜、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁、三氧化二锑、氯化钴、氯化铁、氯化亚铁中的一种或多种的混合，其中碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸钙、碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碱式碳酸钙、碳酸锂、碳酸镍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种，其所占质量比为3～60％，优选4～10％；同时，氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、硫酸铵、氟化铵、氯化铵、溴化铵、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氧化锌、氧化铜、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁、三氧化二锑、氯化钴、氯化铁或氯化亚铁中的一种或多种，其所占质量比为0～60％，优选1～10％；即辅灭火成分的总质量比为5％～20％为佳。
产气灭火组分为三聚氰胺和/或双氰胺，其质量比为5～60％，优选30～35％。
粘合剂可以选自水玻璃、虫胶、淀粉、糊精、橡胶、环氧树脂、缩醛胶、羟丙基甲基纤维素或酚醛树脂中的一种或多种，其质量百分比为大于0(质量)％～15(质量)％。粘合剂的选用以及含量控制属于本领域的常规技术手段，本领域的技术人员都知晓其性能以及添加的用途，通常其含量控制在15％以下。
性能催化剂可选二氧化锰、金属镍或金属铁中的一种或多种，其含量为0(质量)％～5(质量)％，优选1％～5％。
本发明的灭火组合物是使用时以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放出热量使灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，该灭火物质随烟火类药剂一起喷出，可通过自由基与链式燃烧反应所必需的O·、OH·、H·自由基中的一种或几种进行反应，从而切断了链式燃烧反应，也可通过物理作用减少氧气分压而抑制火焰，或同时发生物理及化学抑制作用共同实现灭火效果，与传统的灭火组合物相比，其更高效、更安全，而且其主要是用于扑灭B类火。
本发明的第一种实施方式和第二种实施方式的灭火组合物均还可以根据需要加入各种添加剂，例如可以为硬脂酸盐、滑石粉、石墨、水溶性高聚物复配溶液或其混合物，该添加剂的含量为0～20％，以1～5％为佳。
制备时可以采用制丸、模压、挤压等工艺成型为球状，片状，条状，块状，蜂窝状，并且可经过表面包覆处理。进行表面包覆处理时优选加入羟甲基纤维素或羟乙基纤维素作为表面包覆剂。该表面包覆剂可以改善组合物体系的表面光洁度，并提高其强度、耐磨性和抗震性，防止运输过程中灭火组合物发生粉化，掉渣并溢出灭火装置现象的出现。
对上述的两种实施方式的灭火组合物，选取了其中的12个配比进行试验，并与市场上销售的灭火药剂进行比对，具体如下：
实施例1
将制成的碳酸氢钾、氯化钠、双氰胺、三聚氰胺、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例2
将制成的碳酸氢钠、氯化钾、双氰胺、三聚氰胺、缩醛胶及硬脂酸镁组合 物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例3
将制成的碳酸氢钾、氯化钠、双氰胺、碳酸胍、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例4
将制成的碳酸氢钠、氯化钾、双氰胺、三聚氰胺、羟丙基甲基纤维素及滑石粉组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例5
将制成的碳酸氢钾、碳酸氢钠、氯化钾、双氰胺、三聚氰胺、碳酸胍、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例6
将制成的碳酸氢钠、氯化钠、双氰胺、碳酸胍、羟丙基甲基纤维素及石墨粉组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见试验记录表1。
实施例7
将制成的磷酸二氢铵、硫酸铵、碳酸氢钠、磷酸胍、双氰胺、三聚氰胺、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见表2。
实施例8
将制成的磷酸氢二铵、氯化钠、硫酸铵、碳酸氢钠、双氰胺、三聚氰胺、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验，实验结果见表2。
实施例9
将制成的磷酸氢二铵、硫酸铵、碳酸氢钾、双氰胺、碳酸胍、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实 施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见表2。
实施例10
将制成的磷酸二氢铵、氯化钾、碳酸氢钠、双氰胺、碳酸胍、羟丙基甲基纤维素及滑石粉组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见表2。
实施例11
将制成的磷酸二氢铵、氯化钠、磷酸胍、双氰胺、三聚氰胺、缩醛胶及硬脂酸镁组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见表2。
实施例12
将制成的磷酸氢二铵、硫酸铵、磷酸胍、双氰胺、碳酸胍、羟丙基甲基纤维素及石墨粉组合物样品50克加入装有50克K型热气溶胶发生剂的灭火装置中，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；实验结果见表2。
对比例1
将只装有100g K型热气溶胶灭火剂的灭火装置样品，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；试验测试结果见表1和表2。
对比例2
将只装有100g S型热气溶胶灭火剂的灭火装置样品，实施面积为0.25m2油盘的93#汽油灭火试验；试验测试结果见表1和表2。
将下表中的灭火材料、粘合剂及添加剂制成的灭火组合物50g，制备成型后，分别加入装有50gK型气溶胶发生剂的灭火装置中，分别进行8B灭火试验，具体试验模型见GA86-2009中6.3.2.1。每组进行三发，记录灭火效果及灭火时间，试验结果见表1和表2。
对比分别装有100gS型气溶胶灭火剂或者K型气溶胶灭火剂的灭火装置的样品，在相同的条件下进行灭火试验，记录灭火效果及喷射时间，结果见表1和表2。
表1各种组分成分比较和试验结果对比
由上述表1可以得出：本发明的灭火组合物可以灭掉两发或者三发，而现有的产品均未灭掉，另外，本发明的喷射时间最长为12.05s，而现有的产品喷射时间可达38.10s，喷射时间长即灭火效能就会受到影响。因此，本发明的灭火组合物效果明显优于现有的产品。
表2各种组分成分比较和试验结果记录表
由上述表2可以得出：本发明的灭火组合物可以灭掉两发或者三发，而现有的产品均未灭掉，另外，本发明的喷射时间最长为10.98s，而现有的产品喷射时间可达40.30s，喷射时间长即灭火效能就会受到影响。因此，本发明的灭火组合物效果明显优于现有的产品。
Claims (11)
1.一种灭火组合物，其特征在于：所述灭火物由主灭火成分、辅助灭火成分、产气灭火成分组成；其中：
主灭火成分：5(质量)～60(质量)％；
辅助灭火成分：3(质量)％～60(质量)％；
产气灭火成分：5(质量)％～60(质量)％；
所述的主灭火成份由磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、二水磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰、磷酸二氢镁、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸氢钙、磷酸氢镁、磷酸铵或磷酸铵镁中的一种或多种和碳酸胍组成；
所述碳酸胍的质量百分比为20％～35％；
所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力源，通过点燃烟火类药剂燃烧放出热量使灭火组合物发生反应产出大量灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而灭火。
2.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述磷酸二氢钙、磷酸二氢钠、二水磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸二氢锌、磷酸二氢锰、磷酸二氢镁、磷酸氢二钠、磷酸氢二铵、磷酸氢钙、磷酸氢镁、磷酸铵中的一种或多种，其质量比为15％～20％。
3.根据权利要求1至2任一所述的灭火组合物，其特征在于：所述的辅助灭火成分为碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸钙、碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍、碱式碳酸钙、碳酸锂、碳酸镍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的灭火组合物，其特征在于：所述的辅助灭火成分还包括氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、硫酸铵、氟化铵、氯化铵、溴化铵、氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化钴、氯化铁或氯化亚铁中的一种或多种。
5.根据权利要求1至2任一所述的灭火组合物，其特征在于：所述的产气灭火组分为三聚氰胺和/或双氰胺。
6.根据权利要求5所述的灭火组合物，其特征在于：所述灭火物还包含有粘合剂，其质量百分比为：大于0～小于等于15％。
7.根据权利要求6所述的灭火组合物，其特征在于：所述的粘合剂为水玻璃、虫胶、淀粉、糊精、橡胶、环氧树脂、缩醛胶、羟丙基甲基纤维素或酚醛树脂中的一种或多种。
8.根据权利要求1至2任一所述的灭火组合物，其特征在于：所述灭火物还包含有添加剂以及性能催化剂；所述添加剂的含量为1(质量)％～20(质量)％；所述性能催化剂的含量为：大于0(质量)％～5(质量)％。
9.根据权利要求8所述的灭火组合物，其特征在于：所述添加剂为硬脂酸盐、滑石粉、石墨或水溶性高聚物复配溶液或其混合物；所述性能催化剂为二氧化锰、金属镍或金属铁中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物各组分及其质量百分含量为：
主灭火成分 35％～45％
辅灭火成分 20％～30％
产气灭火成分 30％～40％。
11.根据权利要求8所述的灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物各组分及其质量百分含量为：
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