CN103170084A - 一种金属羰基灭火组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种金属羰基灭火组合物，其包含有金属羰基配合物；所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力源，利用烟火类药剂燃烧的高温使其受热分解或反应，产生灭火物质随烟火类药剂一起喷出而达到灭火目的。该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灭火组合物。
本发明所采用的技术方案是：
一种金属羰基灭火组合物，包含有金属羰基配合物；所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力源，利用烟火类药剂燃烧的高温使其受热分解或反应，产生灭火物质随烟火类药剂一起喷出而达到灭火目的。
进一步地，所述金属羰基配合物是四羰基镍Ni(CO)4、五羰基铁Fe(CO)5、五羰基钌Ru(CO)5、五羰基锇Os(CO)5、十二羰基三钌Ru3(CO)12、十二羰基三锇Os3(CO)12、六羰基钒V(CO)6、六羰基铬Cr(CO)6、六羰基钼Mo(CO)6、六羰基钨W(CO)6、六羰基钛Ti(CO)6、六羰基锰Mn(CO)6、六羰基铁Fe(CO)6、十羰基二锰Mn2(CO)10、十羰基二锝Tc2(CO)10、十羰基二铼Re2(CO)10、八羰基二钴Co2(CO)8、九羰基二铁Fe2(CO)9或十二羰基三铁Fe3(CO)12中的一种或多种。
更进一步，所述金属羰基配合物是四羰基镍Ni(CO)4、六羰基铬Cr(CO)6、六羰基钼Mo(CO)6、六羰基钨W(CO)6、六羰基锰Mn(CO)6、六羰基铁Fe(CO)6、十羰基二锰Mn2(CO)10、八羰基二钴Co2(CO)8、九羰基二铁Fe2(CO)9或十二羰基三铁Fe3(CO)12中的一种或多种。
进一步地，所述灭火组合物中的金属羰基配合物的质量百分含量为5-90质量％。
本发明的灭火组合物还包括辅助灭火剂，其质量百分含量为大于10-95质量％。
进一步地，所述辅助灭火剂为磷酸盐、碳酸盐、碱式碳酸盐、金属卤化物、金属氧化物、三聚氰胺、硫酸铵、双氰胺、碳酸胍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种。
更进一步地，所述磷酸盐是磷酸二氢钙、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。
更进一步地，所述碳酸盐是碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸钙、碳酸锂或碳酸镍中的一种或多种。
更进一步地，所述碱式碳酸盐是碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍或碱式碳酸钙中的一种或多种。
更进一步地，所述金属卤化物是氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、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。
更进一步地，所述金属氧化物是氧化锌、氧化铜、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁或三氧化二锑中的一种或多种。
本发明的灭火物还包含有粘合剂，其质量百分含量为大于0至小于等于15质量％；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。
进一步地，本发明的灭火组合物中各组分及其质量百分含量为：
金属羰基配合物 30质量％-85质量％
辅助灭火成分 10质量％-55质量％
粘合剂 1质量％-15质量％。
进一步地，所述灭火物还包含有添加剂；其质量含量为1-20质量％；所述添加剂为硬脂酸盐、滑石粉、石墨或其混合物。
进一步地，本发明的灭火组合物中各组分及其质量百分含量为：
金属羰基配合物 35质量％-65质量％
辅助灭火成分 35质量％-55质量％
粘合剂 1质量％-5质量％
添加剂 1质量％-5质量％。
本发明的灭火组合物的火焰抑制机理如下：
该灭火组合物中的金属羰基化合物在高温下可分解释放出金属离子，该金属离子可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，其中也有物理作用减少氧气分压而抑制火焰，辅助灭火剂在气溶胶的高温下分解产生大量气体，与烟火药剂燃烧所产生的气溶胶气体产生协同增效作用，共同灭火，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中选用的金属羰基化合物在高温下可分解释放出金属离子，金属离子可夺取燃烧反应中的自由基，切断反应链，从而灭火，辅助灭火组分可释放出大量气体，连同气溶胶发生剂反应产生的气溶胶气体共同发挥灭火作用，本发明中优选各组分含量，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，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利用气溶胶发生剂燃烧产生的热量，迅速发生吸热分解反应，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。
本发明的灭火组合物可以采用制丸、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。
上述的灭火组合物，其通过以下的方式以及实验结果可以毫无疑义地得出本发明的灭火组合物的效能明显优于现有的灭火药剂，而且灭火时间也大大缩短。具体如下：
实施例1
将制成的四羰基镍、碳酸氢钾、氯化钠、双氰胺、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
将制成的四羰基镍、六羰基铬、碳酸氢钠、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
将制成的五羰基铁、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
将制成的十二羰基三钌、碳酸氢钠、氯化钾、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；实验结果见试验记录表1。
实施例5
将制成的六羰基钼、碳酸氢钾、碳酸氢钠、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6
将制成的四羰基镍、十羰基二锰、双氰胺、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。
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。
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。
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。
对比分别装有100g S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。
表1各种组分成分比较和试验结果对比
实施例7
将制成的十二羰基三铁、八羰基二钴、磷酸二氢锰、碱式碳酸铜、氯化钴组合物样品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2。
实施例8
将制成的四羰基镍、磷酸二氢锰、碳酸钴、碳酸胍组合物样品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2。
实施例9
将制成的六羰基锰、六羰基钼、三氧化二铁、氯化钴、碳酸胍组合物样品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2。
实施例10
将制成的四羰基镍、十羰基二锰、碳酸钴、三氧化二铁、缩醛胶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2。
实施例11
将制成的十二羰基三铁、六羰基铬、八羰基二钴、碱式碳酸铜、氯化钴、羟丙基甲基纤维素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2。
实施例12
将制成的四羰基镍、六羰基锰、八羰基二钴、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2。
对比例，同前述的对比例，分别装有100g S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2。
表2各种组分成分比较和试验结果对比
由上述表1和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12.25s，而现有的产品喷射时间可达34.55s，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 (15)
1.一种金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物包含有金属羰基配合物；所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力源，利用烟火类药剂燃烧的高温使其受热分解或反应，产生灭火物质随烟火类药剂一起喷出而达到灭火目的。
2.根据权利要求1所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述金属羰基配合物是四羰基镍Ni(CO)4、五羰基铁Fe(CO)5、五羰基钌Ru(CO)5、五羰基锇Os(CO)5、十二羰基三钌Ru3(CO)12、十二羰基三锇Os3(CO)12、六羰基钒V(CO)6、六羰基铬Cr(CO)6、六羰基钼Mo(CO)6、六羰基钨W(CO)6、六羰基钛Ti(CO)6、六羰基锰Mn(CO)6、六羰基铁Fe(CO)6、十羰基二锰Mn2(CO)10、十羰基二锝Tc2(CO)10、十羰基二铼Re2(CO)10、八羰基二钴Co2(CO)8、九羰基二铁Fe2(CO)9或十二羰基三铁Fe3(CO)12中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述金属羰基配合物是四羰基镍Ni(CO)4、六羰基铬Cr(CO)6、六羰基钼Mo(CO)6、六羰基钨W(CO)6、六羰基锰Mn(CO)6、六羰基铁Fe(CO)6、十羰基二锰Mn2(CO)10、八羰基二钴Co2(CO)8、九羰基二铁Fe2(CO)9或十二羰基三铁Fe3(CO)12中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物中的金属羰基配合物的质量百分含量为5-90质量％。
5.根据权利要求4所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物还包括辅助灭火剂，其质量百分含量为10-95质量％。
6.根据权利要求5所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述辅助灭火剂为磷酸盐、碳酸盐、碱式碳酸盐、金属卤化物、金属氧化物、三聚氰胺、硫酸铵、双氰胺、碳酸胍、硝基胍、硝酸胍或磷酸胍中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述磷酸盐是磷酸二氢钙、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。
8.根据权利要求6所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述碳酸盐是碳酸钴、碳酸锌、碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸锶、碳酸钠钾6水、碳酸锂、碳酸镍或碳酸钙中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述碱式碳酸盐是碱式碳酸铜、碱式碳酸镁、碱式碳酸钴、碱式碳酸锌、碱式碳酸镍或碱式碳酸钙中的一种或多种。
10.根据权利要求6所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述金属卤化物是氟化钾、氯化钾、溴化钾、碘化钾、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。
11.根据权利要求6所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述金属氧化物是氧化锌、氧化铜、三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁或三氧化二锑中的一种或多种。
12.根据权利要求1至11任一项所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火物还包含有粘合剂，其质量百分含量为大于0至小于等于15质量％；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。
13.根据权利要求书12所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物中各组分及其质量百分含量为：
金属羰基配合物 30质量％-85质量％
辅助灭火成分 10质量％-55质量％
粘合剂 1质量％-15质量％。
14.根据权利要求书12所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火物还包含有添加剂；其质量百分含量为1-20质量％；所述添加剂为硬脂酸盐、滑石粉、石墨或其混合物。
15.根据权利要求书14所述的金属羰基灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物中各组分及其百分含量为：
金属羰基配合物 35质量％-65质量％
辅助灭火成分 35质量％-55质量％
粘合剂 1质量％-5质量％ 添加剂 1质量％-5质量％。
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