CN103272360A - 一种s型气溶胶灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种S型气溶胶灭火剂及其制备方法，所述S型气溶胶灭火剂的组成成分，按重量份计，包括：氧化剂45—65份、还原剂30—55份、性能调节剂6—15份、黏合剂5—10份；还原剂的组成成分包括草酸钾、铝粉、镁粉、尿素等。本发明通过调整组分和配比，改变还原剂的成分和还原剂在灭火剂中的比例，加入草酸钾，能与氧化剂发生强烈的氧化还原反应，同时离解出的K与Sr在瞬间与燃烧中的活性基团H、OH和O发生多次链反应，消耗和抑制活性基团H、OH和O之间的放热反应，从而对燃烧反应起到抑制作用。草酸钾、镁、铝及功能性添加剂碳酸镁等的加入可改善其燃烧及点火性能,降低灭火剂的反应温度。

Description

一种S型气溶胶灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及用于消防中的气溶胶灭火剂的技术领域，尤其涉及一种S型气溶胶灭火剂和装置。

背景技术

气溶胶灭火剂生成的气溶胶中，气体与固体产物的比约为6：4，其中固体颗粒主要是金属氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐、炭粒以及少量金属碳化物；气体产物主要是N₂、少量的CO₂和CO。固体颗粒气溶胶同干粉灭火剂一样，是通过若干种机理发挥灭火作用的，如吸热分解的降温作用、气相和固相的化学抑制作用以及惰性气体使局部氧含量下降等。

气溶胶的发展经历了第一代的烟雾灭火技术；第二代以钾盐为气溶胶发生剂主氧化剂的灭火技术，也就是K型气溶胶技术；第三代以硝酸锶为主氧化剂、硝酸钾为辅氧化剂灭火技术，也是现在广泛应用的S型气溶胶。

S型气溶胶是在固体灭火气溶胶发生剂配方中采用以硝酸锶为主氧化剂、硝酸钾为辅氧化剂的复合氧化剂，利用电子气化启动器激活发生化学反应，产生大量惰性气体、水汽和微量固体颗粒喷出，兼有物理和化学抑制的全淹没式灭火功能。

S型气溶胶对臭氧层损耗指标为零；微粒遵循布朗运动规则，能够实现全淹没式灭火；以硝酸锶作为主氧化剂，硝酸钾作辅氧化剂，既发挥了硝酸钾的高效灭火，同时也大大削弱了反应后固体颗粒对文物和精密仪器等的损害；K型气溶胶的气态产物中含有大量的氧化钾（K₂O），其熔点仅为约800℃，正好处在灭火剂的生成反应温度区，因此造成氧化钾过多地挥发到灭火气体中去，从而引起灭火中固体微粒含量过大，且吸收空气中水分后粒径进一步增加，使易于沉降的固体微粒数量增大，不利于精密仪器工作，而S型气溶胶灭火剂的气态灭火产物氧化锶（SrO）熔点为2450℃，远高于灭火剂生成反应温度区，不会过多挥发，使用效果比K型更优。

但是，现有的S型气溶胶灭火剂使用时仍然存在如下问题需要本行业技术人员去解决，包括：气溶胶灭火剂燃烧的温度波动较大，具有燃烧不稳定的问题；释放的气溶胶颗粒温度过高，容易伤害消防员、其他人员或者设备；在高温下形成的气溶胶微粒具有很大浮力，容易随着气流波动，影响灭火的效果；气溶胶微粒中的金属盐类和金属氧化物等均有一定的导电性，容易引起电器设备短路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种S型气溶胶灭火剂及其制备方法，可以解决灭火剂燃烧不稳定、释放的气溶胶温度过高、气溶胶浮力大等问题。

本发明的技术方案是，提供一种S型气溶胶灭火剂，所述S型气溶胶灭火剂的组成成分，按重量份计，包括：

所述氧化剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

硝酸锶    25—35份

硝酸钾    5—15份

硝酸镁    5—10份；

所述还原剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

所述性能调节剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

所述黏合剂为酚醛树脂。

申请人经过实验发现，所述S型气溶胶灭火剂的组成成分，按重量份计，最佳配方为：

上述S型气溶胶灭火剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按上述重量份称取酚醛树脂，溶于乙醇中，制成质量浓度为40—50%的酚醛树脂溶液；

步骤二：取上述重量份的氧化剂、还原剂、性能调节剂，进行烘干，混合均匀，粉碎、过滤，得混合好的原料；

步骤三：将酚醛树脂溶液加入混合好的原料中，搅拌均匀，再采用40目筛网造粒。

步骤四：将造粒后的物料置于50—65℃、相对湿度不大于30%的电热鼓风干燥箱内，干燥至含水量小于1%。

步骤五：干燥完成后，将气溶胶灭火剂在不大于10MPa的压力下压制成型。

所述步骤二中的过滤时采用200目的筛子。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、灭火剂的反应温度低：通过调整组分和配比，改变还原剂的成分和还原剂在灭火剂中的比例，如还原剂加入草酸钾，草酸钾中的草酸根具有强还原性，能与氧化剂硝酸钾、硝酸锶、发生强烈的氧化还原反应，离解出的K可以蒸汽或阳离子的形式存在，在瞬间与燃烧中的活性基团H、OH和O发生多次链反应，消耗和抑制活性基团H、OH和O之间的放热反应，从而对燃烧反应起到抑制作用。同时草酸钾本身的热分解及加入的功能性添加剂碳酸镁等的热分解可降低反应温度，使气溶胶发生剂在较低的反应温度，达到更好的喷射性能和灭火效果，热气溶胶灭火气体由装置喷口喷出的最高温度为112℃。

2、燃烧性能稳定：通过调整Mg、Al及功能性添加剂碳酸镁等的比例，使气溶胶发生剂能可靠点火，并使反应温度波动幅度下降，燃烧性能更稳定。

3、绝缘性好：通过调整配方，相比普通的灭火剂KNO₃的加入比例减少，同时通过加入还原剂草酸钾、铝粉、尿素等保证了较好的灭火效果，产生的气溶胶微粒中容易增强导电能力的钾盐和钾的氧化物的比例得到控制，从而降低了固体沉降物的导电性，使其绝缘性增强，绝缘性达90MΩ以上。

4、气溶胶浮力小：如上所述由于添加了一些功能性添加剂，降低了反应温度，产生的气溶胶热量减少，从而使颗粒的动能减小，使其悬浮能力降低，更容易往低层弥散。

5、本发明生产工艺简单、操作快捷方便，只需要控制好造粒、干燥、压制成型条件即可生产出规范的产品，可以广泛适用于S型气溶胶灭活剂的生产领域。

附图说明

图1为本发明S型气溶胶灭火剂的生产流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，表明S型气溶胶灭火剂的具体流程为：

S101制取酚醛树脂溶液：按酚醛树脂7份的重量份称取酚醛树脂，溶于乙醇中，制成质量浓度为45%的酚醛树脂溶液；

S102制取混合原料：取硝酸锶35份、硝酸钾10份、硝酸镁6份、草酸钾12份、铝粉5份、镁粉7份、蔗糖5份、尿素5份、炭粉2份、碱式碳酸镁2份、六次甲基四胺2份、偶氮二甲酰胺2份，进行烘干，混合均匀，粉碎，再用粒径为200目的筛子过滤，得混合好的原料；

S103造粒：将酚醛树脂溶液加入混合好的原料中，搅拌均匀，再采用40目筛网造粒。

S104干燥：将造粒后的物料置于60℃、相对湿度不大于30%的电热鼓风干燥箱内，干燥至含水量小于1%。

S105压制成型：干燥完成后，将气溶胶灭火剂在不大于10MPa的压力下压制成型。

实施例二

制取酚醛树脂溶液：按酚醛树脂5份的重量份称取酚醛树脂，溶于乙醇中，制成质量浓度为40%的酚醛树脂溶液；

制取混合原料：取硝酸锶25份、硝酸钾15份、硝酸镁8份、草酸钾10份、铝粉8份、镁粉10份、蔗糖6份、尿素5份、炭粉2份、碱式碳酸镁2份、六次甲基四胺2份、偶氮二甲酰胺2份，进行烘干，混合均匀，粉碎，再用粒径为200目的筛子过滤，得混合好的原料；

造粒：将酚醛树脂溶液加入混合好的原料中，搅拌均匀，再采用40目筛网造粒。

干燥：将造粒后的物料置于60℃、相对湿度不大于30%的电热鼓风干燥箱内，干燥至含水量小于1%。

压制成型：干燥完成后，将气溶胶灭火剂在不大于10MPa的压力下压制成型。

实施例三

制取酚醛树脂溶液：按酚醛树脂6份的重量份称取酚醛树脂，溶于乙醇中，制成质量浓度为45%的酚醛树脂溶液；

制取混合原料：取硝酸锶30份、硝酸钾8份、硝酸镁8份、草酸钾10份、铝粉6份、镁粉10份、蔗糖12份、炭粉2份、碱式碳酸镁4份、六次甲基四胺2份、偶氮二甲酰胺2份，进行烘干，混合均匀，粉碎，再用粒径为200目的筛子过滤，得混合好的原料；

造粒：将酚醛树脂溶液加入混合好的原料中，搅拌均匀，再采用40目筛网造粒。

干燥：将造粒后的物料置于60℃、相对湿度不大于30%的电热鼓风干燥箱内，干燥至含水量小于1%。

压制成型：干燥完成后，将气溶胶灭火剂在不大于10MPa的压力下压制成型。

将实施例一至三的S型气溶胶灭火剂置于灭火装置内进行实验，对其喷口温度和固态沉降物绝缘性进行检测，具体结果见表1：

操作号	喷口温度	绝缘电阻值
			实施例一	112℃	90MΩ
实施例二	128℃	76MΩ
			实施例三	104℃	95MΩ

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述S型气溶胶灭火剂的组成成分，按重量份计，包括：

2.如权利要求1所述的S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述氧化剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

硝酸锶    25—35份

硝酸钾    5—15份

硝酸镁    5—10份。

3.如权利要求1所述的S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述还原剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

4.如权利要求1所述的S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述性能调节剂的组成成分，在S型气溶胶灭火剂的重量份为：

5.如权利要求1所述的S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述黏合剂为酚醛树脂。

6.如权利要求1至5任一项所述的S型气溶胶灭火剂，其特征在于，所述S型气溶胶灭火剂的组成成分，按重量份计，包括：

7.制备权利要求1至6任一项所述的S型气溶胶灭火剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：按上述重量份称取酚醛树脂，溶于乙醇中，制成质量浓度为40—50%的酚醛树脂溶液；

步骤二：取上述重量份的氧化剂、还原剂、性能调节剂，进行烘干，混合均匀，粉碎、过滤，得混合好的原料；

步骤三：将酚醛树脂溶液加入混合好的原料中，搅拌均匀，再采用40目筛网造粒。

步骤四：将造粒后的物料置于50—65℃、相对湿度不大于30%的电热鼓风干燥箱内，干燥至含水量小于1%。

步骤五：干燥完成后，将气溶胶灭火剂在不大于10MPa的压力下压制成型。

8.如权利要求7所述的制备S型气溶胶灭火剂的方法，其特征在于，所述步骤二中的过滤时采用200目的筛子。

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