CN104998367A - 一种燃烧型灭火组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃烧型灭火组合物，属于消防技术领域。本发明的燃烧型灭火组合物可通过电能、热量、火焰、机械等多种激发方式刺激，使其开始化学反应达到燃烧状态，燃烧时产生的活性固态、液态和气体产物释放到火灾空间中，可以迅速使各种常见火灾得到明显抑制或熄灭，达到以火抑火、以烟灭火的奇效。本发明的燃烧型灭火组合物具有燃速可调可控、灭火效率高、清洁环保的特点，燃烧产生的活性物质可同时快速扑灭可燃固体、液体和气体火灾。本发明的灭火组合物以不同形式设计和使用可以广泛应用于工农业生产和日常生活的大部分场合。

Description

一种燃烧型灭火组合物

技术领域

本发明涉及一种燃烧型灭火组合物，属于消防技术领域。具体地讲，本发明的燃烧型灭火组合物可通过电能、热量、火焰、机械等多种激发方式刺激，使其开始化学反应达到燃烧状态，燃烧时产生的活性固态、液态和气体产物释放到火灾空间中，可以迅速使各种常见火灾得到明显抑制或熄灭，达到以火抑火、以烟灭火的奇效。

背景技术

常见的灭火物质包括干粉灭火剂：如磷酸铵盐干粉、碳酸氢钠干粉、D类干粉，以及粒径更小的超细干粉等；以水或其它液体为主体的液态灭火剂：如水、水溶液、泡沫、含水胶囊、生物蛋白灭火剂以及超细水雾灭火剂等；气体类灭火剂：如CO₂、N₂、IG541等惰性气体灭火剂，七氟丙烷灭火剂以及近年来迅速发展的热气溶胶灭火剂。这些灭火剂各有其特定使用场合，也有其自身的缺陷，尚不能完全满足工业和公共安全的需要。

本发明的燃烧型灭火组合物与产生热气溶胶灭火剂的物质形态相类似，但较其具有更加明显的优点。比如，点火激发方式更加多样，甚至可以用高温表面或热电阻丝将其烤燃；燃烧速度可以根据组合物配比不同进行调节，也可以通过组合物物理形态和尺度的不同进行调节。更主要的是解决了目前热气溶胶灭火剂扑灭固体类火灾(A类火)非常困难的技术难题。

本发明的燃烧型灭火组合物具有燃速可调可控、灭火效率高、清洁环保、可同时快速扑灭可燃固体、液体和气体火灾的特点。灭火组合物以不同形式设计和使用可以广泛应用于工农业生产和日常生活的绝大部分场合。有助于解决困扰消防行业多年的高层建筑火灾、森林火灾、机动车发动机舱火灾、风力发电舱火灾等场合的消防灭火。

发明内容

本发明的发明人了解并注意到了气溶胶灭火领域已有许多专利，如CN1150952C，CN1222331C，CN1739820A；

RU2006239，RU2022589，RU2050878，RU2091106，RU2108124，RU2116095，RU2150310，RU215113，RU2184587，RU2214848；

EP0561035；

DE19915352；

WO0158530，WO9423800，WO9730653；

U.S.Pat.No.5573555，U.S.Pat.No.5609210，U.S.Pat.No.5613562，U.S.Pat.No.6019861，U.S.Pat.No.6042664，U.S.Pat.No.6134348，U.S.Pat.No.6264772，U.S.Pat.No.6277296等等。

本发明的内容确信与上述已授权专利的实质内容不同，并且远远优于以往发明的类似灭火剂的灭火效能，尤其是快速扑灭木材等固体材料表面火以及深部隐燃火的能力。

本发明的燃烧型灭火组合物主要由供氧物质、燃料、综合添加剂和粘结剂组成。供氧物质主要是分子结构中含有氧元素、卤族元素等电负性强的物质，可以是含氧酸盐类，如硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等等；金属和/或非金属氧化物，如氧化铜、氧化锰、氧化硅等。也可以是其它氧化性物质，如聚四氟乙烯，氟化钙等。本发明的燃料主要是含碳物质和/或含磷阻燃物质以及它们的混合物，如经过特殊处理过的石墨、炭黑、赤磷等，也包括一些碳氢化合物和金属粉。综合添加剂可以催化反应过程，影响燃烧速度，增加组合物的安全性和储存稳定性，改变燃烧产物的酸碱度并提高其绝缘性能。粘合剂可以改变灭火组合物的加工工艺性能，如增强组合物制成各种形状时的机械强度等。以该燃烧型灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

在一个实施方案中，本发明的燃烧型灭火组合物供氧物质由含氧酸盐组成，优选硝酸盐。可用于本发明的硝酸盐包括硝酸钙、硝酸镁、硝酸锶、硝酸钡、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂、硝酸铷和硝酸铯等。这些硝酸盐可以以单一一种硝酸盐的形式使用，也可以以两种或多种不同的硝酸盐的混合物的形式使用。上述硝酸盐也可以被高氯酸盐、硫酸盐等其它含氧酸盐所替代。

在另一个实施方案中，本发明的燃烧型灭火组合物的供氧物质由金属和/或非金属氧化物组成。可用于本发明的氧化物包括铜、铁、锰、锌、锶、钡、铅、铬、硼、锑、硅的氧化物等。上述氧化物部分可以被卤化物所替代，但优选氧化物。

在又一个实施方案中，本发明的燃烧型灭火组合物的供氧物质由含氧酸盐，金属和/或非金属氧化物的混合物组成，两类物质可以任意比例混合使用。

可用于本发明的燃烧型灭火组合物的燃料主要是含磷阻燃物质和/或含碳物质，也可添加镁粉、铝粉等金属粉和硼、硅、硫等非金属粉。因此，在一个方案中，以赤磷(也称红磷)作为燃料，优选经过表面包覆处理的阻燃性赤磷。在另一个实施例中，以赤磷和碳粉的混合物作为燃料。在又一个实施例中，上述两类燃料中进一步添加了金属粉，如镁粉、铝粉和镁铝合金粉，非金属粉如硫磺、硅粉、硼粉等。在另一个实施方案中，含碳物质是一些有机物质，比如三聚氰胺、双氰胺、乳糖等糖类。这些作为本发明所使用的燃料都是已知的常见物质，可以从化工产品市场购买到。

在本发明的燃烧型灭火组合物中，所述综合添加剂包括稳定剂氧化锌和/或氧化镁，所占该添加剂总重量的5％～21％；钝感剂石墨粉，所占该添加剂总重量的5％～27％；催化剂偶氮四唑胍盐，所占该添加剂总重量的0％～20％；燃速调节剂填料镁粉、铝粉或填料炭黑，所占该添加剂总重量的0％～12％；降温剂碳酸盐，所占该添加剂总重量的21％～46％；酸碱度调节剂赤磷，所占该添加剂总重量的0％～19％。

在本发明的燃烧型灭火组合物中，根据需要还可以含有调节工艺性能的粘合剂，通过添加粘结剂，有助于将本发明的灭火组合物制成所需的形状。可用于本发明的灭火组合物的粘合剂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、硝棉胶、虫胶、淀粉、糊精等以及他们的混合物，以燃烧型灭火组合物的总重量计算，其含量最高可达12％，优选3％-8％。

本发明的燃烧型灭火组合物可以根据需要制备成粉末状、颗粒状、球状、柱状、片状、饼状等多种形状使用。灭火组合物可以发射、抛撒、投掷、爆炸分散等多种方式进入火场进行灭火，但自身必须在进入火场前处于激发(燃烧发烟)状态。灭火组合物也可以气溶胶灭火剂发生剂的形态装填在热气溶胶灭火装置中使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸锶、燃料赤磷、综合添加剂和粘结剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

制备方法：首先称取综合添加剂8g与赤磷47g一起过100目标准筛混合均匀制成组分一。再将41g硝酸锶与4g粘合剂(酚醛树脂)一起过100目标准筛混合均匀制成组分二。将组分一和组分二一起过60目标准筛三遍得到混合粉。在混合粉中加入20ml酒精，并搅拌均匀，然后用20目标准筛造粒，造好的颗粒在50℃的热烘箱中烘干2小时使酒精挥发，即得到所要求的燃烧型灭火组合物。

上述灭火组合物应远离明火与高温环境，存放、操作过程中不得对其进行强烈机械刺激(如摩擦、撞击等)。

下述实施例采用相同的制备工艺进行制备。

实施例2

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸钾，燃料碳粉和赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例3

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质高氯酸钾，燃料双氰胺和赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例4

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质氧化锰和氧化铁，燃料赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例5

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸钾和氧化铁，燃料赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例6

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸锶和氧化铁，燃料赤磷和镁粉，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例7

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸钾和硝酸锶，燃料赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例8

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸钡，燃料赤磷和碳粉，5-氨基四唑，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例9

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质硝酸钾和氧化铜，燃料赤磷，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

实施例10

一种燃烧型灭火组合物，包含供氧物质氧化锰和氧化铁，燃料赤磷和铝粉，综合添加剂和粘合剂，以灭火组合物的总重量计算，各部分的重量百分含量为：

灭火实验采用的灭火试验空间为2m×2m×2.5m的10m³相对密闭空间，空间设置便于人员出入的门和观察窗。

B类火模型：燃料盘为长宽均为50cm，高度为15cm的方形油盘，油盘底面积0.25m²，底部用清水作垫底，油盘底部距地面20cm，选用的燃料为正庚烷，正庚烷的用量为8L，油盘置于空间中部。

实验步骤：将称量好的灭火组合物装填于直径15cm的封底不锈钢筒中，上部插入引火线，放置于空间内靠近门口处。将称量好的正庚烷倒入油盘中，然后点火，开门预燃约30s后，点燃灭火组合物引火线，迅速关闭试验空间门，灭火组合物燃烧并开始灭火，通过观察窗观察灭火过程并用秒表记录灭火时间。

A类火模型：A类火灭火试验模型由整齐堆放在金属支架上的木条构成，木材采用松木。木条应经干燥处理，使其含水率保持在9％～13％。木条由四层构成，每层六根方木，方木的横截面为40mm×40mm的正方形，长度为450mm±50mm。木垛层间呈直角交错放置，每层方木之间间隔均匀摆成正方形，将方木及层间钉起来形成木垛。

引燃木垛用燃料盘为钢质正方形，面积0.25m²±0.02m²，燃料盘高度为100mm，用壁厚6mm的钢板制成。燃料正庚烷。

实验步骤：将木垛放在实验空间中部的钢质试验架上，木垛底部距地面高度600mm，燃料盘置于木垛正下方，燃料盘上沿距木垛底部约300mm，试验架的结构应使木垛底部充分暴露在大气中。

将1.6L正庚烷注入燃料盘内，点燃正庚烷引燃木垛，自由燃烧3min，正庚烷耗尽后，使木垛继续燃烧3min，点燃灭火组合物引火线并关闭试验空间门。通过观察窗观察木垛灭火过程并用秒表记录木垛表面火熄火时间。

灭火组合物燃烧并喷放结束后，试验空间维持密封10min浸渍期。开启试验空间门通风，查看木垛情况，并观察木垛是否有火星，是否复燃。

试验时，每次使用燃烧型灭火组合物500g。

代表性的试验结果如下表所示。

	B类火灭火时间	A类表面火灭火时间	10min浸渍后木垛灭火情况
				实施例1	喷射过程中扑灭	喷射结束后4s扑灭	表面无火星，不复燃
实施例3	喷射结束后9s扑灭	喷射结束后21s扑灭	表面无火星，不复燃
				实施例5	喷射结束后2s扑灭	喷射结束后12s扑灭	表面无火星，不复燃
实施例8	喷射结束后11s扑灭	喷射结束后28s扑灭	表面个别火星，不复燃
				实施例9	喷射过程中扑灭	喷射过程中扑灭	表面无火星，不复燃

有益效果：

本发明的燃烧型灭火组合物不但能够扑灭B类火，也能扑灭A类表面火和深部隐燃火，而已有的同类灭火剂一般只能扑灭B、C两种类型火灾，无法扑灭木垛深部火。本发明的燃烧型灭火组合物不仅可以在封闭空间使用，合理使用，也可以快速抑制和扑灭开放空间火灾。

本发明的灭火组合物还有灭火后清洁干净、污染小、酸碱平衡、腐蚀性低的优点。

说明：

使用不当可能出现安全问题，非专业人员不得随意配制和使用。

Claims (11)

1.一种燃烧型灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物由供氧物质(氧化剂)、燃料、综合添加剂和粘结剂组成。

2.根据权利要求1所述的燃烧型灭火组合物，其特征在于：以燃烧型灭火组合物总重量计算，其中各组分的重量百分含量为：

3.根据权利要求1或2所述的燃烧型灭火组合物，其特征在于：灭火组合物以燃烧的方式产生气态、固态、液态活性物质进行灭火。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的燃烧型灭火组合物，其特征在于：所述供氧物质包括含氧酸盐、金属和/或非金属氧化物以及其它电负性强的物质，优选硝酸盐。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的燃烧型灭火组合物，其特征在于：燃料主要由含磷阻燃物质和/或含碳物质以及它们的混合物构成。含磷阻燃物质主要指赤磷(又称红磷)，含碳物质包括碳粉、石墨、炭黑、碳氢化合物等含碳有机物质。燃料中也可以含有镁粉、铝粉、镁铝合金粉等金属粉和硼、硅、硫等非金属粉。

6.根据权利要求1至5任意一项所述燃烧型灭火组合物，其中包含综合添加剂，综合添加剂由稳定剂、钝感剂、催化剂、燃速调节剂、降温剂、酸碱度调节剂组成，以综合添加剂总重量计算：各组分重量％含量如下：

7.根据权利要求1至6任意一项所述燃烧型灭火组合物，其中，所述的粘结剂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇、硝棉胶、虫胶、淀粉和糊精及其混合物。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的燃烧型灭火组合物，其重要特征在于：灭火组合物中含有赤磷(红磷)。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的燃烧型灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物可以制成粉末状、颗粒状、球状、柱状、片状、饼状等多种形状使用。灭火组合物可以发射、抛撒、投掷、爆炸分散等多种方式进行灭火，也可以装填于热气溶胶灭火装置中使用。

10.根据权利要求1至9，本专利还涉及任何将赤磷(红磷)与各种氧化剂混合作为燃烧型灭火组合物(灭火剂)的用途。

11.根据权利要求1至10，本专利还涉及包含有本发明所述燃烧型灭火组合物的各种灭火装置，如灭火弹，灭火罐、灭火车辆，灭火喷射器、灭火抛撒(分散)装置、灭火飞机以及气溶胶灭火装置等。