CN105131737A - 一种棉包防火预警系统用基包装涂层及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种棉包防火预警系统用基包装涂层及制备方法，属于火灾预警系统与包装材料涂层领域。其组分成分和重量份数配比为：巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯）5-10份，氯化低密度聚乙烯18—23份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯化铵2份。其作用原理是在棉包堆放区安装巯类化合物传感器阵列，使涂覆在低密度聚乙烯膜上的巯基酯类在棉包区域温度达到棉花燃点之前会分解放出巯基化合物，这种化合物被传感器探测并发出警报从而达到防火预警的作用。本发明材料相对简单，预防火灾实用性强。

Description

一种棉包防火预警系统用基包装涂层及制备方法

技术领域

本发明设计包装材料涂层领域，尤其涉及一种棉包防火预警系统用包装涂层。

背景技术

现在棉花的工艺生产均已呈现出比较成熟的态势，然而由于棉花本身有着易燃的特点，使其在生产和运输储存的过程中有许多要注意的问题。例如在2013年7月1号18时许，在中储棉山西候马代储库发生了一次火灾，过火面积约1.05万平方米，大约烧毁了2.46吨棉花。其起火原因是由于露天垛堆在雷雨天中遭受“雷击”造成，经济损失达到5亿元。另外在工艺生产的过程中，由于其流程长，工序多，机械设备复杂，数量大，机器排列密集，通道窄小，机器设备转速快。使得火灾发生率较高，危害性较大。且一旦发生火灾，由于蔓延途径多，极易发生大面积立体火。与此同时，火灾事故的危害巨大，后果严重，轻则烧毁原料和产品，重则彻底毁坏机器或造成人员伤亡。例如在新疆的某新建轧花企业，在生产线试轧一段时间后进行停机检修，这时有棉农过来售棉，铲棉车将籽棉卸到离喂花机较近的位置。清卸完毕时就发现刚卸下的棉堆起火，造成20吨籽棉和一台喂花机直接烧毁。

针对棉包易燃的特点，许多企业在生产和存储的过程中都会实施一系列的防火措施。而现在一般有以下几种防火方式。第一：在厂址的选择上，尤其是棉花收购站和轧花厂，尽量选择远离公路干道，以避免过往行人，车辆给棉垛等带来安全隐患。第二：对于厂区的设计要合理，针对不同区域设置隔离板隔开。并且对厂区的实际情况按照相关规范对避雷设备进行布置，还有就是对棉垛的间距也要设置恰当。第三：配备相应的消防设施，能够保证在起火的时候以最快的速度进行灭火处理。

对于大型棉场的防火预警设施。绝大部分都是只有一个温度和湿度的监测。并且派专人进行监督管理，在仓库内禁止吸烟。当温度或湿度过高时，通过通风窗通风来降低。而在生产的过程中，一般是对机器加装警报装置使其能够在温度或速度超过某个预设值时就报警，杜绝因为温度过高而发生火灾的可能。

巯基酯因为它自身拥有巯基基团化合物，这种化合物具有强烈的刺激性气味，所以可以实现预警的功能。现在这种技术已经成熟运用到液化气泄露的实际生活中去了。在我们现在使用液化气时，我们都知道在开了液化气而火却熄了的时候，过一段时间就会闻到一股刺激难闻的气味。从而让人们意识到液化气没关，避免了液化气泄漏事件的发生。

给棉包包装用的低密度聚乙烯薄膜表面涂覆带有巯基酯的涂料，制备具有防火预警功能的包装材料，这种包装材料在棉花达到燃点之前的预警温度时即可分解放出巯基酯类信号气体，配合传感器阵列使用，在棉花发生燃烧之前通知管理人员对危险棉包进行移走或喷水降温处理。这种方法的好处是，它不受棉包摆放和堆积方式的限制，也少了人为的监管。以此可以减少堆放的使用面积，在人力和财力上都会有很大的改善。

发明内容

本发明的目的是为了解决大型棉包场大量堆放棉包时的防火预警问题，采用创新方法在棉包可能发生燃烧之前提前释放出火灾预警信号，给予棉包场看管人员足够的预警时间进行处理潜在的火灾风险。

本发明的基础思想为在棉包温度上升，在温度达到燃点前，及时释放出来信号气体，该气体在自然界中不常见，具有特殊味道和能够触发相应的检测元件进行报警。

本发明一种棉包防火预警系统用包装涂层，其原料组成由质量分数组成为：

巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司）5-10份，

氯化低密度聚乙烯（烟台宏悦化工原料有限公司）18—23份，

二甲苯10份，

水60份，

十八烷基三甲基氯化铵2份。

以上组分经搅拌机搅拌均匀后即可成为可涂覆于低密度聚乙烯薄膜表面。

其中所述巯基酯的特征为带有15-50个碳的长链或多圆环状结构，如：10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司，结构如下所示：

。

在特定温度下会分解放出可挥发的巯基化合物，例如巯基甲烷，该化合物在较低浓度下既有特殊浓烈气味，易被人类嗅觉和电子检测器检出。巯基酯经过微球包覆保护，以保证在低密度聚乙烯加工温度下不会提前释放出巯基化合物。

上述棉包防火预警系统用包装涂层的制作方法，按照下述步骤进行：

（1）涂料的制备：按配比将巯基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯化铵在混合机中进行混合反应，混合反应后的原料即可作为棉包防火预警系统用基包装涂层。

（2）对薄膜进行电晕处理：将低密度聚乙烯薄膜使用电晕设备对其一面进行电晕处理。

（3）低密度聚乙烯包装涂层制备：将低密度聚乙烯薄膜电晕好的一面使用涂覆设备对其进行涂覆处理，使其形成涂层。

（4）防火预警系统测试：将制备好的包装涂层进行升温，在130℃左右时，会释放出特殊气味，由相应的传感器检测并进行报警。

有益效果：本发明通过简便的加工工艺，在低密度聚乙烯薄膜表面通过涂覆带有巯基酯的涂料，调节配比，制备出具有防火预警功能的包装涂层，同时保留低密度聚乙烯的热稳定性和加工性，生产方法相对简单，通用性好。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明进行更详细的说明，本发明并不受这些实施例的限制。

棉包防火预警系统用包装涂层的制作方法，需要搅拌机，电晕设备以及涂覆设备进行制备。

棉包防火预警系统用包装涂层经搅拌机对不同配比的原料进行涂料的制备后，再使用涂覆设备对低密度聚乙烯薄膜的电晕面进行涂覆处理。所得的低密度聚乙烯涂层可适用于不同需求的包装产品。

性能测试方法：将低密度聚乙烯薄膜电晕处理后进行涂覆形成涂层，再自主设置相应的加热报警装置，对其进行加热测试，并验证其防火预警功能。

实施例1

配方：巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司）5份，氯化低密度聚乙烯(烟台宏悦化工原料有限公司)23份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯化铵2份；先采用搅拌混合设备，在高速混合机中使巯基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯化铵充分混合，形成涂料。再将低密度聚乙烯薄膜（江苏宏达塑料有限公司）使用电晕设备对其一面进行电晕处理。而后使用涂覆设备将制备好的涂料均匀涂覆在低密度聚乙烯的电晕面使之形成低密度聚乙烯包装薄膜涂层。将布设有传感器的房间内安置程序控温装置，将制备的低密度聚乙烯基包装涂层放置在程序控温装置内匀速升温，测试能否在棉花燃点之前产生报警信号。

实施例2

配方：巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司）7.5份，氯化低密度聚乙烯（烟台宏悦化工原料有限公司）20.5份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯化铵2份；先采用搅拌混合设备，在高速混合机中使巯基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯化铵充分混合，形成涂料。再将低密度聚乙烯薄膜（江苏宏达塑料有限公司）使用电晕设备对其一面进行电晕处理。而后使用涂覆设备将制备好的涂料均匀涂覆在低密度聚乙烯的电晕面使之形成低密度聚乙烯包装薄膜涂层。将布设有传感器的房间内安置程序控温装置，将制备的低密度聚乙烯基包装涂层放置在程序控温装置内匀速升温，测试能否在棉花燃点之前产生报警信号。

实施例3

配方：巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司）10份，氯化低密度聚乙烯（烟台宏悦化工原料有限公司）18份，二甲苯1份，水6份，十八烷基三甲基氯化铵2份；先采用搅拌混合设备，在高速混合机中使巯基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯化铵充分混合，形成涂料。再将低密度聚乙烯薄膜（江苏宏达塑料有限公司）使用电晕设备对其一面进行电晕处理。而后使用涂覆设备将制备好的涂料均匀涂覆在低密度聚乙烯的电晕面使之形成低密度聚乙烯包装薄膜涂层。将布设有传感器的房间内安置程序控温装置，将制备的低密度聚乙烯基包装涂层放置在程序控温装置内匀速升温，测试能否在棉花燃点之前产生报警信号。

对比例4（低密度聚乙烯薄膜）

配方：低密度聚乙烯薄膜（江苏宏达塑料有限公司）

将布设有传感器的房间内安置程序控温装置，再将低密度聚乙烯基包装材料放置在程序控温装置内匀速升温，测试能否在棉花燃点之前产生报警信号。

表1报警测试结果

	报警时间（s）	报警温度（℃）
			实施例1	15	127
实施例2	17	131
			实施例3	14	120
对比例4	无	无

表1给出了报警测试结果。从表中数据可以看出，本专利提供的棉包防火预警系统用包装涂层及其制备方法，能够在现有的成型设备基础上通过涂覆实现包装材料的防火预警功能，适用于棉包用包装涂层。

Claims (3)

1.一种棉包防火预警系统用包装涂层，其特征在于其原料组成以质量分数计为：

巯基酯（10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯）5-10份，

氯化低密度聚乙烯18—23份，

二甲苯10份，

水60份，

十八烷基三甲基氯化铵2份。

2.根据权利要求1所述的一种棉包防火预警系统用包装涂层，其特征在于其中巯基酯的特征为带有15-50个碳的长链或多圆环状结构，如：10,11-2巯基-十八烷酸巯基乙酯，阿拉丁试剂公司，在特定温度下会分解放出可挥发的巯基化合物，例如巯基甲烷，该化合物在较低浓度下既有特殊浓烈气味，易被人类嗅觉和电子检测器检出。

3.权利要求1所述的棉包防火预警系统用包装涂层的制作方法，其特征在于按照下述步骤进行：

（1）涂料的制备：按配比将巯基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯化铵在混合机中进行混合反应，混合反应后的原料即可作为棉包防火预警系统用基包装涂层；

（2）对薄膜进行电晕处理：将低密度聚乙烯薄膜使用电晕设备对其一面进行电晕处理；

（3）低密度聚乙烯包装涂层制备：将低密度聚乙烯薄膜电晕好的一面使用涂覆设备对其进行涂覆处理，使其形成涂层；

（4）防火预警系统测试：将制备好的包装涂层进行升温，在130℃左右时，会释放出特殊气味，由相应的传感器检测并进行报警。