CN107445782A - 灭火装置产气剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了灭火装置产气剂及其制备方法，涉及消防灭火技术领域。本发明包括主要成分和辅助成分，主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾60‑70％，三聚氰胺10‑20％，发泡剂不低于5％；辅助成分包括以下重量百分比的原料：粘合剂6‑12％，添加剂不高于5％。本发明的产气剂具有组分简单、成本低、产生的气体压力稳定并且持续性强、产气量大，进而使灭火装置的灭火效率高等优点。

Description

灭火装置产气剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及消防灭火技术领域，尤其涉及一种灭火装置产气剂及其制备方法。
背景技术
固定式非贮压灭火装置，是一种不用储能的常压灭火装置，遇火能迅速启动，在无人值守的场所内广泛应用。灭火装置由壳体、灭火剂和启动器等组成。灭火剂包括干粉、泡沫等。现有的非贮压灭火装置，启动器采用燃气驱动方式的产气剂，接收到启动信号后，产气剂迅速膨胀，由固体变成气体冲破密封口，将灭火剂喷射入火场灭火。
现有技术中的产气剂在启动时伴有高温，局部温度甚至达到1000℃以上，但是干粉等灭火剂无法承受这样的高温，比如干粉在120℃以上就开始分解，这些分解后的干粉已经变成气体和杂质，就算喷入火场，灭火效能已经降低。
另一方面，现有的产气剂由于产气量小，导致对灭火剂的推进力不强，灭火效率低；另外，现有的产气剂用于驱动灭火剂爆炸迅速而短促，产生的气体压力不稳定，持续性差，导致灭火器内的压力不稳定，缺少后续的推进力，灭火剂残留多、灭火效能低。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种灭火装置产气剂及其制备方法。本发明的产气剂组分简单、成本低，有效解决了现有技术的灭火装置产气剂产气量小，以及产生的气体压力不稳定，持续性差，导致灭火器内的压力不稳定，缺少后续的推进力，灭火剂残留多、灭火效能低的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
灭火装置产气剂，包括主要成分和辅助成分，所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾60-70％，三聚氰胺10-20％，发泡剂不低于5％；所述辅助成分包括以下重量百分比的原料：粘合剂6-12％，添加剂不高于5％。
进一步地，所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾62-66％，三聚氰胺15-18％，发泡剂6-8％；所述辅助成分包括以下重量百分比的原料：粘合剂6-10％，添加剂3-5％。
进一步地，所述发泡剂为偶氮二甲基酰胺，所述偶氮二甲基酰胺的重量百分比为8％。
进一步地，所述添加剂为碱式碳酸镁与碳酸钾、碳酸锰、碳酸锌中的任意一种或两种的组合。
进一步地，所述粘合剂为有机硅改性酚醛树脂。
进一步地，所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾63％，三聚氰胺18％，偶氮二甲基酰胺8％；所述辅助成分由以下重量百分比的原料制成：有机硅改性酚醛树脂7％，碱式碳酸镁2.5％，碳酸锌1.5％。
本发明的灭火装置产气剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将有机硅改性酚醛树脂溶于乙醇中，制成质量浓度为45-55％的酚醛树脂溶液；
步骤二、按重量百分比，将硝酸钾、三聚氰胺、偶氮二甲基酰胺、添加剂进行粉碎、混合搅拌至均匀后得混合物料；
步骤三、将步骤一中的酚醛树脂溶液加入步骤二中的混合物料中，造粒、干燥；
步骤四、将步骤三中干燥后的物料于6-8MPa的压力下压制成型。
进一步地，步骤二中，将硝酸钾、三聚氰胺、偶氮二甲基酰胺、碱式碳酸镁、碳酸锌粉碎至80-100目，于V型混合机中搅拌混合40-60min后得混合物料。
进一步地，步骤三中，将步骤一中的酚醛树脂溶液加入步骤二中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于40-50℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量低于1％。
本发明提供的一种灭火装置产气剂及其制备方法，通过调整组分和配方，在氧化剂硝酸钾和还原剂三聚氰胺中添加发泡剂，使产气剂能够瞬间激活，在灭火装置内平稳、规律地实现固气转换。当装置内气体压力达到一定压力后，灭火装置自动开启驱动灭火剂喷入火场灭火，并且产生的气体压力稳定、持续性强、喷射气流大，因而使灭火剂在空气中混合更均匀，喷射距离更远。优选的发泡剂采用偶氮二甲基酰胺，由于偶氮二甲基酰胺属于低温可燃剂，其分解温度低、分子量大，将其与硝酸钾和三聚氰胺组合，低温燃烧且产气量大，并且偶氮二甲基酰胺的重量百分比必须不低于5％时，才能在很大程度上降低反应温度，推进力强而持续，并且将产气剂的产气量在现有技术的基础上提高了25-30％。
另一方面，通过调整添加剂的比例，使添加剂低温碳酸盐中的碳完全参与反应，并使反应温度波动幅度下降，产生的气体压力持续稳定。优选的采用碱式碳酸镁与碳酸盐的组合，由于碱式碳酸镁作为碳酸盐类天然具有吸收热量分解的特点，将其作为添加剂能够降低温度，同时产生水蒸气，进一步增加产气量。另外，本发明的产气剂产生的气体本身就有很好的灭火功效，再结合灭火剂本身良好的灭火性能，使灭火装置灭火效率大大提高。
本发明中的粘合剂优选有机硅改性酚醛树脂，由于有机硅树脂具有优良的耐热性和耐潮性。改性后的酚醛树脂粘合力强、固化强度高、燃烧产生热量小。另外，采用有机硅单体或者不同有机硅混合单体与酚醛树脂改性，通过有机硅改性酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基发生反应来提高酚醛树脂的瞬时耐高温性能，使制得的产气剂存储时间长，不易分解、抗老化，作为粘合剂的同时，也可以作为燃烧剂，提高产气剂的燃烧效率。
进一步地，由于改性后的酚醛树脂固化强度高，于6-8MPa的压力下压制成型的产气剂块密度高，可达到1.8g/cm3，而现有技术中的产气剂驱动块密度在1.4-1.5g/cm3之间。因此，本发明的产气剂驱动块成型密度高，能够稳定持续的产生气体。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
S101、按重量百分比，将有机硅改性酚醛树脂7％溶于乙醇中，制成质量浓度为50％的酚醛树脂溶液；
S102、将硝酸钾62％、三聚氰胺20％、偶氮二甲基酰胺7％、碱式碳酸镁2.5％、碳酸钾1.5％，粉碎至100目，于V型混合机中搅拌混合60min后得混合物料；
S103、将酚醛树脂溶液加入S102中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于50℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量为1％；
S104、将S103中干燥后的物料于8MPa的压力下压制成圆柱体驱动块。将此驱动块安装在灭火器内，当驱动快被引燃时产生气体，灭火器内部的压力增加，气体对灭火剂产生驱动力，将灭火剂喷出，进行灭火。
实施例2
S101、按重量百分比，将有机硅改性酚醛树脂7％溶于乙醇中，制成质量浓度为45％的酚醛树脂溶液；
S102、将硝酸钾63％、三聚氰胺18％、偶氮二甲基酰胺8％、碱式碳酸镁2.5％、碳酸锌1.5％，粉碎至100目，于V型混合机中搅拌混合55min后得混合物料；
S103、将酚醛树脂溶液加入S102中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于45℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量为1％；
S104、将S103中干燥后的物料于7MPa的压力下压制成圆柱体驱动块。将此驱动块安装在灭火器内，当驱动快被引燃时产生气体，灭火器内部的压力增加，气体对灭火剂产生驱动力，将灭火剂喷出，进行灭火。
实施例3
S101、按重量百分比，将有机硅改性酚醛树脂8％溶于乙醇中，制成质量浓度为50％的酚醛树脂溶液；
S102、将硝酸钾66％、三聚氰胺20％、偶氮二甲基酰胺3.5％、碱式碳酸镁1.5％、碳酸锰1％，粉碎至100目，于V型混合机中搅拌混合60min后得混合物料；
S103、将酚醛树脂溶液加入S102中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于50℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量为1％；
S104、将S103中干燥后的物料于7MPa的压力下压制成圆柱体驱动块。将此驱动块安装在灭火器内，当驱动快被引燃时产生气体，灭火器内部的压力增加，气体对灭火剂产生驱动力，将灭火剂喷出，进行灭火。
实施例4
S101、按重量百分比，将有机硅改性酚醛树脂6％溶于乙醇中，制成质量浓度为55％的酚醛树脂溶液；
S102、将硝酸钾65％、三聚氰胺18％、偶氮二甲基酰胺8％、碱式碳酸镁1.5％、碳酸锌1.5％，粉碎至100目，于V型混合机中搅拌混合60min后得混合物料；
S103、将酚醛树脂溶液加入S102中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于50℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量为1％；
S104、将S103中干燥后的物料于8MPa的压力下压制成圆柱体驱动块。将此驱动块安装在灭火器内，当驱动快被引燃时产生气体，灭火器内部的压力增加，气体对灭火剂产生驱动力，将灭火剂喷出，进行灭火。
将上述实施例1-4的灭火装置产气剂置于灭火器内进行灭火实验，对其喷口瞬时温度、喷口瞬时压力、产气量、同一范围喷口压力持续时间等参数进行测试，并将市场某灭火装置产气剂器驱动块于相同环境下进行灭火实验，将其测试结果作为对比例1与本实施例1-4进行比较，具体测试比较结果见表1：
表1：测试结果对比表
喷口温度 喷口压力 产气量 压力持续时间
实施例1 189℃ 0.95MPa 465ml/g 5s
实施例2 139℃ 1.05MPa 501ml/g 6s
实施例3 165℃ 0.72MPa 298ml/g 3s
实施例4 195℃ 0.95MPa 398ml/g 5s
对比例1 238℃ 0.66MPa 275ml/g 3s
由表1得出，本实施例1-4的测试结果均优于对比例1的测试结果。其中，实施例3中，由于发泡剂偶氮二甲基酰胺含量低于5％，其喷口压力、产气量和压力持续时间参数的测试结果优于对比例1的测试结果程度不高，效果不明显，当偶氮二甲基酰胺的含量高于5％时，产气量、喷口压力和压力持续时间相对于对比例1明显提高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.灭火装置产气剂，其特征在于：包括主要成分和辅助成分，所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾60-70％，三聚氰胺10-20％，发泡剂不低于5％；所述辅助成分包括以下重量百分比的原料：粘合剂6-12％，添加剂不高于5％。
2.根据权利要求1所述的灭火装置产气剂，其特征在于：所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾62-66％，三聚氰胺15-18％，发泡剂6-8％；所述辅助成分包括以下重量百分比的原料：粘合剂6-10％，添加剂3-5％。
3.根据权利要求1或2所述的灭火装置产气剂，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲基酰胺，所述偶氮二甲基酰胺的重量百分比为8％。
4.根据权利要求1或2所述的灭火装置产气剂，其特征在于：所述添加剂为碱式碳酸镁与碳酸钾、碳酸锰、碳酸锌中的任意一种或两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的灭火装置产气剂，其特征在于：所述粘合剂为有机硅改性酚醛树脂。
6.根据权利要求1或2所述的灭火装置产气剂，其特征在于：所述主要成分由以下重量百分比的原料制成：硝酸钾63％，三聚氰胺18％，偶氮二甲基酰胺8％；所述辅助成分由以下重量百分比的原料制成：有机硅改性酚醛树脂7％，碱式碳酸镁2.5％，碳酸锌1.5％。
7.如权利要求1-6任意一项所述的灭火装置产气剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、将有机硅改性酚醛树脂溶于乙醇中，制成质量浓度为45-55％的酚醛树脂溶液；
步骤二、按重量百分比，将硝酸钾、三聚氰胺、偶氮二甲基酰胺、添加剂进行粉碎、混合搅拌至均匀后得混合物料；
步骤三、将步骤一中的酚醛树脂溶液加入步骤二中的混合物料中，造粒、干燥；
步骤四、将步骤三中干燥后的物料于6-8MPa的压力下压制成型。
8.根据权利要求7所述的灭火装置产气剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，将硝酸钾、三聚氰胺、偶氮二甲基酰胺、碱式碳酸镁、碳酸锌粉碎至80-100目，于V型混合机中搅拌混合40-60min后得混合物料。
9.根据权利要求7所述的灭火装置产气剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，将步骤一中的酚醛树脂溶液加入步骤二中的混合物料中，采用20目筛网造粒，将造粒后的物料置于40-50℃、相对湿度不高于20％的干燥箱中干燥至物料含水量低于1％。
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