CN109453491A - 一种微胶囊自动灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述的灭火剂包含主灭火材料、微胶囊包覆材料及辅助材料；所述主灭火材料被包覆材料包裹而形成微胶囊，所述微胶囊粒径尺寸为5um～150um，所述包覆材料为三聚氰胺和/或脲醛与甲醛反应而成的树脂壳体。本发明是一种简单、低成本且高度可靠的灭火组合物，制成产品后，无需任何电源，无需专门的烟感/温感探测器，无需复杂的设备及管线；本发明的微胶囊自动灭火剂，集探测、控制、启动、灭火单元于一体，结构简单、占用空间小、灭火安全迅速、维护成本低。

Description

一种微胶囊自动灭火剂

技术领域

本发明涉及新型灭火剂领域，更具体地说是一种微胶囊自动灭火剂。

背景技术

微胶囊技术的研究始于20世纪30年代，至50年代末随着高分子科学的进步，各种聚合机制和聚合技术应运而生，极大地推动了微胶囊技术的快速发展。近年来，这一技术在消防领域得到一些应用。

现有技术中微胶囊式灭火剂通常以球状明胶壳体构成微球体，微球体中包封有受热自动释放出的液体消防剂，如专利RU2162520。俄罗斯在2009年出现了新型自激发式消防剂，专利RU90994，为包封于聚脲和或聚氨酯高分子壳体内的卤烃，其卤烃的质量含量为70％-90％。具有灭火性质的该材料被涂覆与固相载体上。中国专利CN103370104A公开了一种自激发式消防剂，所述微胶囊芯材基本都是卤烃类灭火物质，该类物质不仅成本高昂，且对环境和人体有不同程度毒害。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种通用性强，产率高，且对环境和人体无毒无害的微胶囊自动灭火剂。

本发明采用的技术方案是：

一种微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述的灭火剂包含主灭火材料、微胶囊包覆材料及辅助材料；所述主灭火材料被包覆材料包裹而形成微胶囊，所述微胶囊粒径尺寸为5um～150um，所述包覆材料为三聚氰胺和/或脲醛与甲醛反应而成的树脂壳体。

进一步地，所述主灭火材料为全氟丙酮，全氟丁酮，全氟戊酮，全氟己酮，全氟丙烷、全氟丁烷、全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷，四氟二溴乙烷，三氟三氯乙烷中的一种或多种。

进一步地，所述辅助材料为高分子树脂、纤维、无机填料中的一种或多种。

进一步地，所述高分子树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、硅橡胶、聚醋酸乙烯酯树脂、明胶、聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种。

进一步地，所述纤维为玻璃纤维、石棉纤维中的一种或多种。

进一步地，所述无机填料为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氢氧化铝中的一种或多种。

进一步地，所述微胶囊自动灭火剂成型为板片状或线缆状。

进一步地，所述灭火组合物中各组分所占质量百分比为：

主灭火材料35％～60％

包覆材料25％～40％

辅助材料15％～25％

本发明的另一目的在于提供一种微胶囊自动灭火剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)将三聚氰胺/和或脲醛与甲醛溶液及一定比例的水混合搅拌，并调节其PH值至8.0～9.0后，升温至一定温度反应制得树脂的预聚物；

2)将一定比例的预聚物、主灭火材料及水混合并将主灭火材料的粒径乳化至5～150um，得到单体乳液；

3)将单体乳液移至反应釜，并将其ph值调节至2～6之间，升至40-80℃，待包覆材料反应完全，得到灭火物质的微胶囊悬浮液；

4)将微胶囊悬浮液的ph值调节至中性后和高分子树脂、纤维、无机填料混合并成型，即得。

本发明通用性强，产率高，生产及使用方便，制备的微胶囊灭火效率高，壁材包覆致密，强度高，耐久性好，抗高温高湿性能优良；微胶囊与其他填料组合而成的微胶囊板片具有背胶还可实现即贴即用，还可方便的制成灭火涂料实现喷涂或刷涂作业，具有激发温度低(96℃)，反应灵敏，灭火效率高，使用方便，快速自激发，不需人工或其他技术手段干预等诸多优点，不受时间，空间限制，几乎可用在所有领域，可以制成多种形式实现灭火，可方便的制成片状，线状，乳液状，可喷涂刷涂，可粘贴，尤其适用比较洁净场所，精密仪器，配电装置，通信计算机房，具有高价值高附加值等狭小，相对封闭空间，专利CN103370104A所述微胶囊芯材基本都是卤烃系列灭火物质，不仅成本高昂，且对环境和人体有不同程度毒害，在我国属于已经淘汰或濒临淘汰的灭火物质，而本发明微胶囊自动灭火剂包覆全氟己酮等灭火物质，对人体无毒害，环境友好，绿色经济，具有广阔的应用前景和市场前景。

相对于现有技术，本发明的优势在于：

1)本发明是一种简单、低成本且高度可靠的灭火组合物，制成产品后，无需任何电源，无需专门的烟感/温感探测器，无需复杂的设备及管线；本发明的微胶囊自动灭火剂，集探测、控制、启动、灭火单元于一体，结构简单、占用空间小、灭火安全迅速、维护成本低。

2)本发明的微胶囊自动灭火剂尤其适用于微小空间早期火情防控，如：开关柜、变电柜等，仅需将本发明的自动灭火剂贴片粘贴于易着火点周围，即可有效控制早期火情。

3)本发明的微胶囊自动灭火剂无需配备常规的探测及控制单元，不需要启动装置，发生火灾时，该自动灭火剂吸收火场产生的热量，发生破壁反应，释放出灭火物质，实现自动灭火功能，安全可靠不会产生二次火灾隐患。

4)本发明的微胶囊自动灭火剂由于采用特殊包覆材料形成的高分子壳体，壁材包覆致密，强度高，耐久性好，抗高温高湿性能优良；本发明的采用的包覆树脂可以进行多层包覆，确保包覆材料完全密封于微胶囊之中，提高耐候性。

具体实施方式

以下是本发明内容的具体实施例，用于阐述本申请文件中所要解决技术问题的技术方案，有助于本领域技术人员理解本发明内容，但本发明技术方案的实现并不限于这些实施例。

实施例1

三聚氰胺：甲醛＝1:1质量比作为壁材，适量水加热溶解，用5％的氢氧化钠调节PH＝8-9，在70度水浴中反应1小时，得到粘稠透亮的三聚氰胺甲醛预聚体溶液，将与三聚氰胺质量比为1:2的全氟己酮为芯材，与适量蒸馏水在乳化剂苯乙烯马来酸酐共聚物存在下高速均质10分钟后加入到三聚氰胺甲醛预聚体溶液中，加入稀盐酸缓慢调节PH＝2-4之间，缓慢升温至60度进行微胶囊化反应4小时，调至中性后离心分离即得微胶囊。将所制备的微胶囊加入到一定量的环氧树脂和玻璃纤维搅拌均匀即可制成灭火组合物。

实施例2

尿素：甲醛＝1:1.5质量比作为壁材，适量水加热溶解，用三乙醇胺调节PH＝8.5-9.5，在70度水浴中反应1.5小时，得到粘稠透亮的脲醛预聚体溶液，将与尿素质量比为1:2的全氟辛烷为芯材，与适量蒸馏水在乳化剂十二烷基硫酸钠存在下高速均质10分钟后加入到脲醛预聚体溶液中，加入10％的稀盐酸缓慢调节PH＝2-4之间，缓慢升温至60度进行微胶囊化反应4小时，调至中性后离心分离即得微胶囊。制备的微胶囊加入到一定量明胶溶液和氢氧化铝中搅拌均匀即制得灭火组合物

实施例3

以三聚氰胺：尿素：甲醛质量比为1:1:1作为壁材，用适量蒸馏水加热溶解，用三乙醇胺调节PH＝8.5，在70度水浴中反应1.5小时，得到粘稠透亮的三聚氰胺脲醛预聚体溶液，将与三聚氰胺质量比为1:3的四氟二溴乙烷为芯材，与适量蒸馏水在乳化剂吐温80存在下高速均质10分钟后加入到三聚氰胺脲醛预聚体溶液中，加入氯化铵溶液缓慢调节PH＝3.5，缓慢升温至70度进行微胶囊化反应4小时，调至中性后离心分离即得微胶囊。制备的微胶囊加入到一定量硅橡胶和二氧化硅微粉中搅拌均匀即制得灭火组合物。

实施例4

以尿素：三聚氰胺：甲醛质量比为1.5:1:1作为壁材，适量蒸馏水加热溶解，用三乙醇胺调节PH＝9.5，在70度水浴中反应1小时，得到粘稠透亮的三聚氰胺脲醛预聚体溶液，将与三聚氰胺质量比为1:4的全氟庚烷为芯材，与适量蒸馏水在乳化剂吐温80和十二烷基苯磺酸钠存在下高速均质10分钟后加入到三聚氰胺脲醛预聚体溶液中，加入氯化铵溶液缓慢调节PH＝4.0，缓慢升温至70度进行微胶囊化反应4小时，调至中性后离心分离即得微胶囊。将制备的微胶囊加入到一定量丙烯酸树脂，石棉纤维和氧化铝中搅拌均匀即制得灭火组合物。

实施例5

以实施例1-4配方做灭火实验，分别以0.1立方配电箱、插线板、电缆为灭火环境，进行灭火对比实验。

设置对比例2组：

对比例1：聚脲预聚体为壁材，1,1,2,2-四氟二溴乙烷为芯材，质量比1:3，制备微胶囊；将制备的微胶囊加入适量环氧树脂，玻璃纤维中搅拌均匀即得。

对比例2：聚氨酯预聚体为壁材，1,1,2-三氟三氯乙烷为芯材，质量比1:5，制备微胶囊；将制备的微胶囊与丙烯酸树脂，碳酸钙及玻璃纤维搅拌均匀即得。

上述实施例仅仅是对本发明优选方案的说明，并不限制本发明。只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都应落入本申请的权利要求书请求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述的灭火剂包含主灭火材料、微胶囊包覆材料及辅助材料；所述主灭火材料被包覆材料包裹而形成微胶囊，所述微胶囊粒径尺寸为5um～150um，所述包覆材料为三聚氰胺和/或脲醛与甲醛反应而成的树脂壳体。

2.根据权利要求1所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述主灭火材料为全氟丙酮，全氟丁酮，全氟戊酮，全氟己酮，全氟丙烷、全氟丁烷、全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷，四氟二溴乙烷，三氟三氯乙烷中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：辅助材料为高分子树脂、纤维、无机填料中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述高分子树脂为醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、硅橡胶、聚醋酸乙烯酯树脂、明胶、聚醚多元醇、聚酯多元醇中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述纤维为玻璃纤维、石棉纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述无机填料为碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氢氧化铝中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述微胶囊自动灭火剂成型为板片状或线缆状。

8.根据权利要求1所述的微胶囊自动灭火剂，其特征在于：所述灭火组合物中各组分所占质量百分比为：

主灭火材料 35％～60％

包覆材料 25％～40％

辅助材料 15％～25％。

9.一种微胶囊自动灭火剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)将三聚氰胺/和或脲醛与甲醛溶液及一定比例的水混合搅拌，并调节其PH值至8.0～9.0后，升温至一定温度反应制得树脂的预聚物；

2)将一定比例的预聚物、主灭火材料及水混合并将主灭火材料的粒径乳化至5～150um，得到单体乳液；

3)将单体乳液移至反应釜，并将其ph值调节至2～6之间，升至40-80℃，待包覆材料反应完全，得到灭火物质的微胶囊悬浮液；

4)将微胶囊悬浮液的ph值调节至中性后和高分子树脂、纤维、无机填料混合并成型，即得。