CN116492632A - 一种气溶胶灭火药剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气溶胶灭火药剂，该气溶胶灭火药剂主要包括：氧化剂、还原剂、多功能助剂、粘合剂以及疏水剂，其各组分所占质量比为：氧化剂:45%~55%；还原剂：20%~25%；多功能助剂：10%~20%；粘合剂：4%；疏水剂:1%~4%。使用时，由引发器引燃灭火药剂燃烧产生灭火气体。该气溶胶灭火药剂增加了多功能助剂和疏水剂，多功能助剂在高温下可以分解成惰性气体和水蒸气，并吸收大量热，疏水剂可以使药剂隔绝水分，从而提高了灭火药剂的灭火性能和耐水性，并同时降低了气溶胶灭火气体的喷出温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种气溶胶灭火药剂，属于消防安全技术领域。
背景技术
作为哈龙灭火产品的替代品，气溶胶灭火技术有着灭火性能好、无二次污染等优点，目前在国内外已得到广泛应用。现有的气溶胶灭火产品，均采用气溶胶灭火药剂作为灭火介质，但现市面流通的气溶胶灭火药剂主要存在以下几点不足，1、多采用纯硝酸钾作为氧化剂，虽然在一定程度上提高了灭火性能，但钾离子附着在物体表面特别是电子元器件表面，会造成严重的腐蚀和电器短路现象；2、纯硝酸锶作为氧化剂，虽然对附着物特别是电子元器件几乎无腐蚀性，但其灭火能力较低；3、现有气溶胶灭火药剂未进行表面防水处理，导致灭火药剂在潮湿环境下应用受到较大限制；4、现有气溶胶灭火药剂采用单一的冷却剂降温方式，导致气溶胶燃烧产生的的灭火气体降温效果不佳，灭火气体从装置喷口喷出时温度仍然较高。
专利号CN 108853861A公开了一种自感温型灭火组合物及其制备方法，其组分及各组分的质量份数为：易分解金属盐类：35 ~ 55份；有机化合物类：10 ~ 35份；粘合剂溶液：1 ~ 10份。该发明的自感温型灭火组合物可以在火灾发生时触发灭火药剂发生分解反应，产生大量气体，以物理抑制灭火为主，并在反应中消耗大量空气中燃烧氧阻断燃烧反应链，辅助灭火。
专利号CN 114129948A公开了一种气溶胶组合物及其制备方法，气溶胶组合物的原料组成包括：40～75份的氧化剂、0.1～20份的还原剂、5～60份的粘合剂、0.01～10份的催化剂以及0.1～10份的稳定剂；其中，粘合剂选自木糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇、甘露醇、乳糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉以及纤维素中的至少一种；还原剂为含氮有机还原剂；氧化剂选自硝酸钾、硝酸锶、硝酸镁、硝酸钠、硝酸银、硝酸铝、硝酸铵高氯酸钾、氯酸钾以及高氯酸铵中的至少一种。通过以糖类作为粘合剂，含氮有机物作为还原剂，硝酸盐或氯酸盐作为氧化剂，并通过催化剂调节燃速，以适量稳定剂配合使用防止粘合剂解离氧化，可使气溶胶组合物具有良好的灭火能力。
上述两篇专利均公开了热气溶胶灭火药剂的组分及其制备方法，且所制得的灭火药剂均具备不错的灭火效果。但其均未在组分中添加辅助灭火/降温成分，也未对灭火药剂表面进行疏水处理，无法进一步提高灭火性能和降低气体喷出温度，也无法提升灭火药剂的耐水性，导致灭火药剂在潮湿环境中的应用受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种新型气溶胶灭火药剂，它能够提高灭火药剂的灭火性能和耐水性，并同时降低气溶胶灭火气体的喷出温度。
具体为：该气溶胶灭火药剂包含氧化剂、还原剂、多功能助剂、粘合剂以及疏水剂，其各组分所占质量比为：氧化剂:45%~55%；还原剂：20%~25%；多功能助剂：10%~20%；粘合剂：4%；疏水剂:1%~4%。
进一步，所述氧化剂为硝酸锶和硝酸钾，硝酸钾质量占硝酸锶和硝酸钾总质量的比例为28~32%。
进一步，所述还原剂为蔗糖、淀粉、三聚氰胺磷酸酯中的至少一种。
进一步，所述多功能助剂为草酸铵。
进一步，所述粘合剂为聚氨酯胶黏剂。
进一步，所述疏水剂为氟碳聚合物、有机硅树脂中的至少一种。
进一步，该气溶胶灭火药剂的制备方法为：S1、分别将氧化剂、还原剂、多功能助剂研磨至粒径小于70μm，并在40℃~60℃的温度下充分烘干；S2、按照质量分数称取氧化剂、还原剂和多功能助剂并混合均匀；S3、按照质量分数称取粘合剂，分批次加入S2混合粉体中并混合均匀；S4、将S3所制得的混合物倒入所需模具中压制成型；S5、按照质量分数，将S4所压制成型的混合物表面刷涂或浸渍疏水剂，并自然晾干，即可制得该气溶胶灭火药剂。
进一步，所述的气溶胶灭火药剂制备方法，其特征在于：气溶胶灭火药剂可以制成球状、圆柱状、锥体状、片状等不同形状。
基于上述技术方案，在发生火灾时，通过热引发器或电引发器触发该气溶胶灭火药剂，灭火药剂燃烧分解出大量气溶胶微粒和灭火气体，进而扑灭火情。在该过程中，多功能助剂受热分解出大量惰性气体和水蒸气，能够降低单位体积内的氧浓度，起到窒息灭火的作用；此外，该分解反应需要吸收大量热，能够在较大程度上降低灭火气体的喷出温度。
用疏水剂对气溶胶灭火药剂进行表面处理，能够有效阻止外部水分的渗入，较大程度上提高了其应用范围，不用担心灭火药剂长期处于潮湿环境或被水浸泡后失效的问题。
另外，发明人在试验过程中发现，硝酸钾和硝酸锶的配比对灭火药剂的灭火性能和对金属腐蚀性有着较大影响。在硝酸钾质量占硝酸锶和硝酸钾总质量28~32%时，既不会加大其对金属的腐蚀性，也不会降低灭火药剂的灭火性能，当硝酸钾质量占比高于该比例时，灭火性能未能提高，但对金属腐蚀性开始增加；当硝酸钾质量占比低于该比例时，对金属腐蚀性未有影响，但灭火性能开始下降。实验测试结果请见表2。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明进一步详细的说明。
实施例一
一种气溶胶灭火药剂，主要包括：
硝酸钾:15份，硝酸锶35份；
蔗糖：25份；
草酸铵：20份；
聚氨酯胶黏剂：4份；
氟碳化合物：1份。
该灭火药剂制备方法为：S1、分别将硝酸钾、硝酸锶、蔗糖、草酸铵研磨至粒径小于70μm，并在40℃的温度下充分烘干；S2、按照质量分数称取硝酸钾、硝酸锶、蔗糖、草酸铵并混合均匀；S3、按照质量分数称取聚氨酯胶黏剂，分批次加入S2混合粉体中并混合均匀；S4、将S3所制得的混合物倒入圆柱槽模具中压制成型；S5、按照质量分数，将S4所压制成型的混合物表面刷涂氟碳聚合物，并自然晾干，即可制得圆柱状气溶胶灭火药剂。对该灭火药剂的灭火效能、耐水性以及喷口处温度进行测试，实验结果见表1。
实施例二
一种气溶胶灭火药剂，主要包括：
硝酸钾:16份，硝酸锶39份；
淀粉：25份；
草酸铵：13份；
聚氨酯胶黏剂：4份；
氟碳化合物：3份。
该灭火药剂制备方法为：S1、分别将硝酸钾、硝酸锶、淀粉、草酸铵研磨至粒径小于70μm，并在50℃的温度下充分烘干；S2、按照质量分数称取硝酸钾、硝酸锶、淀粉、草酸铵并混合均匀；S3、按照质量分数称取聚氨酯胶黏剂，分批次加入S2混合粉体中并混合均匀；S4、将S3所制得的混合物倒入球形槽模具中压制成型；S5、按照质量分数，将S4所压制成型的混合物表面刷涂氟碳聚合物，并自然晾干，即可制得球形气溶胶灭火药剂。对该灭火药剂的灭火效能、耐水性以及喷口处温度进行测试，实验结果见表1。
实施例三
一种气溶胶灭火药剂，主要包括：
硝酸钾:14份，硝酸锶36份；
三聚氰胺磷酸酯：25份；
草酸铵：17份；
聚氨酯胶黏剂：4份；
有机硅树脂：4份。
该灭火药剂制备方法为：S1、分别将硝酸钾、硝酸锶、三聚氰胺磷酸酯、草酸铵研磨至粒径小于70μm，并在60℃的温度下充分烘干；S2、按照质量分数称取硝酸钾、硝酸锶、三聚氰胺磷酸酯、草酸铵并混合均匀；S3、按照质量分数称取聚氨酯胶黏剂，分批次加入S2混合粉体中并混合均匀；S4、将S3所制得的混合物倒入片状槽模具中压制成型；S5、按照质量分数，将S4所压制成型的混合物表面刷涂有机硅树脂，并自然晾干，即可制得片状气溶胶灭火药剂。对该灭火药剂的灭火效能、耐水性以及喷口处温度进行测试，实验结果见表1。
另外，分别购买市售常用K型灭火药剂和S型灭火药剂样品作为对比例，进行灭火效能、耐水性以及喷口温度测试，实验结果见表1。
上述实施例和对比例灭火药剂均选取重量为20g型号，分别放置于相同的灭火装置中，进行灭火效能、耐水性以及喷口温度测试，实验结果见表1。
由表1可以得知，实验1~3在添加了多功能助剂和疏水剂后，其灭火性能、耐水性相较于市售灭火药剂有了较大提高，喷口温度有较为明显的降低：
其灭火效能在50 g/m3~54 g/m3，而市售纯K型灭火药剂灭火效能为63 g/m3，可见，多功能助剂所分解出的惰性气体对灭火效能的提高是有较大帮助的；
耐水性在120h~144h，而市售灭火药剂分别为10h和12h，可见，疏水剂的添加能大大提升灭火药剂本身的耐水性；
喷口温度在132℃~143℃，而市售灭火药剂分别为172℃和167℃，可见，多功能助剂在分解过程中吸热效果是较为明显的。
由表2可以得知，硝酸钾质量占硝酸钾和硝酸锶总质量比例对灭火药剂的灭火性能及对金属的腐蚀性是有着较大影响的，实验1~3中，硝酸钾质量占氧化剂总质量比例为28%~32%，其灭火效能在49 g/m3~53 g/m3，保持着高效的灭火能力，且对黄铜板均未有腐蚀性；对比例1为降低硝酸钾质量占比，由实验结果可知，虽未对黄铜板产生腐蚀，但其灭火效能降低至62 g/m3，对比例2和对比例3 为提高硝酸钾质量占比，其灭火效能均为49 g/m3，未有提高，但均对黄铜板产生腐蚀，且随着硝酸钾质量占比的提升，腐蚀性呈现增强的趋势。由此可见，在硝酸钾质量占硝酸锶和硝酸钾总质量28~32%时，既不会加大其对金属的腐蚀性，也不会降低灭火药剂的灭火性能。
上述具体实施例仅为示例性案例，在本发明技术教导下，本领域技术人员能够基于上述实施例进行各种改进和变形，而这些改进和变形是在本发明保护范围内。本领域技术人员应该明白，上述具体描述仅为解释本发明目的，并非用于限制发明。
Claims (8)
1.一种气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述气溶胶灭火药剂包括：氧化剂、还原剂、多功能助剂、粘合剂以及疏水剂，其各组分所占质量比为：氧化剂:45%~55%；还原剂：20%~25%；多功能助剂：10%~20%；粘合剂：4%；疏水剂:1%~4%。
2.根据权利要求1所述的气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述氧化剂为硝酸锶和硝酸钾，硝酸钾质量占硝酸锶和硝酸钾总质量的比例为28%~32%。
3.根据权利要求1所述的气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述还原剂为蔗糖、淀粉、三聚氰胺磷酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述多功能助剂为草酸铵。
5.根据权利要求1所述的气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述粘合剂为聚氨酯胶黏剂。
6.根据权利要求1所述的气溶胶灭火药剂，其特征在于：所述疏水剂为氟碳聚合物、有机硅树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1~6所述的气溶胶灭火药剂，其制备方法为：S1、分别将氧化剂、还原剂、多功能助剂研磨至粒径小于70μm，并在40℃~60℃的温度下充分烘干；S2、按照质量分数称取氧化剂、还原剂和多功能助剂并混合均匀；S3、按照质量分数称取粘合剂，分批次加入S2混合粉体中并混合均匀；S4、将S3所制得的混合物倒入所需模具中压制成型；S5、按照质量分数，将S4所压制成型的混合物表面刷涂或浸渍疏水剂，并自然晾干，即可制得该气溶胶灭火药剂。
8.根据权利要求7所述的气溶胶灭火药剂制备方法，其特征在于：气溶胶灭火药剂可以制成球状、圆柱状、锥体状、片状等不同形状。
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