CN117046027A - 高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂及其制备方法，该灭火剂包括按质量份计的以下成分：60‑80份氧化剂、10‑30份还原剂、5‑10份粘合剂、1‑5份润滑剂和1‑5份辅助剂；其中辅助剂为聚丙烯腈和/或聚乙烯吡咯烷酮；氧化剂为硝酸锶；还原剂为琼脂糖和/或木质素；粘合剂为呋喃树脂和/或三聚氰胺树脂；润滑剂为碳化硼。该灭火剂具有强度高、密度低、燃速快的特点，灭火能力大大提高，有效降低了S型气溶胶药剂的灭火浓度。
Description
技术领域
本发明属于消防灭火技术领域，具体涉及一种高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂及其制备方法。
背景技术
随着气溶胶灭火技术的应用场景越来越广，市场对气溶胶灭火剂的绝缘性和腐蚀性提出了更高的要求。与K型气溶胶药剂相比，以硝酸锶为主氧化剂的S型气溶胶药剂因其燃烧产物具有更高的绝缘强度和更低的腐蚀性受到了广泛关注。但S型气溶胶药剂的灭火能力较低。即在同等体积的保护空间内S型气溶胶药剂的用量将比K型更多，S型气溶胶灭火装置的占用空间也将更大，因此灭火能力成为了限制其发展的重要障碍。
发明内容
本发明提供一种高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂及其制备方法，达到了气溶胶喷放脉冲效果，制备的灭火剂药柱具有强度高、密度低、燃速快的特点，灭火能力大大提高，有效降低了S型气溶胶药剂的灭火浓度。
本发明的技术方案是，一种高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂，包括按质量份计的以下成分：60-80份氧化剂、10-30份还原剂、5-10份粘合剂、1-5份润滑剂和1-5份辅助剂；其中辅助剂为聚丙烯腈和/或聚乙烯吡咯烷酮。
进一步地，所述氧化剂为硝酸锶。
进一步地，所述还原剂为琼脂糖和/或木质素。
进一步地，所述粘合剂为呋喃树脂和和/或三聚氰胺树脂。
进一步地，所述润滑剂为碳化硼。
本发明还涉及所述高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将粘合剂用溶剂1溶解，得到粘合剂溶液；
S2、将辅助剂用溶剂2溶解，得到辅助剂溶液；
S3、将辅助剂溶液倒入粘合剂溶液中，并充分搅拌得到混合液体；
S4、将氧化剂、还原剂和润滑剂混合过筛得混合物；
S5、向混合物中加入配制好的混合液体并搅拌混匀；造粒并干燥得到气溶胶药剂颗粒，最后利用模具压制成型得到脉冲型气溶胶灭火剂药柱。
进一步地，其中溶剂1为乙醇，其加入量为气溶胶灭火剂总质量的2-5％。
进一步地，溶剂2为二甲基亚砜，其加入量为气溶胶灭火剂总质量的1-2％。进一步地，S5中造粒时采用20-40目筛网造粒，并在50-60℃条件下干燥。
进一步地，S5中模具压制时，压力为1-2MPa。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的灭火剂中，以硝酸锶为氧化剂，其具有更高的绝缘强度和更低的腐蚀性，但其灭火能力有限，通过加入辅助剂，在药剂中保持其空间网状结构，在药柱压制时作为骨架，其他组分通过作用力附着在辅助剂上，确保低压力下压制时药柱的完整性。
2、本发明在药柱成型时，采用低压力进行压制，不仅减小了药剂颗粒受到的压力，提高了药柱成型过程的安全性，也使得到的药柱蓬松且密度低，加快了药剂的燃烧速度，产生脉冲效果，在保护空间内能够增加气流扰动，使气溶胶灭火介质更容易到达火焰根部，增加了局部有效灭火粒子浓度，提高灭火能力；同时，由于药剂燃速更快，随气体喷出的固体微粒更多，使灭火装置喷放后残渣更少，解决传统气溶胶药剂由于大量灭火介质被截留在残渣中的问题，可释放出更多的灭火介质，灭火能力大幅提升。总体而言，采用低密度压制得到的气溶胶药柱具有更快的燃烧速度、更高的灭火能力，更符合实际应用的需求。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1
将7份呋喃树脂溶于5份乙醇中，混合均匀得到呋喃树脂溶液。再将4份聚丙烯腈溶于2份二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈溶液。随后将聚丙烯腈溶液倒入呋喃树脂溶液中，并充分搅拌得到混合液。称取65份硝酸锶、20份琼脂糖和4份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的混合液，搅拌使其混合均匀，后将其通过20目筛网造粒，并在50℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在1MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
实施例2
将5份呋喃树脂溶于4份乙醇中，混合均匀得到呋喃树脂溶液。再将4份聚丙烯腈溶于2份二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈溶液。随后将聚丙烯腈溶液倒入呋喃树脂溶液中，并充分搅拌得到混合液。称取70份硝酸锶、17份琼脂糖和4份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的混合液，搅拌使其混合均匀，后将其通过40目筛网造粒，并在60℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在1MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
实施例3
将7份呋喃树脂溶于5份乙醇中，混合均匀得到呋喃树脂溶液。再将2份聚丙烯腈溶于1份二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈溶液。随后将聚丙烯腈溶液倒入呋喃树脂溶液中，并充分搅拌得到混合液。称取75份硝酸锶、14份琼脂糖和2份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的混合液，搅拌使其混合均匀，后将其通过20目筛网造粒，并在50℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在2MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
实施例4
将5份呋喃树脂溶于4份乙醇中，混合均匀得到呋喃树脂溶液。再将2份聚丙烯腈溶于1份二甲基亚砜中，得到聚丙烯腈溶液。随后将聚丙烯腈溶液倒入呋喃树脂溶液中，并充分搅拌得到混合液。称取80份硝酸锶、11份琼脂糖和2份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的混合液，搅拌使其混合均匀，后将其通过20目筛网造粒，并在50℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在2MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
实施例5
将5份三聚氰胺树脂溶于4份乙醇中，混合均匀得到三聚氰胺树脂溶液。再将2份聚乙烯吡咯烷酮溶于1份二甲基亚砜中，得到聚乙烯吡咯烷酮溶液。随后将聚乙烯吡咯烷酮溶液倒入三聚氰胺树脂溶液中，并充分搅拌得到混合液。称取80份硝酸锶、11份木质素和2份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的混合液，搅拌使其混合均匀，后将其通过40目筛网造粒，并在60℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在2MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
对比例1
方法、步骤同实施例1，仅将压制压力“1MPa”替换为“6MPa”。
对比例2
将7份呋喃树脂溶于5份乙醇中，混合均匀得到呋喃树脂溶液。称取65份硝酸锶、24份琼脂糖和4份碳化硼过100目筛网进行混合。向以上混合物中倒入配制好的呋喃树脂溶液，搅拌使其混合均匀，后将其通过20目筛网造粒，并在50℃条件下干燥得到气溶胶灭火剂颗粒。最后将上述灭火剂颗粒采用专用模具在2MPa压力下压制成直径25mm的药柱。
对比例3
方法、步骤同对比例2，仅将压制压力“2MPa”替换为“6MPa”。
气溶胶灭火剂颗粒压制成高密度药柱后燃速慢，灭火能力低，但若直接采用低密度压制的方法制备燃速更快的气溶胶药柱则又存在药柱无法成型的问题，严重阻碍了药柱的生产和使用。通过向气溶胶灭火剂中加入辅助剂有利于保持药柱的完整性，解决了药柱在低密度压制时的成型问题，制备出了具有高绝缘、低腐蚀性质的快速喷放型气溶胶灭火剂。
以上实施例和对比例所得样品的效果数据见下表1。其中，所制备50g气溶胶药柱的灭火浓度是在0.3m3、0.4m3、0.5m3、0.8m3和1.0m3火灾模型中进行测试后计算获得，气溶胶喷放物的绝缘强度是在35℃、90％相对湿度条件下放置30min后对10mm间距的电阻进行测试得到，喷放物对铜板的腐蚀性是在30℃、85％相对湿度条件下放置24h后对铜板颜色进行观察得到。
表1
上表为各个实施例和对比例所制备50g气溶胶药柱的压制成型情况、燃烧时间、灭火能力、喷放物绝缘强度及腐蚀性。所制备50g气溶胶药柱的喷放物均具有高绝缘、低腐蚀的性质，绝缘电阻达到2200MΩ以上，收集喷放物的铜板也没有受到腐蚀变色现象产生。除此之外，与高密度药柱相比，本发明在更低压力下所制备的低密度药柱燃速和灭火能力明显增强。辅助剂的加入解决了低压力条件下压制所带来的药柱难成型问题，使低密度脉冲型药柱能够应用于实际场景。
上述实施例只为说明本发明的技术思路和特点，所述内容仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此。在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等效变化或改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂，其特征在于，包括按质量份计的以下成分：60-80份氧化剂、10-30份还原剂、5-10份粘合剂、1-5份润滑剂和1-5份辅助剂；其中辅助剂为聚丙烯腈和/或聚乙烯吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的无焰热气溶胶灭火剂，其特征在于：所述氧化剂为硝酸锶。
3.根据权利要求1所述的无焰热气溶胶灭火剂，其特征在于：所述还原剂为琼脂糖和/或木质素。
4.根据权利要求1所述的无焰热气溶胶灭火剂，其特征在于：所述粘合剂为呋喃树脂或三聚氰胺树脂。
5.根据权利要求1所述的无焰热气溶胶灭火剂，其特征在于：所述润滑剂为碳化硼。
6.权利要求1~5任意一项所述高绝缘、低腐蚀脉冲型气溶胶灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将粘合剂用溶剂1溶解，得到粘合剂溶液；
S2、将辅助剂用溶剂2溶解，得到辅助剂溶液；
S3、将辅助剂溶液倒入粘合剂溶液中，并充分搅拌得到混合液体；
S4、将氧化剂、还原剂和润滑剂混合过筛得混合物；
S5、向混合物中加入配制好的混合液体并搅拌混匀；造粒并干燥得到气溶胶药剂颗粒，最后利用模具压制成型得到脉冲型气溶胶灭火剂药柱。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：其中溶剂1为乙醇，其加入量为气溶胶灭火剂总质量的2-5%。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：溶剂2为二甲基亚砜，其加入量为气溶胶灭火剂总质量的1-2%。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：S5中造粒时采用20-40目筛网造粒，并在50-60℃条件下干燥。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：S5中模具压制时，压力为1-2MPa。
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