CN117582628A - 一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，包括灭火贴，所述灭火贴包括扩衬板、气凝胶防火涂层与灭火层；所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴且衬板的一面通过气凝胶防火涂层与开关柜的内壁连接；所述灭火层采用灭火微胶囊层；所述灭火层的上表面连接气凝胶防火涂层；所述灭火层的下表面喷涂特定高分子膜，形成包覆于灭火微胶囊层表面上的保护膜。本发明体积小，重量轻，在狭窄的开关柜中通过胶粘的方式安装，无需增加额外设备，设备正常运行时不影响其日常使用。小型自动灭火装置采用全氟己酮和气凝胶两种灭火材料，能够同时实现熄灭明火和降低温度，可以防止二次复燃，并且使用中不产生任何残留物。
Description
技术领域
本发明涉及智能灭火技术领域，尤其涉及一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置。
背景技术
开关柜的电缆室、开关柜二次室(蓄电池室)、低压电表箱等电气设备普遍存在空间小，线路复杂，接头密集等问题。开关柜电缆头连接处可能因为接触不良、老化或瞬时电流过大导致局部温度骤升，引发击穿烧毁等安全事故；自动化开关柜必须配备蓄电池作为终端的后备电源，蓄电池在长时间使用后也可能发生膨胀漏液爆炸事件；低压电表箱的低压接线处，也会经常由于过负荷或接触不良，而导致火灾事件。传统灭火装置，如干粉灭火器、泡沫灭火器等不仅体积较大，并且灭火过程产生大量残留物，影响电气设备的修复，并不适合用在这些场合。当前最新型的气凝胶灭火器只能用于扑灭明火，不能有效降低火源温度，无法根除火灾隐患。
因此，亟需研制一种小型自动灭火装置，通过将其配置在现有开关柜的关键部位，使得现有设备花费极少成本实现智能化自动灭火功能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，体积小，重量轻，在狭窄的开关柜中通过胶粘的方式安装，无需增加额外设备，设备正常运行时不影响其日常使用。小型自动灭火装置采用全氟己酮和气凝胶两种灭火材料，能够同时实现熄灭明火和降低温度，可以防止二次复燃，并且使用中不产生任何残留物，为提升传统开关柜的安全性和火灾自动处理能力提供低成本的解决方案。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，包括灭火贴，所述灭火贴包括衬板、气凝胶防火涂层与灭火层；
所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴且衬板的一面通过气凝胶防火涂层与开关柜的内壁连接；
所述灭火层采用灭火微胶囊层；所述灭火层的上表面连接气凝胶防火涂层；所述灭火层的下表面喷涂特定高分子膜，形成包覆于灭火微胶囊层表面上的保护膜。
进一步地，所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴的具体方式是：
现场开启气凝胶的包装，搅拌直至稠度均匀，加少量稀释剂，加至适合搅拌粘稠，但稀释剂不能超过总涂料量的10％，获得涂料；
涂料采用刷涂，刷涂过程中的每道之间交替施工，刷涂时不能一次到位；刷涂该涂料时温度为5～35℃、相对湿度≤80％。
进一步地，所述灭火微胶囊层包括全氟己酮微胶囊与基体材料；全氟己酮微胶囊为内部设有全氟己酮微胶囊粉末的胶囊壳。
进一步地，所述全氟己酮微胶囊粉末在灭火层中的质量分数为40-80％。
进一步地，所述保护膜的厚度为50-200μm。
进一步地，所述全氟己酮微胶囊中全氟己酮微胶囊粉末与胶囊壳的质量比达9:1。
进一步地，所述灭火贴的激活温度是115-125℃。
进一步地，所述全氟己酮微胶囊的制作流程是：
油相配制:常温下，将4ml全氟己酮和0.64g异氟尔酮二异氰酸酯和足量甲基九氟丁醚均匀混合成油相混合物为止；
水相配制:将适量乳化剂溶解在30ml蒸馏水中，形成乳化液溶液；
乳化:在常温下油相混合物在高速搅拌状态下缓慢加入到乳化液溶液中，并在2000rpm转速下持续乳化10min，将全氟己酮充分乳化使之形成均匀的水包油型乳液；
界面聚合:将乳化步骤所制备的乳液转移到封管中，并在200-400rpm的转速下，将二乙烯三胺加入到乳液中引发聚合反应；常温下保温反应1h，之后升温至45℃保温反应2h；获得溶液；
后处理:将瓶中溶液过滤，并用蒸馏水和乙醇反复清洗5次，最后冷冻干燥12h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用微胶囊结构：微胶囊具有球形或圆柱形的颗粒形态，能够有效地在消防现场进行喷洒。其内部结构采用多层结构，分层进行包裹，能够有效保护微胶囊中的全氟己酮等化学物质，防止其在保存或运输过程中失效。
2.本发明能够快速灭火：全氟己酮是一种无色无味的消防剂，具有快速灭火、可靠性强的优点。其微胶囊灭火材料，能够快速释放出全氟己酮，对火情进行有效控制。
3.本发明具有环保性：全氟己酮具有良好的环保性，对人体和环境无害，不会对周围环境造成二次污染。
4.本发明适用范围广：全氟己酮微胶囊灭火材料适用于各种火情，包括固体、液体、气体等不同燃烧物质，表现出良好的灭火效果。
5.本发明易于存储直到使用：全氟己酮微胶囊灭火材料具有良好的稳定性，在室温下可长期储存，大大降低了储存和运输的风险与成本。
6.本发明能够可再生利用：全氟己酮微胶囊灭火材料能够进行可控的释放和回收，避免物料浪费，具有经济性和环保性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例中提供的基于气凝胶防火涂料粘贴的应急式开关柜灭火装置在开关柜内的安置图；
图2为实施例中提供的基于气凝胶防火涂料粘贴的全氟己酮微胶囊的制作原理图；
图3为实施例中提供的基于气凝胶防火涂料粘贴的制备的流程图。
图中：1.开关柜；2.灭火贴。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本发明公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
如图1所示，本实施例的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，包括灭火贴2，灭火贴2包括衬板、气凝胶防火涂层与灭火层；灭火贴的激活温度是115-125℃。
衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴且衬板的一面通过气凝胶防火涂层与开关柜1的内壁连接；
灭火层采用灭火微胶囊层。灭火层的上表面连接气凝胶防火涂层。灭火层的下表面喷涂特定高分子膜，形成包覆于灭火微胶囊层表面上的保护膜。保护膜的厚度为50-200μm。
衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴的具体方式是：
现场开启气凝胶的包装，搅拌直至稠度均匀，加少量稀释剂，加至适合搅拌粘稠，但稀释剂不能超过总涂料量的10％，获得涂料；
涂料采用刷涂，刷涂过程中的每道之间交替施工，刷涂时不能一次到位；刷涂该涂料时温度为5～35℃、相对湿度≤80％。
灭火微胶囊层包括全氟己酮微胶囊与基体材料；全氟己酮微胶囊为内部设有全氟己酮微胶囊粉末的胶囊壳。
全氟己酮微胶囊粉末在灭火层中的质量分数为40-80％。全氟己酮微胶囊中全氟己酮微胶囊粉末与胶囊壳的质量比达9:1。
全氟己酮微胶囊的制作流程是：
油相配制:常温下，将4ml全氟己酮和0.64g异氟尔酮二异氰酸酯和足量甲基九氟丁醚均匀混合成油相混合物为止；
水相配制:将适量乳化剂溶解在30ml蒸馏水中，形成乳化液溶液；
乳化:在常温下油相混合物在高速搅拌状态下缓慢加入到乳化液溶液中，并在2000rpm转速下持续乳化10min，将全氟己酮充分乳化使之形成均匀的水包油型乳液；
界面聚合:将乳化步骤所制备的乳液转移到封管中，并在200-400rpm的转速下，将二乙烯三胺加入到乳液中引发聚合反应；常温下保温反应1h，之后升温至45℃保温反应2h；获得溶液；
后处理:将瓶中溶液过滤，并用蒸馏水和乙醇反复清洗5次，最后冷冻干燥12h。
检验本发明的防火效果如下所示：
本发明实施例执行GB14907-2018标准要求，如表1所示。
表1GB14907-2018标准要求表
根据微胶囊的一般工艺路线，结合芯材全氟己酮的特性，根据图2的原理，采用与图3所示的工艺流程。首先，在全氟己酮和IPDI混合成油相混合物的时候加入适量甲基九氟丁醚作为溶剂以提高全氟己酮在IPDI中的溶解性，使三者互溶。其次，在乳化时，乳化剂采用碳氢表面活性剂和氟碳表面活性剂的复配乳化剂，这样可以提高乳化含氟量高的物质的乳化效果。再次，界面聚合时采用较低的温度和低温的引发剂，以及在封管中进行聚合反应，采取这些措施都是为了防止聚合过程中因高温使芯材大量挥发而导致外壳破裂。最后，所得的全氟己酮微胶囊要多次用去离子水和乙醇洗去表面未反应的物质和溶剂，并且采用冷冻干燥进行干燥，防止过高的温度使芯材挥发。
以上对本发明所提供的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，包括灭火贴，所述灭火贴包括扩衬板、气凝胶防火涂层与灭火层；
所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴且衬板的一面通过气凝胶防火涂层与开关柜的内壁连接；
所述灭火层采用灭火微胶囊层；所述灭火层的上表面连接气凝胶防火涂层；所述灭火层的下表面喷涂特定高分子膜，形成包覆于灭火微胶囊层表面上的保护膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述衬板的表面与气凝胶防火涂层粘贴的具体方式是：
现场开启气凝胶的包装，搅拌直至稠度均匀，加少量稀释剂，加至适合搅拌粘稠，但稀释剂不能超过总涂料量的10%，获得涂料；
涂料采用刷涂，刷涂过程中的每道之间交替施工，刷涂时不能一次到位；刷涂该涂料时温度为5~35℃、相对湿度≤80%。
3.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述灭火微胶囊层包括全氟己酮微胶囊与基体材料；全氟己酮微胶囊为内部设有全氟己酮微胶囊粉末的胶囊壳。
4.根据权利要求3所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述全氟己酮微胶囊粉末在灭火层中的质量分数为40-80%。
5.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述保护膜的厚度为50-200μm。
6.根据权利要求3所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述全氟己酮微胶囊中全氟己酮微胶囊粉末与胶囊壳的质量比达9:1。
7.根据权利要求1所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述灭火贴的激活温度是115-125℃。
8.根据权利要求3所述的一种基于气凝胶防火涂料粘贴的开关柜灭火装置，其特征在于，所述全氟己酮微胶囊的制作流程是：
油相配制:常温下，将4ml全氟己酮和0.64g异氟尔酮二异氰酸酯和足量甲基九氟丁醚均匀混合成油相混合物为止；
水相配制:将适量乳化剂溶解在30ml蒸馏水中，形成乳化液溶液；
乳化:在常温下油相混合物在高速搅拌状态下缓慢加入到乳化液溶液中，并在2000rpm转速下持续乳化10min，将全氟己酮充分乳化使之形成均匀的水包油型乳液；
界面聚合:将乳化步骤所制备的乳液转移到封管中，并在200-400rpm的转速下，将二乙烯三胺加入到乳液中引发聚合反应；常温下保温反应1h，之后升温至45℃保温反应 2h；获得溶液；
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