WO2013071782A1 - 一种含有过渡金属化合物的灭火组合物 - Google Patents

一种含有过渡金属化合物的灭火组合物 Download PDF

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WO2013071782A1
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fire extinguishing
hydrochloride
transition metal
salt
metal compound
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PCT/CN2012/080266
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魏涛
姬涛
刘生昕
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陕西坚瑞消防股份有限公司
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/06Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components

Definitions

  • the invention relates to the field of fire extinguishing technology, in particular to an aerosol fire extinguishing agent containing a transition metal compound.
  • Aerosol fire extinguishing agent is a new type of fire extinguishing agent with high fire extinguishing efficiency, zero ozone depletion value ODN, non-toxic and harmless, extremely low residue and low equipment investment. Under the urgent background of halon elimination, it has received strong support from the government. It also caters to the needs of the market, so aerosol fire extinguishing technology has become one of the most attractive halon replacement technologies in the past decade.
  • aerosol generating agent fire extinguishing The main mechanism of aerosol generating agent fire extinguishing is: 1. Endothermic cooling; 2. Chemical inhibition; 3. Asphyxiation; 4. Isolation, mainly chemical inhibition.
  • aerosol generating agents have obvious advantages in fire extinguishing efficiency, storage conditions, engineering cost, maintenance management, toxicity, secondary injury, environmental protection, and fire extinguishing concentration.
  • the oxidation-reduction reaction releases a large amount of gas and active particles while releasing a large amount of heat, which brings disadvantages to its use.
  • the traditional physical cooling causes the structure of the device to be complicated and cumbersome, complicated in process flow, high in cost, and physical cooling, which causes a large number of active particles to be inactivated, resulting in greatly reduced fire extinguishing performance. Moreover, the fire extinguishing efficiency is limited, and the cost of the medicament is wasteed to some extent.
  • the coolant is usually placed in the direction of the pyrotechnic agent.
  • ordinary chemical coolants can affect the fire-extinguishing performance of pyrotechnic agents.
  • the choice of the fire-extinguishing composition is still constant. At the stage of research and exploration, the commercial fire extinguishing agent is not ideal for fire extinguishing.
  • the stability of the fire extinguishing composition and the spray strength are considered as a whole, so that it can suppress the flame and achieve the purpose of quickly and effectively suppressing the fire source.
  • the present invention provides a fire extinguishing composition containing a transition metal compound.
  • the organic acid salt of the first periodic element; the fire extinguishing composition is a pyrotechnic agent as a heat source and a power source, and reacts to generate a fire extinguishing substance by igniting the heat released by the pyrotechnic composition.
  • the organic acid salt has a mass percentage of from 65 mass% to 95 mass%.
  • organic acid salt of the first periodic transition metal in the subgroup is an organic acid salt of a transition metal element in the group of ruthenium, osmium or VIIB.
  • the organic acid salt of the sub-group and the eighth-group first-period transition metal is an organic acid iron salt, an organic acid manganese salt, an organic acid nickel salt, an organic acid copper salt, an organic acid zinc salt or an organic acid cobalt salt.
  • the organic acid iron salt is any one of ferric citrate, iron oxalate, iron oleate, iron linoleate, iron stearate, iron benzoate, iron acetate, iron salicylate or iron gluconate. One or more.
  • organic acid manganese salt is one or more of manganese acetate, manganese oxalate, manganese citrate, manganese benzoate, manganese salicylate or manganese gluconate.
  • organic acid nickel salt is one or more of nickel acetate, nickel oxalate, nickel oleate, nickel citrate, nickel benzoate, nickel salicylate or nickel sulfamate.
  • the copper salt of the organic acid is copper acetate, copper formate, copper oxalate, copper oleate, copper linoleate, copper stearate, copper citrate, copper tartrate, copper 2-hydroxysuccinate, and One or more of copper octoate, copper benzoate or copper salicylate.
  • the zinc salt of an organic acid is one of zinc acetate, zinc oxalate, zinc oleate, zinc stearate, zinc citrate, zinc benzoate, zinc methacrylate, zinc salicylate or zinc gluconate. kind or more.
  • organic acid cobalt salt is one or more of cobalt acetate, cobalt oxalate, cobalt citrate, cobalt isooctoate, cobalt benzoate, cobalt salicylate or cobalt sulfamate.
  • the fire extinguishing composition further comprises an auxiliary fire extinguishing agent in a mass percentage of 5 mass% to 35 mass%.
  • auxiliary fire extinguishing agent is an amine and/or an organic amine salt.
  • the organic amine salt includes an organic amine hydrochloride and an organic amine sulfate.
  • the organic amine hydrochloride is o-tolidine hydrochloride, 3.3 '-dimethylbenzidine hydrochloride, N,N,-dimethyl-p-phenylenediamine sulfate, N,N , -Dimethyl-p-phenylenediamine hydrochloride, hydrazine, ⁇ '-diethyl-p-phenylenediamine sulfate, hydrazine, ⁇ '-diethyl-p-phenylenediamine hydrochloride, 1-naphthylamine hydrochloride Salt, aniline hydrochloride, m-hydroxyaniline hydrochloride, diphenylamine hydrochloride, dimethylamine hydrochloride, diethylamine hydrochloride, cyclohexylamine hydrochloride, benzidine sulfate, benzidine hydrochloride Salt, trimethylamine hydrochloride, triethylamine hydrochloride, One or more
  • the organic amine sulfate is one of m-phenylenediamine sulfate, hydroxylamine sulfate, o-phenylenediamine sulfate, m-hydroxyaniline sulfate, ethylenediamine sulfate or diethylamine sulfate. Or a variety.
  • the amines are o-nitroaniline, methacrylamide, phenyl salicylate, p-toluenesulfonamide, p-ethoxyaniline, N-methylolbenzenesulfonamide, phthalimide
  • amine or hydrazine ⁇ '-methylene bis acrylamide.
  • the fire extinguishing composition of the present invention further comprises a performance additive; the performance additive is hydroxypropylmethylcellulose, magnesium stearate, talc or a combination thereof; and the mass percentage thereof is from more than 0 to less than or equal to 15%.
  • the fire extinguishing mechanism of the fire extinguishing composition of the present invention is:
  • the transition metal organic acid salt in the fire extinguishing composition can be decomposed and released at a high temperature to release active metal particles, and the active metal particles react with the 0; ⁇ ? ⁇ radical generated by the combustion reaction, thereby cutting off the combustion reaction chain, and simultaneously
  • the physical cooling effect of the aerosol particles and the chemical inhibition of the aerosol itself together achieve fire extinguishing.
  • the auxiliary fire extinguishing agent is also thermally decomposed to generate a large amount of gas, which increases the gas pressure of the aerosol, and the gas generated is generally N. 2 and C0 2 , these gases have a suffocating effect on the flame.
  • the gas is rapidly sprayed to the fire source to extinguish the fire, further improving the fire extinguishing performance of the fire extinguishing agent and greatly shortening the effective fire extinguishing time.
  • the sub-group first period transition metal element and the eighth group first period transition metal element organic acid salt selected by the invention are more likely to capture free radicals in the combustion reaction due to higher activity of the transition metal element, and rapidly cut off the combustion reaction.
  • the chain has a better fire extinguishing effect, and it is thermally decomposed to generate a large amount of fire extinguishing substance.
  • the heat absorption reduces the temperature of the device and the temperature of the generated hot aerosol, and on the other hand, it is sprayed together with the aerosol generating agent, that is, the pyrotechnic agent. The purpose of the fire.
  • the amine and/or organic amine salt of the present invention is thermally decomposed to generate a large amount of N 2 and CO 2 gas, which can adjust the concentration and pressure of the fire extinguishing aerosol, and improve the spray strength of the fire extinguishing material, while N 2 and The co 2 gas can suffocate the fire and cooperate with the transition metal organic acid salt, which greatly improves the fire extinguishing performance of the fire extinguishing composition.
  • the proportioning composition of the fire extinguishing composition of the invention is optimized, and the components thereof are completely reacted, and there is no residual clogging of the spout of the fire extinguishing device, the performance of each component is effectively utilized, and the effective utilization rate of the fire extinguishing composition is greatly improved.
  • the transition metal selected for use in the present invention has acid salts which are chemically stable, are less volatile, are less susceptible to reaction with each other, and can be stored for a long period of time.
  • the fire extinguishing composition comprises an organic acid salt of a first periodic transition metal element in a sub-family and an eighth group, wherein the pyrotechnic agent is used as a heat source and a power source, and the heat released by burning the pyrotechnic agent reacts and Produce fire extinguishing substances.
  • the subgroups are mainly organic acid salts involving transition metal elements in the ⁇ ⁇ , ⁇ or VIIB groups.
  • the organic acid salts of the transition metal of the first cycle in the subgroup and the quaternary group are mainly one of an organic acid iron salt, an organic acid manganese salt, an organic acid nickel salt, an organic acid copper salt, an organic acid zinc salt, and an organic acid cobalt salt.
  • Kind or more are examples of an organic acid iron salt, an organic acid manganese salt, an organic acid nickel salt, an organic acid copper salt, an organic acid zinc salt, and an organic acid cobalt salt. Kind or more.
  • the organic acid iron salt is ferric citrate, iron oxalate, iron oleate, iron linoleate, iron stearate, iron benzoate, iron acetate, iron salicylate and iron gluconate, etc.
  • the organic acid manganese salt is manganese acetate.
  • the organic acid nickel salts are nickel acetate, nickel oxalate, nickel oleate, nickel citrate, nickel benzoate, nickel salicylate and Nickel sulfamate, etc.
  • copper salts of organic acids are copper acetate, copper formate, copper oxalate, copper oleate, copper linoleate, copper stearate, copper citrate, copper tartrate, copper 2-hydroxysuccinate, and Copper octoate, copper benzoate and copper salicylate
  • zinc salts of organic acid are zinc acetate, zinc oxalate, zinc oleate, zinc stearate, zinc citrate, zinc benzoate, zinc methacrylate, zinc salicylate And zinc gluconate, etc.
  • the organic acid cobalt salt is cobalt acetate, cobalt oxalate, cobalt
  • the organic amine salt includes an organic amine hydrochloride and an organic amine sulfate
  • the organic amine hydrochloride may be o-tolidine hydrochloride, 3.3 '-dimethylbenzidine hydrochloride, hydrazine, ⁇ '-two Methyl-p-phenylenediamine sulfate, hydrazine, ⁇ '-dimethyl-p-phenylenediamine hydrochloride, hydrazine, hydrazine, -diethyl-p-phenylenediamine sulfate, hydrazine, hydrazine, -diethyl-p-benzene Diamine hydrochloride, 1-naphthylamine hydrochloride, aniline hydrochloride, m-hydroxyaniline hydrochloride, diphenylamine hydrochloride, 1-naphthylamine hydrochloride, aniline hydrochloride, m-hydroxyaniline hydroch
  • the organic amine sulfate may be one or more of m-phenylenediamine sulfate, hydroxylamine sulfate, o-phenylenediamine sulfate, m-hydroxyaniline sulfate, ethylenediamine sulfate, and diethylamine sulfate.
  • the amines may be o-nitroaniline, methacrylamide, phenyl salicylate, p-toluenesulfonamide, p-ethoxyaniline, N-methylolbenzenesulfonamide, phthalimide, and hydrazine, hydrazine.
  • One or more of '-methylenebisacrylamide One or more of '-methylenebisacrylamide.
  • performance additives and binders may be added thereto, and formulated according to specific components.
  • methyl methacrylate 95 (mass) % and 2.5 (mass) % of hydroxymethylpropylcellulose were selected as the binder, and other coating treatments and the like were the same as in Example 1.
  • nickel citrate 85 (mass) %, triethylamine hydrochloride 10 (mass) % were selected, and other coating treatments and the like were the same as in Example 1.
  • the nickel citrate of the present embodiment is 95% by mass as a coolant, 2.5 (% by mass) of hydroxymethylpropylcellulose is added as a binder, industrial alcohol is used as a solvent, and granulation is carried out using a 20-mesh sieve. 2.5 parts by mass of magnesium stearate is used as a mold release agent. After mixing, it is passed through a 15 mesh sieve. It can be assembled into a fire extinguishing device by pelleting, molding, extrusion, etc.
  • the main difference from the first embodiment is that the mass ratio is 65% cobalt salicylate and 20% by mass of cobalt acetate, and the auxiliary fire extinguishing agent is made of 10% by mass of diethylamine hydrochloride, other binders and mold release agents. And its content
  • the production of the composition and the like were the same as in the first embodiment.
  • cobalt acetate with a mass ratio of 65% salicylate and 30% by mass is added, and 2.5% by mass of hydroxymethylpropylcellulose is used as a binder, and industrial alcohol is used as a solvent, and a 20 mesh sieve is used.
  • 2.5 (mass)% of magnesium stearate is added as a release agent, and after mixing, it passes through a 15 mesh sieve, which can be formed into a sheet-like assembly into a fire extinguishing device by a process such as pelleting, molding, extrusion, and the like. .
  • Test method Add 50mm water to the oil pan, then add 22mm 93# gasoline, and then lmin, start to extinguish the fire.
  • a fire extinguishing device sample containing only 100 g of a commercially available K-type hot aerosol fire extinguishing agent is subjected to a fire extinguishing test in the same experimental model and experimental method as the above embodiment.
  • the test test results are shown in Table 1.
  • Examples 1-6 contain the eighth group first period transition metal organic acid salt fire extinguishing composition It can meet the basic fire-extinguishing requirements of the national standard GA86-2009, and there is no open flame at the spout. The fire-extinguishing performance is obviously better than that of the comparative example 1, and the fire-extinguishing time is short.
  • This example will have 95 (mass)% copper tartrate and 2.5 mass% hydroxymethylpropylcellulose, Industrial alcohol is used as a solvent mixture, and after granulation using a 20-mesh sieve, 2.5 (mass)% of magnesium stearate is added as a mold release agent, mixed and passed through a 15 mesh sieve, and formed by a process such as pelleting, molding, and extrusion.
  • the ball was assembled into a fire extinguishing device equipped with a 50 g type K hot aerosol generating agent, and a 93# gasoline fire extinguishing test with an area of 0.25 m 2 oil pan was carried out; the test results are shown in Test Record Table 2.
  • a fire extinguishing device sample containing only 100g of commercially available K-type hot aerosol fire extinguishing agent will be used to carry out the 93# gasoline fire extinguishing test with an area of 0.25m 2 oil pan; the test test results are shown in Table 2.
  • the fire extinguishing composition containing the I ⁇ ⁇ VIIB transition metal organic salt of Example 7-14 can fully meet the fire extinguishing requirements of the national standard GA86-2009, and the nozzle has no open flame, and the fire extinguishing performance is obviously excellent.
  • Comparative Example 2 and the extinguishing time was short.
  • the ideal fire-extinguishing requirement can still be achieved. But from the injection time, the time taken to extinguish the fire, the size of the jet flow, the stability of the spray and the processing Considering all aspects, adding a certain amount of auxiliary fire extinguishing ingredients is the most optimal choice.

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Abstract

本发明涉及一种含有过渡金属化合物的灭火组合物,其包含有副族和第八族中的第一周期元素的有机酸盐;其以烟火类药剂为热力源和动力源,通过点燃烟火类药剂燃烧放出的热量使其发生反应并产出灭火物质。本发明选用过渡金属化合物为主成分,再添加胺类和/或有机胺盐辅助灭火,其利用过渡金属化合物受热分解产生灭火物质形成可灭火的气溶胶,同时胺类和/或有机胺盐受热分解产生大量的气体,增加了可灭火的气溶胶的浓度与气压强度,提高了灭火物质的喷射强度,大大提高了灭火组合物的灭火效能。

Description

说 明 书
一种含有过渡金属化合物的灭火组合物 技术领域
本发明涉及消防灭火技术领域, 特别是涉及一种含有过渡金属化合物的气 溶胶灭火剂。
背景技术
气溶胶灭火剂是一种灭火效率高, 臭氧耗损值 ODP为零, 无毒无害, 残留 极低, 设备投资少的新型灭火剂, 在哈龙淘汰的紧迫背景下, 既得到了政府的 大力支持, 也迎合了市场的需求, 因此气溶胶灭火技术成为近十几年来非常引 人注目的哈龙替代技术之一。
气溶胶发生剂灭火机理主要是: 1、 吸热降温; 2、 化学抑制; 3、 窒息; 4、 隔离, 以化学抑制为主。 虽然气溶胶发生剂在灭火效率、 贮存状况、 工程造价、 维护管理、 毒性、 二次伤害、 环保、 灭火浓度等方面具有明显优势。 但是其氧 化还原反应释放出大量气体、 活性粒子的同时释放出大量的热给它的使用带来 了劣势。 为了有效降低装置和气溶胶的温度, 避免发生二次火灾, 需要改善灭 火装置的冷却系统。 传统的物理冷却会导致装置结构复杂笨重, 工艺流程复杂, 成本高, 且物理冷却的存在, 使大量活性粒子失去活性, 导致灭火性能大大降 低。 而且灭火效能有限, 药剂成本在一定程度上造成浪费。 如果采用化学冷却 法, 通常是将冷却剂放在烟火型灭火剂的喷射方向上, 但是普通的化学冷却剂 会影响烟火型灭火剂的灭火效能, 目前, 对于该灭火组合物的选择仍处于不断 研究与探索的阶段, 其商品化的灭火剂灭火效率不太理想, 灭火组合物的稳定 性以及喷射强度, 整体考虑, 使其能够压住火焰, 达到快速有效抑制火源的目 的。
发明内容
为了解决现有技术中的灭火组合物的灭火效能及化学稳定性还存在的不 足, 本发明提供了一种含有过渡金属化合物的灭火组合物。
解决技术问题的技术方案是:
一种含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其包含有副族和第八族过渡金属 的第一周期元素的有机酸盐; 所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力 源, 通过点燃烟火类药剂燃烧放出的热量使其发生反应并产出灭火物质。
进一步地, 所述有机酸盐的质量百分含量为 65质量%-95质量%。
进一步地, 所述副族中第一周期过渡金属的有机酸盐是 Ι Β、 Π Β或 VIIB族 中的过渡金属元素的有机酸盐。
进一步地, 所述副族和第八族第一周期过渡金属的有机酸盐是有机酸铁盐、 有机酸锰盐、 有机酸镍盐、 有机酸铜盐、 有机酸锌盐或有机酸钴盐。
更进一步地, 所述有机酸铁盐是柠檬酸铁、 草酸铁、 油酸铁、 亚油酸铁、 硬脂酸铁、 苯甲酸铁、 乙酸铁、 水杨酸铁或葡萄糖酸铁中的任一种或多种。
更进一步地, 所述有机酸锰盐为乙酸锰、 草酸锰、 柠檬酸锰、 苯甲酸锰、 水杨酸锰或葡萄糖酸锰中的一种或多种。
更进一步地, 所述有机酸镍盐为乙酸镍、 草酸镍、 油酸镍、 柠檬酸镍、 苯 甲酸镍、 水杨酸镍或氨基磺酸镍中的一种或多种。
更进一步地, 所述有机酸铜盐为乙酸铜、 甲酸铜、 草酸铜、 油酸铜、 亚油 酸铜、 硬脂酸铜、 柠檬酸铜、 酒石酸铜、 2—羟基丁二酸铜、 异辛酸铜、 苯甲酸 铜或水杨酸铜中的一种或多种。
更进一步地, 所述有机酸锌盐为乙酸锌、 草酸锌、 油酸锌、 硬脂酸锌、 柠 檬酸锌、 苯甲酸锌、 甲基丙烯酸锌、 水杨酸锌或葡萄糖酸锌中的一种或多种。
更进一步地, 所述有机酸钴盐为乙酸钴、 草酸钴、 柠檬酸钴、 异辛酸钴、 苯甲酸钴、 水杨酸钴或氨基磺酸钴中的一种或多种。
进一步地, 所述灭火组合物还包含辅助灭火剂, 其质量百分含量为 5质量 %-35质量%。
更进一步地, 所述辅助灭火剂为胺类和 /或有机胺盐。
更进一步地, 所述有机胺盐包括有机胺盐酸盐和有机胺硫酸盐。
更进一步地, 所述有机胺盐酸盐为邻联甲苯胺盐酸盐、 3.3 ' -二甲基联苯胺 盐酸盐、 N,N, -二甲基对苯二胺硫酸盐、 N,N, -二甲基对苯二胺盐酸盐、 Ν,Ν' -二乙基对苯二胺硫酸盐、 Ν,Ν' -二乙基对苯二胺盐酸盐、 1-萘胺盐酸盐、 苯胺 盐酸盐、 间羟基苯胺盐酸盐、 二苯胺盐酸盐、 二甲胺盐酸盐、 二乙胺盐酸盐、 环己胺盐酸盐、 联苯胺硫酸盐、 联苯胺盐酸盐、 三甲胺盐酸盐、 三乙胺盐酸盐、 乙二胺盐酸盐、 间苯二胺盐酸盐、 邻苯二胺盐酸盐、 邻溴苯胺盐酸盐、 萘乙二 胺盐酸盐或三乙醇胺盐酸盐中的一种或多种。
更进一步地, 所述有机胺硫酸盐为间苯二胺硫酸盐、 羟胺硫酸盐、 邻苯二 胺硫酸盐、 间羟基苯胺硫酸盐、 乙二胺硫酸盐或二乙胺硫酸盐中的一种或多种。
更进一步地, 所述胺类为邻硝基苯胺、 甲基丙烯酰胺、 水杨酸苯胺、 对甲 苯磺酰胺、 对乙氧基苯胺、 N-羟甲基苯磺酰胺、 邻苯二甲酰亚胺或 Ν,Ν ' -亚甲 基双丙烯酰胺中的一种或多种。
本发明的灭火组合物还包含有性能添加剂; 所述性能添加剂为羟丙基甲基 纤维素、硬脂酸镁、滑石粉或其组合;其质量百分含量是大于 0至小于等于 15%。
进一步地, 所述灭火组合物中:
第一周期过渡金属的有机酸盐 75质量%-90质量%
辅助灭火剂 5质量%-20质量%
性能添加剂 5质量%。
本发明的灭火组合物的灭火机理是:
该灭火组合物中的过渡金属有机酸盐在高温下可分解释放出活性金属粒 子, 活性金属粒子与燃烧反应所产生的 0; ΟΗ? Η·自由基发生反应, 从而切断 了燃烧反应链, 同时还有气溶胶颗粒物理降温作用以及气溶胶本身的化学抑制 作用一起, 共同实现灭火, 与此同时, 辅助灭火剂也受热分解产生大量气体, 增大气溶胶的气压, 其所产生的气体一般为 N2和 C02, 这些气体对火焰有窒息 作用, 其与烟火药剂产生协同增效作用一起快速喷放到达火源处灭火, 进一步 提高了灭火剂的灭火效能, 大大缩短了有效灭火时间。
本发明的含有过渡金属化合物的灭火组合物主要具有以下有益效果:
1、 本发明选用的副族第一周期过渡金属元素和第八族第一周期过渡金属元 素的有机酸盐, 由于过渡金属元素活性较高, 更易夺取燃烧反应中的自由基, 快速切断燃烧反应链, 因而具有更好的灭火效果, 其受热分解产生大量的灭火 物质, 一方面吸热降低了装置温度以及产生的热气溶胶的温度, 另一方面与气 溶胶发生剂即烟火药剂一起喷出达到灭火目的。
2、 本发明的胺类和 /或有机胺盐受热分解产生大量的 N2和 C02气体, 可调 节灭火的气溶胶的浓度与气压强度, 提高了灭火物质的喷射强度, 同时 N2和 co2气体能够窒息灭火,和过渡金属有机酸盐共同作用,大大提高了灭火组合物 的灭火效能。
3、 本发明的灭火组合物配比优化, 使其各组分反应完全, 不会有残留堵塞 灭火装置喷口, 有效利用了各组分的性能, 大大提高了灭火组合物的有效利用 率。
4、 本发明的所选用的过渡金属有酸盐化学性质稳定, 不易挥发, 彼此不易 发生反应, 可以长时间储存。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明的灭火组合物做进一步的说明:
该灭火组合物包含有副族和第八族中的第一周期过渡金属元素的有机酸 盐, 其以烟火类药剂为热力源和动力源, 通过点燃烟火类药剂燃烧放出的热量 会发生反应并产出灭火物质。 其中, 副族中主要是涉及 Ι Β、 Π Β或 VIIB族中的 过渡金属元素的有机酸盐。 副族和第八族中第一周期过渡金属的有机酸盐主要 是有机酸铁盐、 有机酸锰盐、 有机酸镍盐、 有机酸铜盐、 有机酸锌盐以及有机 酸钴盐中的一种或多种。 机酸铁盐是柠檬酸铁、 草酸铁、 油酸铁、 亚油酸铁、 硬脂酸铁、 苯甲酸铁、 乙酸铁、 水杨酸铁以及葡萄糖酸铁等, 有机酸锰盐是乙 酸锰、 草酸锰、 柠檬酸锰、 苯甲酸锰、 水杨酸锰以及葡萄糖酸锰等, 有机酸镍 盐为乙酸镍、 草酸镍、 油酸镍、 柠檬酸镍、 苯甲酸镍、 水杨酸镍以及氨基磺酸 镍等, 有机酸铜盐是乙酸铜、 甲酸铜、 草酸铜、 油酸铜、 亚油酸铜、 硬脂酸铜、 柠檬酸铜、酒石酸铜、 2—羟基丁二酸铜、异辛酸铜、苯甲酸铜以及水杨酸铜等, 有机酸锌盐为乙酸锌、 草酸锌、 油酸锌、 硬脂酸锌、 柠檬酸锌、 苯甲酸锌、 甲 基丙烯酸锌、 水杨酸锌以及葡萄糖酸锌等, 有机酸钴盐为乙酸钴、 草酸钴、 柠 檬酸钴、 异辛酸钴、 苯甲酸钴、 水杨酸钴以及氨基磺酸钴等。
还可以加入辅助灭火剂, 即胺类和 /或有机胺盐。 其中, 有机胺盐包括有机 胺盐酸盐和有机胺硫酸盐, 有机胺盐酸盐可以是邻联甲苯胺盐酸盐、 3.3 ' -二甲 基联苯胺盐酸盐、 Ν,Ν' -二甲基对苯二胺硫酸盐、 Ν,Ν' -二甲基对苯二胺盐酸 盐、 Ν,Ν, -二乙基对苯二胺硫酸盐、 Ν,Ν, -二乙基对苯二胺盐酸盐、 1-萘胺盐酸 盐、 苯胺盐酸盐、 间羟基苯胺盐酸盐、 二苯胺盐酸盐、 二甲胺盐酸盐、 二乙胺 盐酸盐、 环己胺盐酸盐、 联苯胺硫酸盐、 联苯胺盐酸盐、 三甲胺盐酸盐、 三乙 胺盐酸盐、 乙二胺盐酸盐、 间苯二胺盐酸盐、 邻苯二胺盐酸盐、 邻溴苯胺盐酸 盐、 萘乙二胺盐酸盐以及三乙醇胺盐酸盐中的一种或多种。 有机胺硫酸盐可以 是间苯二胺硫酸盐、 羟胺硫酸盐、 邻苯二胺硫酸盐、 间羟基苯胺硫酸盐、 乙二 胺硫酸盐以及二乙胺硫酸盐中的一种或多种。 胺类可以是邻硝基苯胺、 甲基丙 烯酰胺、 水杨酸苯胺、 对甲苯磺酰胺、 对乙氧基苯胺、 N-羟甲基苯磺酰胺、 邻 苯二甲酰亚胺以及 Ν,Ν '-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种。
为了便于加工或者制作还可以在其中加入性能添加剂和粘合剂, 根据具体 的组分进行配制。
选取上述物质配制并进行试验, 并与市售的 Κ型气溶胶灭火剂在同样的条 件下进行灭火实验, 具体如下:
实施例 1
本实施例取草酸铁 75 (质量) %、 20 (质量) %二乙胺盐酸盐配成冷却剂, 再添加 2.5 (质量)%的羟甲基丙基纤维素作为黏合剂, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造粒后,外加 2.5%的硬脂酸镁作为脱模剂,混匀后过 15目筛子, 可以采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其制成蜂窝状装配到灭火装置中。
实施例 2
本实施例中选柠草酸铁 95 (质量) %和2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素 作为黏合剂, 其他的包覆处理等与实施例 1相同。
实施例 3
本实施例中选柠檬酸镍 85 (质量) %, 三乙胺盐酸盐 10 (质量) %, 其他 的包覆处理等与实施例 1相同。
实施例 4
本实施例的选柠檬酸镍,其质量百分比为 95%作为冷却剂,添加 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素作为黏合剂, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造 粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 可以采 用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其制成条状装配到灭火装置中。
实施例 5
与实施例 1的主要区别是选质量比 65%水杨酸钴和质量比 20%的乙酸钴, 辅助灭火剂选用质量比 10%的二乙胺盐酸盐, 其他的黏合剂和脱模剂及其含量 以及组合物的制作等与实施例 1相同。
实施例 6
本实施例选取质量比 65%水杨酸钴和质量比 30%的乙酸钴, 加 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素作为黏合剂, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造 粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 可以采 用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其制成片状装配到灭火装置中。
将上述实施例 1-6,在试验时将配置好的灭火组合物选取 50g,制备成型后, 分别加入装有 50g K型气溶胶发生剂的灭火装置中, 依照每组三发, 交叉进行 8B灭火试验, 具体试验方法、 实验模型及评定方法如下, 结果记录表 1中: 试验模型: 油盘为 GA86-2009 8B圆盘 (直径 570mm内部深度 150mm, 近 似面积 0.25 m2 )
试验方法: 油盘内加 50mm水, 再加入 22mm的 93#汽油, 预然 lmin, 开 始灭火
评定标准: 火焰熄灭后 lmin不出现复燃, 且油盘内还有剩余汽油视为灭火 成功。
对比实验 1
将只装有 100g室市售的 K型热气溶胶灭火剂的灭火装置样品, 与上述实 施例相同的实验模型、 实验方法进行灭火试验, 试验测试结果见表 1
表 1 含第八族元素有机酸盐灭火组合物实验记录表
实施例组分含量 (质量百分比)
组成成分 对比 1
1 2 3 4 5 6
K型药剂 • • •
草酸铁 75 95
水杨酸钴 65 65
乙酸钴 20 30
柠檬酸镍 85 95
二乙胺盐酸盐 20 10
三乙胺盐酸盐 10
羟甲基丙基纤维素 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 硬脂酸镁 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 灭火用时 6.2 7.0 6.0 6.0 6.0 6.2
灭火情况 3灭 2 3灭 1 3灭 2 3灭 1 全灭 3灭 1 未灭 通过表 1可以清楚地看出, 实施例 1-6含第八族第一周期过渡金属有机酸盐 灭火组合物能达到国标 GA86-2009的基本灭火要求, 并且喷口均无明火出现, 灭火性能明显优于对比例 1, 而且灭火时间短。
实施例 7
本实施例将 90 (质量) %的乙酸锰和 5 (质量) %的甲基丙烯酰胺以及 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素混合, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子 造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用 制丸、模压、挤压等工艺成型将其制成球状装配到装有 50克 K型热气溶胶发生 剂的灭火装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试 验记录表 2。
实施例 8
本实施例将 95 (质量) %的乙酸锰和 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素混 合, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂 酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其 制成球状装配到装有 50 克 K型热气溶胶发生剂的灭火装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。
实施例 9
本实施例将 78 (质量) %的酒石酸铜和 17 (质量) °/^ N,N 亚甲基双丙 烯酰胺以及 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素混合, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20 目筛子造粒后, 外加 2.5 (质量) %的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其制成球状装配到装有 50克 K 型热气溶胶发生剂的灭火装置中,实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。
实施例 10
本实施例将 95 (质量)%的酒石酸铜和 2.5 (质量)%的羟甲基丙基纤维素, 使用工业酒精作为溶剂混合, 使用 20目筛子造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂 酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其 制成球状装配到装有 50 克 K型热气溶胶发生剂的灭火装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。
实施例 11
本实施例将 87 (质量) %的乙酸锌和 8 (质量) %的甲基丙烯酰胺以及 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素混合, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子 造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用 制丸、模压、挤压等工艺成型将其制成球状装配到装有 50克 K型热气溶胶发生 剂的灭火装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试 验记录表 2。
实施例 12
本实施例将 95 (质量) %的乙酸锌和 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁 作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将其制成 球状装配到装有 50克 K型热气溶胶发生剂的灭火装置中,实施面积为 0.25m2 油 盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。
实施例 13
本实施例将 60 (质量)%的乙酸锰和 35 (质量)%的乙酸铜以及 2.5 (质量) %的羟甲基丙基纤维素混合, 使用工业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造粒后, 外加 2.5 (质量)%的硬脂酸镁作为脱模剂, 混匀后过 15目筛子, 采用制丸、 模 压、挤压等工艺成型将其制成球状装配到装有 50克 K型热气溶胶发生剂的灭火 装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。
实施例 14
将 94.7 (质量) %的乙酸锰和 5.3 (质量) %的甲基丙烯酰胺混合, 使用工 业酒精作为溶剂, 使用 20目筛子造粒后, 采用制丸、 模压、 挤压等工艺成型将 其制成球状装配到装有 50克 K型热气溶胶发生剂的灭火装置中, 实施面积为 0.25m2 油盘的 93#汽油灭火试验; 实验结果见试验记录表 2。 对比实验 2
将只装有 100g市售的 K型热气溶胶灭火剂的灭火装置样品, 实施面积为 0.25m2油盘的 93#汽油灭火试验; 试验测试结果见表 2
表 2含副族元素有机酸盐灭火组合物实验记录表
Figure imgf000010_0001
通过表 2以清楚地看出, 实施例 7-14含有 I Β Π Β VIIB过渡金属有机盐的 灭火组合物完全能够达到国标 GA86-2009的灭火要求,并且喷口均无明火出现, 灭火效能明显优于对比例 2, 而且灭火时间短。 对于含 Ι Β Π Β VIIB过渡金属 有机盐化合物不添加一定质量百分比的辅助灭火成分, 仍能达到理想的灭火要 求。 但从喷射时间、 灭火所用时间, 喷口气流的大小, 喷射的稳定性以及加工 等方面综合考虑, 加入一定量的辅助灭火成分是最优化的选择。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在于: 该灭火组合物包 含有副族和第八族金属的第一周期元素的有机酸盐;
所述灭火组合物是以烟火类药剂为热力源和动力源, 通过点燃烟火类药剂 燃烧放出的热量使其发生反应并产出灭火物质。
2、根据权利要求 1所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸盐的质量百分含量为 65质量%-95质量%。
3、 根据权利要求 1或 2所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征 在于: 所述副族和第八族金属的第一周期元素的有机酸盐为有机酸铁盐、 有机 酸锰盐、 有机酸镍盐、 有机酸铜盐、 有机酸锌盐或有机酸钴盐。
4、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸铁盐为柠檬酸铁、 草酸铁、 油酸铁、 亚油酸铁、 硬脂酸铁、 苯甲酸 铁、 乙酸铁、 水杨酸铁或葡萄糖酸铁中的任一种或多种。
5、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸锰盐为乙酸锰、 草酸锰、 柠檬酸锰、 苯甲酸锰、 水杨酸锰或葡萄糖 酸锰中的一种或多种。
6、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸镍盐为乙酸镍、 草酸镍、 油酸镍、 柠檬酸镍、 苯甲酸镍、 水杨酸镍 或氨基磺酸镍中的一种或多种。
7、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸铜盐为乙酸铜、 甲酸铜、 草酸铜、 油酸铜、 亚油酸铜、 硬脂酸铜、 柠檬酸铜、 酒石酸铜、 2—羟基丁二酸铜、 异辛酸铜、 苯甲酸铜或水杨酸铜中的 一种或多种。
8、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸锌盐为乙酸锌、 草酸锌、 油酸锌、 硬脂酸锌、 柠檬酸锌、 苯甲酸锌、 甲基丙烯酸锌、 水杨酸锌或葡萄糖酸锌中的一种或多种。
9、根据权利要求 3所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物,其特征在于: 所述有机酸钴盐为乙酸钴、 草酸钴、 柠檬酸钴、 异辛酸钴、 苯甲酸钴、 水杨酸 钴或氨基磺酸钴中的一种或多种。
10、 根据前述任一权利要求所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其 特征在于:所述灭火组合物还包含有辅助灭火剂,其质量百分含量为 5质量%-35 质量%。
11、 根据权利要求 10所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述辅助灭火剂为胺类和 /或有机胺盐。
12、 根据权利要求 11所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述有机胺盐包括有机胺盐酸盐和有机胺硫酸盐。
13、 根据权利要求 12所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述有机胺盐酸盐为邻联甲苯胺盐酸盐、 3.3 ' -二甲基联苯胺盐酸盐、 Ν,Ν' -二甲基对苯二胺硫酸盐、 Ν,Ν, -二甲基对苯二胺盐酸盐、 Ν,Ν, -二乙基对苯二 胺硫酸盐、 Ν,Ν' -二乙基对苯二胺盐酸盐、 1-萘胺盐酸盐、 苯胺盐酸盐、 间羟基 苯胺盐酸盐、 二苯胺盐酸盐、 二甲胺盐酸盐、 二乙胺盐酸盐、 环己胺盐酸盐、 联苯胺硫酸盐、 联苯胺盐酸盐、 三甲胺盐酸盐、 三乙胺盐酸盐、 乙二胺盐酸盐、 间苯二胺盐酸盐、 邻苯二胺盐酸盐、 邻溴苯胺盐酸盐、 萘乙二胺盐酸盐或三乙 醇胺盐酸盐中的一种或多种。
14、 根据权利要求 12所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述有机胺硫酸盐为间苯二胺硫酸盐、 羟胺硫酸盐、 邻苯二胺硫酸盐、 间 羟基苯胺硫酸盐、 乙二胺硫酸盐或二乙胺硫酸盐中的一种或多种。
15、 根据权利要求 11所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述胺类为邻硝基苯胺、 甲基丙烯酰胺、 水杨酸苯胺、 对甲苯磺酰胺、 对 乙氧基苯胺、 Ν-羟甲基苯磺酰胺、 邻苯二甲酰亚胺或 Ν,Ν 亚甲基双丙烯酰胺 中的一种或多种。
16、 根据权利要求 1至 15任一权利要求所述的含有过渡金属化合物的灭火 组合物, 其特征在于: 所述灭火组合物还包含有性能添加剂; 所述性能添加剂 为羟丙基甲基纤维素、 硬脂酸镁、 滑石粉或其组合; 其质量百分含量为大于 0 至小于等于 15质量%。
17、 根据权利要求 16所述的含有过渡金属化合物的灭火组合物, 其特征在 于: 所述灭火组合物中各组分及其质量百分含量为:
第一周期过渡金属的有机酸盐 75质量%-90质量% 辅助灭火剂 质量%-20质量% 性能添加剂 质量%。
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