CN102179025B - 通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物，所述的灭火组合物包括在受热过程中能升华释放出具有灭火性能的物质的灭火材料，所述的灭火材料含量为至少80质量％；所述的灭火组合物在使用时，以烟火类药剂为热力源和动力源，通过先点燃烟火类药剂，利用烟火类药剂燃烧的高温使灭火组合物产生出大量的灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而达到灭火目的。与传统的气溶胶灭火系统、气体灭火系统、水系灭火系统相比，本发明可提供一种更高效、更安全的灭火组合物。
Description
(一)技术领域
本发明属消防领域，涉及灭火组合物，化学灭火物质的使用，特别指通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物。
(二)背景技术
自从1987年加拿大蒙特利尔公约对各国提出取代哈龙灭火剂的具体目标以来，世界各国都在致力于新的灭火技术的研究，既要灭火效率高，又要对环境无污染的灭火技术是人们努力的方向。
气体灭火系统，干粉灭火系统及水系灭火系统等由于对环境无害被作为哈龙灭火剂的替代品得到了广泛使用。二氧化碳，IG541等惰性气体灭火系统的灭火机理主要为物理灭火，通过降低着火区的氧气浓度而窒息灭火，这种灭火方式容易对人员的人身安全造成威胁，干粉灭火系统是通过在加压气体作用下喷出的粉末与火焰接触，发生物理化学抑制作用而灭火，水雾灭火系统是通过细水雾的冷却，窒息和隔绝热辐射的三重作用下达到控制火灾，抑制火灾和扑灭火灾的目的。
然而，这些灭火系统都需要高压贮存，不仅体积较大，在贮存过程中还存在物理爆炸的危险，文献“气体灭火系统的安全性分析”(消防科学与技术200221(5))分析了气体灭火系统所存在的危险，并列举了贮压气体灭火系统在使用中所引发的安全事故。
根据研究资料显示，主要是国外的学者开展了大量的灭火物质研究工作，美国标准与技术研究院的建筑与防火研究中心的下一代灭火技术项目组(NGP)在这方面发表了较多文章，他们将氮气，二氧化碳或CF3H气体作为载气，高温的这些气体加热试验物质，同载气一起作用于火焰，研究试验物质的灭火能力。其中，有些物质(如二茂铁)可在高温气体的作用下发生升华，升华后可产生灭火物质，能显著提高载气的灭火效能(Proceeding of theCombustion Institute，Volume 28，2000/pp.2965-2972，Flame inhibition by ferrocene andblends of inert and catalytic agents，Halon Options Technical Working Conference 2-4May2000，Flame inhibition by ferrocene，alone and with CO2and CF3H)。
另外，国内河南理工大学发表了关于二茂铁升华灭火的文章，及一篇专利CN 101327364A一种二茂铁灭火试验系统。
但是，上述研究都只建立在实验室理论研究的基础上，并没有投入实际的灭火器应用，并且，目前资料显示仅有二茂铁为高温升华后能够产生灭火物质，并没有涉及到其他物质。
现有的气溶胶灭火剂主要有S型和K型灭火剂，通过综合分析其性能特点，其不足之处主要有：现有气溶胶灭火剂均是利用灭火剂发生氧化还原反应释放出大量气体、活性粒子，通过活性粒子的断链反应，大量气体的覆盖窒息，实现化学与物理相结合的灭火目的。气溶胶灭火剂在发生燃烧反应释放出气溶胶的同时，释放出大量的热，为有效降低装置和气溶胶的温度，避免发生二次火灾，需增加冷却系统，导致装置结构复杂笨重，工艺流程复杂，成本高，由于冷却系统的存在，使大量活性粒子失去活性，导致灭火性能大大降低。
(三)发明内容
针对现有灭火装置的现状，特别是气溶胶灭火系统中的固有缺陷，本发明的目的在于，提供一种不需要压力贮存，更安全，对环境友好，具有高效灭火效能的灭火组合物。
本发明的灭火组合物包括在高温下可升华产生灭火物质的灭火材料，其含量为80质量％以上。
本发明灭火组合物除了作为主灭火材料的通过高温升华可产生灭火物质的灭火材料，还可适当的加入本领域常用的各种添加剂。
本发明的通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物可以同时达到以下效果：一、通过高温升华可产生灭火物质的灭火组合物在受热瞬间升华为具有火焰抑制作用的物质，该物质可通过物理或化学抑制作用，或物理及化学的协同火焰抑制作用进行灭火；二、通过升华产物的抑制作用，在降低火源复燃可能性的同时，也进一步提升了灭火剂的灭火效能；三、灭火组合物在高温受热情况下，即可迅速发生吸热升华，有效快速的降低了烟火药剂燃烧释放的热量，大大降低了灭火装置喷口及喷放物质的温度，免去了灭火装置复杂的冷却系统，也消除了出现二次火灾的危险性；四、灭火组合物易于加工成型，且可单独使用或者与物理冷却剂配套使用；五、性能稳定、易于长期贮存；六、低毒性或无毒性，对环境友好性能优良。
下面，更详细的描述本发明的通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物。
本发明的灭火组合物包括通过高温升华产生灭火物质的灭火材料其含量为80质量％以上。
通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物的火焰抑制机理如下：
灭火组合物在高温下可升华为气态具有火焰抑制作用的物质，该气态灭火物质可通过自由基与链式燃烧反应所必需的O·、OH·、H·自由基中的一种或几种进行反应，从而切断了链式燃烧反应，也可通过物理作用减少氧气分压而抑制火焰，或者同时发生物理及化学抑制作用共同实现灭火效果，与此同时，与烟火药剂产生协同增效作用，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。
为了保障灭火组合物在常温条件下性能稳定，方便长期储存，所述的高温升华可产生灭火物质的灭火材料优选熔点在100℃以上，可以为：2，4，6-三溴苯基缩水甘油醚，四溴邻苯二甲酸二甲酯，五溴苄基溴，2，4，6-三溴苯基顺丁烯二酰亚胺，五溴氯环己烷，三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯，四氯邻苯二甲酸酐，六氯苯，六氯乙烷，三聚氰胺，三聚氰酸，红磷，二氧化锡，溴化铵，二茂钴。
本发明的灭火组合物还可以根据需要加入各种添加剂，例如可以为硬脂酸盐，石墨，水溶性高聚物复配溶液或其混合物，含量为小于等于20质量％。
本发明的灭火组合物的各组分及其含量优选为：
灭火材料：80质量％～90质量％，
添加剂：10质量％～20质量％。
本发明的灭火组合物可以采用制丸、模压、挤压等工艺成型为球状，片状，条状，块状，蜂窝状，并且可经过表面包覆处理。进行表面包覆处理时优选加入羟甲基纤维素或羟乙基纤维素作为表面包覆剂。该表面包覆剂可以改善组合物体系的表面光洁度，并提高其强度、耐磨性和抗震性，防止运输过程中灭火组合物发生粉化，掉渣并溢出灭火装置现象的出现。
下面通过实施例更具体的说明本发明的灭火组合物。
(五)具体实施方式
将下表中的灭火材料及添加剂制得的灭火组合物30g分别加入装有20gK型热气溶胶发生剂的灭火装置中，分别在1.0m3试验箱中实施分布火灭火试验，每组样品各测试3发，记录灭火数量和残留量；试验测试结果见表1。
对比例为分别将只装有20g市售常用S型气溶胶灭火剂或K型气溶胶灭火剂的灭火装置样品，在相同的1.0m3试验箱中实施分布火灭火试验，每组样品各测试3发，记录灭火数量和残留量，实验测试结果见表1。
表1各种组分成分比较和试验结果对比
上述表中的灭火情况是所进行的3次试验中最少一次的灭火个数，残留量为3次实验的平均值，通过上表试验数据可以看出，本发明的实施例1-7的灭火组合物在1.0m3试验箱中实施分布火灭火试验时灭火性能均优于对比例1和2，在残留量上也均小于对比例1和2。
实验方法是按照GA 499-2004中7.13的浓度分布试验方法，在1m3的实验箱中进行灭火试验，试验箱中共放置5个钢质试验罐，四个燃料罐分放置在实验空间的四角，两上两下交错放置，另外在挡板后实验空间底部再放置一燃料罐。燃料罐中加入正庚烷，底部以清水做垫层。
上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制发明。
Claims (14)
1.一种通过高温升华产生灭火物质的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火组合物包括在受热过程中能升华释放出具有灭火性能的物质的灭火材料，所述的灭火材料含量为至少80质量％；在使用时，以烟火类药剂为热力源和动力源，通过先点燃烟火类药剂，利用烟火类药剂燃烧的高温使灭火组合物产生出大量的灭火物质，随烟火类药剂一起喷出而达到灭火目的。
2.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火材料是熔点在100℃以上可升华产生灭火物质的化合物。
3.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述的烟火类药剂为烟火类气溶胶灭火剂。
4.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火材料为溴系灭火材料、氯系灭火材料、氮系及磷-氮系灭火材料或无机灭火材料。
5.根据权利要求4所述的灭火组合物，其特征在于：所述的溴系灭火材料为2，4，6-三溴苯基缩水甘油醚、四溴邻苯二甲酸二甲酯、五溴苄基溴、2，4，6-三溴苯基顺丁烯二酰亚胺或三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯。
6.根据权利要求4所述的灭火组合物，其特征在于：所述的氯系灭火材料为四氯邻苯二甲酸酐、六氯苯或六氯乙烷。
7.根据权利要求4所述的灭火组合物，其特征在于：所述的氮系及磷-氮系灭火材料为三聚氰胺或三聚氰酸。
8.根据权利要求4所述的灭火组合物，其特征在于：所述的无机灭火材料为红磷、二氧化锡或溴化铵。
9.根据权利要求1-3任一所述的灭火组合物，其特征在于：所述的化学物质还为二茂钴。
10.根据权利要求1-3任一所述的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火组合物还包括添加剂，添加剂的含量为小于等于20质量％。
11.根据权利要求4所述的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火组合物还包括添加剂，添加剂的含量为小于等于20质量％。
12.根据权利要求10所述的灭火组合物，其特征在于：所述的添加剂为硬脂酸盐、石墨、水溶性高聚物的复配溶液或其混合物。
13.根据权利要求11所述的灭火组合物，其特征在于：所述灭火组合物的各组分及其含量为：
灭火材料：80质量％～90质量％，
添加剂：10质量％～20质量％。
14.根据权利要求1所述的灭火组合物，其特征在于：所述的灭火组合物经表面包覆处理。
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