專利名稱：適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于滅火組合物技術領域，涉及一種適用于相對封閉空間撲滅A、B類火災的氣溶膠滅火組合物，特別是涉及一種適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物。
背景技術：
自90年代以來出現(xiàn)的氣溶膠滅火技術，是一種基于氧化劑與燃料之間產生的劇烈氧化還原反應，通過產生的活性抑制劑的化學反應，摧毀火焰中的自由基團燃燒鏈式反應的滅火技術，它因為具有無毒、無腐蝕、不導電、容積效率高，貯存周期長、全淹沒、全方位滅火等特點而備受矚目，從上世紀末到目前的十多年間，氣溶膠技術得到了迅猛的發(fā)展，相關專利層出不窮。氣溶膠滅火技術主要有3種 熱氣溶膠滅火技術、冷氣溶膠滅火技術和細水霧滅火技術。其中熱氣溶膠滅火技術包括基于煙火藥類熱氣溶膠滅火技術和水基類熱氣溶膠滅火技術。目前的絕大多數(shù)煙火藥類熱氣溶膠滅火技術是基于氧化劑、燃燒劑、粘合劑和燃燒速度調節(jié)劑組成的固體物質的煙火藥類滅火劑。煙火藥類熱氣溶膠滅火劑作為一種哈龍?zhí)娲?，具有滅火效率高，滅火設備構造簡單，無需耐壓容器，滅火裝置可模塊化組合，可在常溫常壓下存放，維護方便，滅火劑儲存期長，成本低廉，臭氧消耗值ODP＝0，且溫室效應值GWP較低，性/價比明顯優(yōu)于其它類型的滅火劑，有利于進入市場，推進哈龍?zhí)娲媱澋膶嵤?br> 在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術中，在煙火藥類熱氣溶膠滅火劑中氧化劑的選擇上，硝酸類堿金屬鹽，尤其是硝酸鉀，因為能夠滿足成分選擇原則的大部分要求而被絕大多數(shù)煙火藥類熱氣溶膠滅火技術作為氧化劑的首選，其中，以單組分硝酸鉀作為氧化劑的氣溶膠滅火組合物的現(xiàn)有技術中，出現(xiàn)最多的是以俄羅斯系列專利群為代表的熱氣溶膠滅火劑技術，如RU2230726、RU2184587、RU2214848、RU2150310、RU2108124、RU2091106、RU2076761、RU2151135、RU2116095、RU2006239、RU2022589等專利，以及WO0158530、WO9733653、WO9423800、US5831209、US6042664、US6264772、US5573555、US6116348等世界其它各國的專利；其次是以硝酸鉀和/或高氯酸鉀為主和/或其它堿金屬、堿土金屬的硝酸鹽、碳酸鹽為輔的雙組分或多組分氧化劑為選擇對象的的氣溶膠滅火組合物，如CA2250325、DE19915352、UA7773、EP0561035、WO2005023370、RU2157271、RU2098156、US20020121622、US5423385、US5492180、US5425426、US6277296等世界各國專利。在可燃劑的選擇上，能夠滿足成分選擇原則的物質范圍比較寬，一般是在滿足負氧平衡設計的前提下選擇符合要求的有機或無機可燃劑，如RU218458、RU2214848、US20010011567、US6264772、RU2157271、RU2050878、US5831209、WO9733653、EP0561035等專利中所公布的的可燃物等等。作為水基類熱氣溶膠滅火劑技術，其氧化劑、可燃劑的選擇多以滿足高氧平衡設計的前提下選擇可以產生氣體、水分和金屬固體微粒的硝酸銨、高氯酸銨、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸胍等組分，如US6277296、US6093269、US6045726、US6019861、US5613562等項專利所披露的內容。
上述這些熱氣溶膠滅火專利技術，都以其高效滅火、價格低廉、維護方便等特點成為近年來看好的滅火熱門產品之一。然而，隨著實際產品的市場化應用和研制工作的深入開展，上述現(xiàn)有技術和產品逐漸暴露出了許多問題，近期大量的應用實踐和研究工作表明，以硝酸鉀為主的單組分或多組分氧化劑的滅火劑在取得高效滅火的同時，產生的氫氧化鉀強堿性導電物質也帶來了對被保護空間和物體的二次損害問題，尤其是水基類熱氣溶膠滅火劑，所產生的水分與金屬氧化物更容易形成強堿性導電物質，對于儀表間、控制間、發(fā)電機房、電池柜、通訊基站、變壓器站的火災，往往會造成撲滅火之后普通電器設備也被損壞或腐蝕的無法彌補的后果，而且，所產生的一氧化二氮若不能被很快分解，還會對人產生神經毒性。根據(jù)這一現(xiàn)狀，一些研究部門和生產廠商近年來也相繼推出了能夠兼顧滅火效率和二次損害問題的熱氣溶膠滅火技術方案，如CN200510105449號專利申請公布了以硝酸鍶為唯一氧化劑的氣溶膠滅火劑的技術方案，該技術方案最大的問題是雖然某種程度上降低了對普通電器設備的二次損害程度，但同時也很大程度上降低了滅火劑的滅火效能。US5613562、US5609210號專利中的滅火組合物中采用了硝酸鍶為氧化劑，其主要作用是作為動力源將第二種含碳氟鍵、碳氫氟鍵的滅火液體氣化后噴射到火場，而產生的氫氟酸不僅有劇毒，而且腐蝕性大，屬于水基熱氣溶膠技術。US6019861號專利中的滅火組合物中雖然也有硝酸鉀、硝酸鍶的成分，但只是作為添加劑或輔助氧化劑，其主要氧化劑是必須經過相穩(wěn)定處理的硝酸銨，且主要用途是為了提供高質量的膨脹性氣體，用于滅火技術中雖然具有較低溫度的優(yōu)點，但同時也影響了燃燒速度和產氣速度。US6093269專利中提供了一種高氧平衡的煙火氣體發(fā)生劑，其中的高濃度硝酸鍶的作用是維持氧/燃的中性平衡，主要是用于汽車、槍推進器、膨脹裝置、安全氣囊的推進劑組合物中。
與本發(fā)明技術主題較為接近的現(xiàn)有技術CN1739820A、CN1150952C、CN1222331C中，CN1150952C和CN1222331C是本申請的發(fā)明人的在先申請專利技術，該兩項技術的不足之處在于，在兼顧滅火效能與對電器設備腐蝕性問題上，沒有按照電氣設備對絕緣性的要求進行分門別類的設計，因為不同類別的電氣設備對不同危險的靜電積聚或酸堿性腐蝕引起的絕緣電阻值下降有不同的承受能力，例如對于發(fā)電機、電動機、高、低壓電器、電網(wǎng)、電纜等強電類電氣裝置，一般要求其絕緣電阻≥1MΩ至＜20MΩ(可參見中華人民共和國電力行業(yè)系列標準，例如DL/T5161.7-2002《(電氣裝置安裝工程質量檢驗及評定規(guī)程(旋轉電機施工質量檢驗)》等；對于通訊、計算機、車輛電器裝置、醫(yī)療電氣設備等普通電器設備，一般要求其絕緣電阻≥20至＜100MΩ(可參見中華人民共和國電子行業(yè)系列標準，中華人民共和國通訊行業(yè)系列標準，中華人民共和國計算機行業(yè)系列標準，例如GB6649-86《半導體集成電路總規(guī)范》、IPC9201《表面絕緣電阻手冊》等；對于儀器儀表及所采用的基板、印刷電路板等精密電器設備，一般要求其絕緣電阻≥100MΩ(可參見中華人民共和國電子行業(yè)系列標準，國際印刷電路行業(yè)系列標準等，例如IPC-CC-830B《印刷版組裝電器絕緣性能和質量手冊》、GB4793《電子測量儀器安全要求》、GJB1717-93《通用印刷電路板連接器總規(guī)范》等；由于不同的電器設備對絕緣電阻的要求不同，而采用同一種配方的針對電器設備的滅火組合物，在滅火效能和成本造價上都有不適當?shù)膯栴}存在。因此，包括本發(fā)明的在先專利在內，其藥劑中的組分及其含量設計不夠完善，某些技術特性參數(shù)需要改進。在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術中，除上述幾項技術之外，尚未發(fā)現(xiàn)可以防止和減少對電器設備二次損害，同時不降低滅火效能的氣溶膠滅火組合物的專門技術問世。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種較現(xiàn)有對比技術更加合理的，環(huán)境友好的，適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物。
近年來對熱氣溶膠滅火技術的深入研究表明，滅火濃度取決于滅火藥劑的質量以及藥劑成分本身固有的物理化學特性。滅火劑的燃速又與氧平衡的設計、氧化劑、可燃劑的選擇等因素有關。為了達到本發(fā)明目的，必須從幾個方面進行更為深入的工作，(1)在充分考慮點火性、安全性和化學兼容的前提下設計滅火能力；(2)在負氧平衡的設計原則下，采用非完全鉀鹽氧化劑設計；(3)組合物的成分盡可能簡化，避免產生不必要的有害物質。
本發(fā)明在經過多次的氧化劑、可燃劑的篩選、燃燒反應速度調整試驗、滅火氣溶膠殘渣量試驗、冷卻技術試驗、滅火劑微粉技術試驗、固體微粒吸濕性絕緣性試驗等，最終確定了本發(fā)明適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物技術方案。
本發(fā)明適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，包含氧化劑、可燃劑、黏合劑、添加劑，其特征在于滅火組合物中的氧化劑為鉀鹽氧化劑和鍶鹽氧化劑的混合物；可燃劑為硝酸胍、氨基硝酸胍、硝酸三氨基胍、硝酸二氨基胍中的一種或多種的組合；添加劑為鋁粉、鎂粉、碳粉、碳酸鎂、碳酸鈣、鉀長石中的一種或多種的組合；粘合劑為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂中一種或多種的組合；滅火組合物中各組份的質量百分含量為
鉀鹽氧化劑大于或等于20％至小于35％鍶鹽氧化劑大于或等于30％至小于48％可燃劑10％～25％；添加劑2％～10％；粘合劑2％～10％。
所述的鍶鹽可為硝酸鍶、偏硅酸鍶、偏磷酸鍶、碘化鍶、鎢酸鍶、高錳酸鍶、硒酸鍶中的一種或2～3種的組合；所述的鉀鹽可為硝酸鉀、高氯酸鉀、碳酸鉀、亞硝酸鉀、二鉻酸鉀、檸檬酸鉀中的一種或2～3種的組合，還可由重碳酸鈉、硝酸鈉、高氯酸鈉、硝酸胺、硝酸鎂、高氯酸銨、硝酸鋇、硝酸銫中的一種或多種組合部分或全部替代；所述的可燃劑還可為五氨基四唑及其鹽、雙四唑及其鹽、重氮氨基四唑及其鹽、重氨四唑二聚物及其鹽中的一種或多種的組合； 所述的添加劑還可為鄰苯二酚硼酸鉀及其鹽、羥基苯甲酸及其鹽、安息香酸及其鹽、棕櫚酸及其鹽、硝酸銨、高氯酸鉀、氯化鉀、氧化銅、氧化鐵、酞菁銅、鐵氰化鉀、六亞甲基四胺中的一種或多種的組合；所述的黏合劑還可為聚四氟乙烯、乙烯聚合物、硝化纖維素、三醛酸甘油酯、多乙烯乙酸酯、密胺樹脂中一種或多種的組合；所述的氧化劑、可燃劑、添加劑、黏合劑顆粒的最大平均直徑50μm以下。所述的氣溶膠滅火組合物用于撲滅具有精密電器設備滅火空間的火災后，其強電類電器設備的絕緣電阻≥1MΩ至＜20MΩ。
本發(fā)明通過對氧化劑、可燃劑、粘合劑、添加劑組分和配比的反復篩選、試驗，所確定的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物技術方案，經多次試驗證明，滅火后普通電器設備的絕緣電阻均≥1MΩ，符合國家相關標準規(guī)定。同現(xiàn)有技術相比，不僅達到了本發(fā)明的滅火后不對強電類電器設備造成二次損害之目的，同時保證了應有的滅火效能，是新一代有針對性地專用高效氣溶膠滅火組合物。
具體實施例方式
根據(jù)上述設計和選擇以及大量的試驗驗證，本發(fā)明適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物以下幾類是具有代表性的配方


注氣溶膠滅火劑沉降物絕緣電阻測定，是按照GB499.1-2007.10.2條進行試驗。試驗設備包括試驗箱1M3，(1×1×m)，測量范圍為0.1MΩ-500 MΩ的高阻劑、培養(yǎng)皿、精密天平和氣溶膠發(fā)生器。
試驗板為100×100×1mm的白色PVC試樣板，用壓力機將100g氣溶膠發(fā)生劑以5Mpa的壓力下壓入直徑為40mm、高為100mm的藥筒內，裝入電啟動器，然后將藥筒裝入小型發(fā)生器中，發(fā)生器內不加冷卻劑。
試驗時，用鑷子將清洗干凈的試板放于培養(yǎng)皿內，培養(yǎng)皿平放于試驗箱中央的250mm高試驗架上。
將發(fā)生器置于試驗箱一角，噴口背對試板，連接啟動線，封閉試驗箱門，啟動裝置同時秒表計時，20min后取出裝有試板的培養(yǎng)皿，將其放入溫度35℃、濕度90％的恒溫恒濕箱，保持30min，取出試板立即進行電阻測量。
權利要求
1.適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，包含氧化劑、可燃劑、黏合劑、添加劑，其特征在于滅火組合物中的氧化劑為鉀鹽氧化劑和鍶鹽氧化劑的混合物；可燃劑為硝酸胍、氨基硝酸胍、硝酸三氨基胍、硝酸二氨基胍中的一種或多種的組合；添加劑為鋁粉、鎂粉、碳粉、碳酸鎂、碳酸鈣、鉀長石中的一種或多種的組合；粘合劑為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂中一種或多種的組合；滅火組合物中各組份的質量百分含量為鉀鹽氧化劑大于或等于20％至小于35％鍶鹽氧化劑大于或等于30％至小于48％可燃劑10％～25％；添加劑2％～10％；粘合劑2％～10％。
2.根據(jù)權利要求1所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的鍶鹽可為硝酸鍶、偏硅酸鍶、焦磷酸鍶、碘化鍶、鎢酸鍶、高錳酸鍶、硒酸鍶中的一種或2～3種的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的鉀鹽可為硝酸鉀、高氯酸鉀、碳酸鉀、亞硝酸鉀、二鉻酸鉀、檸檬酸鉀中的一種或2～3種組合。
4.根據(jù)權利要求1至3任一所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的鉀鹽氧化劑還可由重碳酸鈉、硝酸鈉、高氯酸鈉、硝酸胺、高氯酸銨、硝酸鋇、硝酸銫中的一種或多種的組合部分或全部替代。
5.根據(jù)權利要求1至3任一所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的可燃劑還可為五氨基四唑及其鹽、雙四唑及其鹽、重氮氨基四唑及其鹽、重氨四唑二聚物及其鹽中的一種或多種的組合。
6.根據(jù)權利要求1至3任一所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的添加劑還可為鄰苯二酚硼酸鉀及其鹽、羥基苯甲酸及其鹽、安息香酸及其鹽、棕櫚酸及其鹽、硝酸銨、高氯酸鉀、氯化鉀、氧化銅、氧化鐵、酞菁銅、鐵氰化鉀、六亞甲基四胺中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權利要求1至3任一所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的黏合劑還可為聚四氟乙烯、乙烯聚合物、硝化纖維素、三醛酸甘油酯、多乙烯乙酸酯、密胺樹脂中一種或多種的組合。
8.根據(jù)根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于所述的氧化劑、可燃劑、黏合劑、添加劑的顆粒最大平均直徑在50μm以內。
9.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于該類氣溶膠滅火組合物用于撲滅具有強電類電器設備滅火空間的火災后，其強電類電器設備的絕緣電阻≥1MΩ至＜20MΩ。
10.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于優(yōu)選的組合物可為硝酸鉀21％～35％硝酸鍶30％～47％硝基胍10～25％鋁粉2％～10％酚醛樹脂2％～1％。
11.根據(jù)權利要求7任一所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于優(yōu)選的組合物還可為重碳酸鉀21％～35％偏硅酸鍶30％～47％重氮氨基四唑及其鹽10-25％棕櫚酸及其鹽2％～10％環(huán)氧樹脂2％～10％。
12.根據(jù)權利要求1、2、3、5、6、7所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于優(yōu)選的組合物還可為碳酸鉀21％～35％焦磷酸鍶30％～47％硝基胍10～25％安息香酸2％～10％聚四氟乙烯2％～10％。
13.根據(jù)權利要求1、2、3、5、6、7所述的適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物，其特征在于優(yōu)選的組合物還可為亞硝酸鉀21％～35％碘化鍶30％～47％五氨基四唑及其鹽10～25％鋁粉2％～10％環(huán)氧樹脂2％～10％。
全文摘要
本發(fā)明特別涉及一類適用于強電類電器設備的氣溶膠滅火組合物。該類組合物的特征在于氧化劑為鉀鹽和鍶鹽的混合物，且以鉀鹽氧化劑大于或等于20質量％至小于35質量％，鍶鹽氧化劑大于或等于30質量％至小于48質量％為最佳選擇；可燃劑可為胍類、唑類及其鹽中的一種或多種的組合；添加劑可為金屬粉類、金屬氧化物類、碳粉類、無機鹽類、有機酸及其鹽中的一種或多種的組合；黏合劑可為樹脂類、纖維素類、酯類、聚合物類中的一種或多種的組合；所有組分顆粒平均直徑在50μm以下；對具有強電類電器設備的滅火空間滅火后，本發(fā)明滅火組合物可以保證其絕緣電阻≥1MΩ至＜20MΩ，提供了一種較現(xiàn)有技術更加合理、環(huán)境友好、適用于精密電器設備的氣溶膠滅火組合物。
文檔編號A62C3/00GK101088579SQ200710018218
公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月10日 優(yōu)先權日2007年7月10日
發(fā)明者郭鴻寶, 張贊鋒 申請人:陜西堅瑞化工有限責任公司