CN112642089B - 一种全氟己酮灭火弹及其制备方法 - Google Patents

一种全氟己酮灭火弹及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全氟己酮灭火弹及其制备方法，弹芯98.2～98.8％，灭火弹外壳1.2～1.8％，以上组分的质量百分比之和为100％，灭火弹外壳由灭火弹外壳前驱液干燥而得，灭火弹外壳前驱液按质量比由以下组分组成，明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水＝1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5，弹芯按质量比由以下组分组成，全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1～1.7：0.01～0.03。本发明制备的灭火弹有效地将常温液态全氟己酮转化为固态负载。

Description

一种全氟己酮灭火弹及其制备方法
技术领域
本发明属于灭火剂应用技术领域，涉及一种全氟己酮灭火弹，还涉及上述灭火弹的制备方法。
背景技术
近两年投掷式的灭火弹、灭火球等微小型灭火设备呈现出广泛推广及使用趋势。但由于其所采用不同的灭火介质具有不同的弊端如不能适用于所有场所、对人体呼吸道感染及造成环境污染等等。全氟己酮近年来作为替代产品的洁净化学气体灭火剂由于其具有高效、清洁、环保等诸多优点而备受瞩目。全氟己酮灭火剂标准大气压下的沸点为48℃左右，凝固点为-108℃，绝缘强度≥110kv，在常温常压下呈液态，可局部应用或全淹没灭火，灭火浓度仅为4-6％，可扑灭A、B、C、E、F类火灾，可安全适用于有人场所，灭火后无残留，全氟己酮灭火剂臭氧损耗潜能值为0，温室效应值为1，保证了灭火介质使用时和使用后的安全性和环保性。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种全氟己酮灭火弹，解决了现有技术中存在的灭火弹适用范围受局限的问题。
本发明的第二个目的是提供上述一种全氟己酮灭火弹的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种全氟己酮灭火弹，按照质量百分比由以下组分组成：弹芯98.2～98.8％，灭火弹外壳1.2～1.8％，以上组分的质量百分比之和为100％，灭火弹外壳由灭火弹外壳前驱液干燥而得，灭火弹外壳前驱液按质量比由以下组分组成，明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水＝1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5，弹芯按质量比由以下组分组成，全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1～1.7：0.01～0.03。
本发明所采用第一种技术方案的特点还在于，
灭火弹大小为0.3～1.2cm3。
明胶可替换为卡拉胶、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇或丙烯酸树脂Ⅳ号中任一种。
玻璃微珠的粒径为10～250μm。
本发明所采用第二种技术方案为：一种全氟己酮灭火弹的制备方法，具体操作步骤如下：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比为1：1.1～1.7：0.01～0.03称取并混合形成固态弹芯物；
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5称取，将山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加水溶解至溶液澄清，加入明胶，封口，放入暗处溶胀10～24h，40～70℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，得到灭火弹外壳前驱液；
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1～3s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于35～45℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹。
本发明所采用第二种技术方案的特点还在于，
步骤2中加入甘油后等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20～40min得到胶液，胶液黏度为2700～3200MPa·s。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种全氟己酮灭火弹，这种灭火弹有效地将常温液态全氟己酮转化为固态负载。灭火弹在应用时抛入火源，受热后在崩解剂的作用下快速释放全氟己酮，迅速降低灭火区域温度且不对灭火区域产生有害影响。全氟己酮自身的安全性和环保型保证了其可有效应对固体、液体、气体等各类型火灾。
附图说明
图1是本发明全氟己酮灭火弹与市面其他灭火材料的灭火时间对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种全氟己酮灭火弹，按照质量百分比由以下组分组成：弹芯为98.2～98.8％，灭火弹外壳为1.2～1.8％，以上组分的质量百分比之和为100％，灭火弹大小为0.3～1.2cm3。灭火弹外壳由灭火弹外壳前驱液干燥而得，灭火弹外壳前驱液按质量比由以下组分组成，明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水＝1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5。弹芯按质量比由以下组分组成，全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1～1.7：0.01～0.03。
本发明一种全氟己酮灭火弹的制备方法，具体按照以下步骤进行：
步骤1，弹芯的制备：称取处方量的弹芯组分，将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1～1.7：0.01～0.03混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5称取，将山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加水溶解至溶液澄清，加入明胶，封口，放入暗处溶胀10～24h，40～70℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20～40min除气泡，胶液黏度为2700～3200MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1～3s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体浸放置于35～45℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹。
明胶可被卡拉胶、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇或丙烯酸树脂Ⅳ号代替。
本发明的发明点在于玻璃微珠粒度为10～250μm，粒径为10～250μm的玻璃微珠具备质轻、低导热、高强度、电绝缘性和热稳定性的特点；滑石粉熔点高，可提高被填充物的阻燃性能，有效减少被填充物的收缩率；本发明在灭火弹外壳中加入玻璃微珠和滑石粉作为崩解剂可有效地保证了弹芯包含地全氟己酮在受热后迅速分散在灭火区域。
本发明提供一种全氟己酮灭火弹，这种灭火弹有效地将常温液态全氟己酮转化为固态负载。灭火弹在应用时抛入火源，受热后在滑石粉和玻璃微珠的崩解作用下快速释放全氟己酮，迅速降低灭火区域温度且不对灭火区域产生有害影响。全氟己酮自身的安全性和环保性保证了其可有效应对固体、液体、气体等各类型火灾。
灭火时间测试：
选择市面上销售的消防沙、高压水枪、液态全氟己酮以及本申请制备的灭火弹进行灭火时间对比，对比结果如图1所示，在应对1m3的初期固态火灾中，本发明在相同灭火条件下所需的灭火时间小于采用市场现有灭火方式所需的灭火时间。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1：0.01称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：按照明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水＝1：0.4：0.2：0.03：0.4：0.01：0.01：0.3的质量比称取，将山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀10h，40℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20min除气泡，胶液黏度为2700MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于35℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，灭火弹中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.8％：1.2％，灭火弹大小为0.3cm3。
实施例2
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.7：0.03称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水＝1：0.6：0.3：0.07：0.6：0.02：0.02：0.5的质量比称取，将山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀24h，70℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理40min除气泡，胶液黏度为3200MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中3s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于45℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.2％：1.8％，灭火弹大小为1.2cm3。
实施例3：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.5：0.02称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.5：0.25：0.04：0.4：0.015：0.015：0.4称取，取山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀15h，50℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理30min除气泡，胶液黏度为2900MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中2s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于40℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.5％：1.5％，灭火弹大小为0.7cm3。
实施例4：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1：0.01称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将卡拉胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.4：0.2：0.03：0.4：0.01：0.01：0.3称取，取山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀10h，40℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20min除气泡，胶液黏度为2700MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于35℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.8％：1.2％，灭火弹大小为0.3cm3。
实施例5：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.7：0.03称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将羟丙基甲基纤维素：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.6：0.3：0.07：0.6：0.02：0.02：0.5称取，取山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀24h，70℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理40min除气泡，胶液黏度为3200MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中3s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于45℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹质量百分比为98.2％：1.8％，灭火弹大小为1.2cm3。
实施例6：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.5：0.02称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将聚乙烯醇：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.5：0.25：0.04：0.4：0.015：0.015：0.4称取，取山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀15h，50℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理30min除气泡，胶液黏度为2900MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中2s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于40℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.8％：1.2％，灭火弹大小为0.7cm3。
实施例7：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1：0.01称取并混合形成固态弹芯物。
步骤2，灭火弹外壳前驱液的制备：将丙烯酸树脂Ⅳ号：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.4：0.2：0.03：0.4：0.01：0.01：0.3称取，取山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加处方量水溶解至溶液澄清，加入称量好的明胶，使明胶与溶液成分接触，封口，放入暗处，溶胀10h，40℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20min除气泡，胶液黏度为2700MPa·s。
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于35℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹，其中弹芯与灭火弹外壳质量百分比为98.8％：1.2％，灭火弹大小为0.3cm3。
案例：
西安市张某长期从事贴皮板材工作，将本实施例3所得全氟己酮灭火弹镶嵌入贴皮颗粒板材中，形成阻燃板，有效地起到了阻燃作用。
近两年来兴起的灭火弹等小型灭火设备适用范围受局限，本发明利用全氟己酮灭火后去残留，可安全适用于有人场所的特点，提供了一种全氟己酮灭火弹的制备方法和应用方法，通过固态化负载全氟己酮液体制备的灭火弹在置于灭火区域后，全氟己酮受热在滑石粉和玻璃微珠的崩解作用下快速释放，迅速降低灭火区域温度且不对灭火区域产生有害影响，全氟己酮自身的安全性和环保性保证了其可有效应对固体、液体、气体等各类型火灾。

Claims (5)

1.一种全氟己酮灭火弹，其特征在于，所述灭火弹按照质量百分比由以下组分组成：弹芯98.2～98.8%，灭火弹外壳1.2～1.8%，以上组分的质量百分比之和为100%，所述灭火弹外壳由灭火弹外壳前驱液干燥而得，所述灭火弹外壳前驱液按质量比由以下组分组成，明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水=1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07： 0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5，所述弹芯按质量比由以下组分组成，全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比1：1.1～1.7：0.01～0.03；
所述玻璃微珠的粒径为10~250 mm。
2.根据权利要求1所述的一种全氟己酮灭火弹，其特征在于，所述灭火弹大小为0.3~1.2cm3。
3.根据权利要求1所述的一种全氟己酮灭火弹，其特征在于，所述明胶可替换为卡拉胶、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇或丙烯酸树脂Ⅳ号中任一种。
4.根据权利要求1所述的一种全氟己酮灭火弹的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
步骤1，弹芯的制备：将全氟己酮：二氧化硅微粉：水按照质量比为1：1.1～1.7：0.01～0.03称取并混合形成固态弹芯物；
步骤2，灭火弹外壳的制备：将明胶：甘油：山梨醇：PEG400：羟丙基淀粉：滑石粉：玻璃微珠：水按照质量比为1：0.4～0.6：0.2～0.3：0.03～0.07：0.4～0.6：0.01～0.02：0.01～0.02：0.3～0.5称取，将山梨醇、PEG400、羟丙基淀粉、滑石粉和玻璃微珠加水溶解至溶液澄清，加入明胶，封口，放入暗处溶胀10～24h，40～70℃加热搅拌溶解，趁热加入甘油，得到灭火弹外壳前驱液；
步骤3，将步骤1制得的弹芯物浸没在步骤2制得的灭火弹外壳前驱液中1～3s，取出得到灭火弹前驱体；
步骤4，将步骤3制得的前驱体放置于35～45℃热风环境中硬化，制备得到全氟己酮灭火弹。
5.根据权利要求4所述的一种全氟己酮灭火弹的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加入甘油后等到混合物具有一定流动性后进行超声处理20～40min得到胶液，所述胶液黏度为2700～3200 MPa·s。
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