超薄片气溶胶灭火剂及其生产工艺

技术领域

本发明属于消防灭火技术领域，具体涉及一种超薄片气溶胶灭火剂及其生产工艺。

背景技术

气溶胶灭火剂由氧化剂、还原剂、粘合剂和其他添加剂组成，其将生成的气溶胶和灭火颗粒产生剂进行组合，通过气溶胶药剂生成灭火气体的热力和动力，使得灭火颗粒产生剂进行裂解，从而释放出有效的灭火颗粒，因此它在便携性、安全性和灭火性能方面都优于常规灭火器，其优越的性能成为目前应用最为广泛、最受关注的一类灭火剂。

现有的气溶胶灭火剂的生产方式普遍是将原料先进行预混合，然后强制造粒，将颗粒药干燥后再进行药柱压制，压制成的裸药剂成品再组装到各类装置中。这一类气溶胶灭火剂的生产过程中需要多次进行干燥处理，而且后续压制成型的裸药剂还需要人工进行组装，干料压制时的危险系数也相对较高，必须做好各类安全措施，生产成本较高。

发明内容

本发明提供一种超薄片气溶胶灭火剂及其生产工艺，其能够缩短生产工艺流程，且得到的超薄片强度好，易于脱模。

本发明的技术方案是，一种超薄片气溶胶灭火剂，其厚度在5±0.5mm，包括按重量百分数计的以下原料：55-75％的氧化剂、10-25％的还原剂和10-15％的粘合剂和5-8％的调节剂。

进一步地，所述氧化剂为硝酸钾、硝酸钠、硝酸锶、硝酸胍、硝酸镁及硝酸钡中的一种或多种

进一步地，所述还原剂为镁、碳、铝、铁、硝基胍、三聚氰胺、双氰胺、偶氮二甲酰胺及尿素中的一种或多种。

进一步地，所述粘合剂为水玻璃、羟丙基甲基纤维素、酚醛树脂、环氧树脂、虫胶、淀粉、山梨糖醇、葡萄糖、缩醛胶、糊精及橡胶中的一种或多种。

进一步地，调节剂为伊利石、绿泥石、沸石、钠长石中的一种或多种。

本发明还涉及所述超薄片气溶胶灭火剂的生产工艺，包括以下步骤：

S1、称取各原料并进行粉碎和筛分，将粉末状样品过筛进行筛分混合；

S2、将S1中的混合物料中加入分散剂进行混合分散处理，得到湿料；

S3、将湿料直接转移至超薄片壳体模具中，压制成型，脱模后进行干燥，即得超薄片气溶胶灭火剂。

进一步地，S1中筛分时，筛网为40-100目。

进一步地，S2中的分散剂为甲醇或乙醇；其加入量为粉状物料质量的5-12％。

进一步地，S3中干燥温度为40℃-60℃、干燥时的环境相对湿度为70％以下，干燥至物料中的挥发分含量≤1％。

本发明还涉及所述的超薄片气溶胶灭火剂在限制空间或狭缝灭火中的应用。

本发明具有以下有益效果：

与传统气溶胶灭火剂生产工艺相比，本发明的生产工艺简单易行，在原有生产工艺基础上进行了有效缩减，无需再单独进行造粒、干燥、二次造粒过程，使混合好的湿料能直接压制到超薄片模具中，生产成本降低，且制备的超薄片气溶胶灭火药剂能适用于各类场景，在安装空间小、狭缝多的场景尤为适用。

本发明的气溶胶灭火剂原料中加入了一定量的调节剂，其中存在的金属离子嵌入到片层结构之间，其层间距较小，层间作用力较大，在加入分散剂后由于其比表面积大、吸附力较强，能和粘合剂协同作用，小分子更容易进入调节剂的片层间，形成的插层结构硬度、韧性和稳定性有了显著提高。以解决现有片状药剂直接压制后强度差，易碎裂，难脱模的问题，通过加入少量的调节剂，很大提升了压制后药剂的强度和韧度，防止超薄片药剂在运输、生产、储存、使用过程中出现碎裂的现象，且对药剂的各项喷放性能无负向影响。本发明的生产工艺精简流程，提升产能和效率，节约降本。

附图说明

图1为传统气溶胶灭火剂的生产工艺流程图。

图2为本发明提供的超薄片气溶胶灭火剂的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1

制备500g小样气溶胶灭火剂，称取粉末状原料具体为：60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、18％粘合剂(酚醛树脂)和2％调节剂(伊利石)，用120目筛网筛分混合3次，加入总物料质量6％的乙醇作为分散剂，手动湿混至湿料无明显颗粒，将其直接转移到固定好的50g超薄片壳体模具中进行压制成型。将压制好的片状药剂在温度50℃、相对湿度70％以下的环境中干燥至挥发分含量≤1％，取压制后的超薄片药剂进行喷放测试，厚度控制在5mm±0.5mm，并于2m高处进行跌落测试。

实施例2

制备500g小样气溶胶灭火剂，称取粉末状原料60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、15％粘合剂(酚醛树脂)和5％调节剂(伊利石)，其余同实施例1。

实施例3

制备500g小样气溶胶灭火剂，称取粉末状原料60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、13％粘合剂(酚醛树脂)和7％调节剂(伊利石)，其余同实施例1。

实施例4

制备500g小样气溶胶灭火剂，称取粉末状原料60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、10％粘合剂(酚醛树脂)和10％调节剂(伊利石)，其余同实施例1。

以上实施例所得的样品依据XF/T 499.1中跌落试验和热气溶胶灭火剂发生剂的燃速试验要求进行测试，具体结果见下表1。

表1

上表数据中实施例体现了在同一氧化剂和还原剂份数下，不同粘合剂和调节剂的份数制备的气溶胶灭火剂的喷放测试和跌落测试结果，当调节剂含量在5％以下时，喷放时间正常，但有残渣喷出，无法通过跌落测试；当调节剂份数在5以上时，虽然跌落测试只产生了裂纹，但会对药剂燃烧性质产生明显负影响，故当调节剂比例份数为5时为最佳。

实施例5

制备10kg气溶胶灭火剂，称取60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、15％粘合剂(酚醛树脂)和5％调节剂(伊利石)，分别用粉碎机进行粉碎，将粉末状样品采用120目筛网过筛进行混合。将所有粉料转移至槽型混合机，并向其中加入总物料质量6％的乙醇作为分散剂，启动槽型混合机，使其形成均匀的湿料混合物，将湿料直接转移到固定好的50g超薄片壳体模具中进行压制成型。将压制好的片状药剂在温度40℃-60℃、相对湿度70％以下的环境中干燥至挥发分含量≤1％即为合格成品，记录生产用时，取压制后的超薄片药剂于2m高处进行跌落测试。

实施例6

制备10kg气溶胶灭火剂，称取62％氧化剂(硝酸锶)、23％还原剂(三聚氰胺)、10％粘合剂(酚醛树脂)和5％调节剂(伊利石)，其余同实施例5。

实施例7

7-1：以实施例6为基础，区别仅在于氧化剂为硝酸胍。

7-2：以实施例6为基础，区别仅在于还原剂为铝粉。

7-3：以实施例6为基础，区别仅在于还原剂为碳粉。

7-4：以实施例6为基础，区别仅在于粘合剂为水玻璃。

7-5：以实施例6为基础，区别仅在于粘合剂为羟丙基甲基纤维素。

7-6：以实施例6为基础，区别仅在于粘合剂为葡萄糖。

7-7：以实施例6为基础，区别仅在于氧化剂为硝酸胍，用量为67％，还原剂三聚氰胺的用量为18％。

以上实施例中，伊利石的主要成分为富钾的硅酸盐云母类粘土矿物(其中二氧化硅含量为63.2％，氧化铝含量10.5％，氧化铁含量5.1％，氧化钾含量2.6％)层间的金属离子恰好嵌入在片层之间,层间距小,层间作用力较大。

实施例8

8-1：以实施例6为基础，区别仅在于调节剂为钠长石(其中二氧化硅含量为30.3％，氧化铝含量为32.4％，氧化钠含量为11.5％，氧化铝含量为5.7％)。

8-2：以实施例6为基础，区别仅在于调节剂为绿泥石(其中二氧化硅含量为35.8％，氧化铁含量为21.2％，氧化铝含量为10.4％)。

8-3：以实施例6为基础，区别仅在于调节剂为沸石(其中氧化钠含量为51.7％，二氧化硅含量26.2％，氧化铝含量12.3％)。

对比例1

制备10kg气溶胶灭火剂，称取60％氧化剂(硝酸钾)、20％还原剂(双氰胺)、20％粘合剂(酚醛树脂)，分别用粉碎机进行粉碎，将粉末状样品采用120目筛网过筛进行混合。将所有粉料转移至槽型混合机，并向其中加入6％的乙醇作为分散剂，启动槽型混合机，使其形成均匀的湿料混合物，将湿料转移到卧式造粒机中，开启造粒机进行造粒，控制造粒机下料均匀，托盘每累计到一定高度即进行更换，将造粒完的湿颗粒散药转移至温度40℃-60℃、相对湿度70％以下的环境中干燥至挥发分含量≤1％即为合格，将干燥后的散药进行二次造粒，使结块的药剂分散，将二次造粒完的散药于50g柱状模具中进行压制成型，压制成型后的药柱再与装置进行组装，组装完成后即为成品使用，取压制后的超薄片药剂于2m高处进行跌落测试。

对比例2

制备10kg气溶胶灭火剂，称取60％氧化剂(硝酸锶)、20％还原剂(三聚氰胺)、20％粘合剂(酚醛树脂)，分别用粉碎机进行粉碎，将粉末状样品采用120目筛网过筛进行混合。将所有粉料转移至槽型混合机，并向其中加入6％的乙醇作为分散剂，启动槽型混合机，使其形成均匀的湿料混合物，分别将湿料用50g药柱模具进行压制。

对比例3

制备10kg气溶胶灭火剂，称取62％氧化剂(硝酸锶)、23％还原剂(三聚氰胺)、10％粘合剂(酚醛树脂)和5％调节剂(伊利石)，分别用粉碎机进行粉碎，将粉末状样品采用120目筛网过筛进行混合。将所有粉料转移至槽型混合机，并向其中加入6％的乙醇作为分散剂，启动槽型混合机，使其形成均匀的湿料混合物，将湿料用50g药柱模具进行压制。

对比例4

制备10kg气溶胶灭火剂，称取62％氧化剂(硝酸锶)、23％还原剂(三聚氰胺)、15％粘合剂(酚醛树脂)，分别用粉碎机进行粉碎，将粉末状样品采用120目筛网过筛进行混合。将所有粉料转移至槽型混合机，并向其中加入6％的乙醇作为分散剂，启动槽型混合机，使其形成均匀的湿料混合物，将湿料转移到卧式造粒机中，开启造粒机进行造粒，控制造粒机下料均匀，托盘每累计到一定高度即进行更换，将造粒完的湿颗粒散药转移至温度40℃-60℃、相对湿度70％以下的环境中干燥至挥发分含量≤1％即为合格，将干燥后的散药进行二次造粒，使结块的药剂分散，将二次造粒完的散药于50g柱状模具中进行压制成型，压制成型后的药柱再与装置进行组装，组装完成后即为成品使用，取压制后的超薄片药剂于2m高处进行跌落测试。

实施例5～8及对比例中的样品依据XF/T 499.1中跌落试验要求进行测试，具体结果见下表2。

表2

上表数据中实施例和对比例同仪器设备条件下制备的10kg气溶胶灭火剂的生产用时，实施例所用生产时间大大缩减，而实施例中不同的气溶胶药剂配方用本生产工艺均能实现正常生产。由于模具结构限制，圆柱状模具相对于超薄片模具在湿料状态下很难压制、无法完整进行脱模，调节剂的加入使得生产过程中的湿料粘性作用力降低，脱模过程有了一定改善，从而使得采取超薄片模具进行压制时无异常阻力、脱模过程流畅。同时，增加少量调节剂能在一定程度上提升超薄片气溶胶灭火剂的强度，替代部分粘合剂的粘结作用条件，提升了药剂的强度和韧度，防止超薄片药剂在运输、生产、储存、使用过程中出现碎裂的现象，有效实现了气溶胶灭火剂生产工艺流程的优化。

上述实施例只为说明本发明的技术思路和特点，所述内容仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此。在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等效变化或改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。