一种氧化物和氢氧化物溶胶凝胶灭火剂制造技术

一种新型高效（氢）氧化物溶胶凝胶灭火剂，是由金属的氧化物或氢氧化物，用分散法或化学法的方式制备成的（氢）氧化物水性灭火剂溶胶。可以是一种或一种以上之（氢）氧化物以任何比例混合之水性灭火溶胶；可加入一些盐、表面活性剂以增加其灭火性能。其（氢）氧化物水性灭火剂溶胶所制成的微粒粉体，亦可用到干粉灭火剂中、清水灭火系统、水喷雾防火系统、细水雾系统、水膜泡沫灭火系统等消防体系中用作灭火剂添加剂，环保无毒高效，可切断燃烧链（抑制燃烧链），又节约水能，可广泛用到各消防领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于消防
，涉及一种灭火剂及其应用，尤其是一种高效(氢)氧化物水性溶胶凝胶灭火剂及其应用。
技术介绍
火灾是当今社会频发的灾难，往往造成生命财产的巨大损失。如何迅速扑灭火灾，尽量挽救生命，减少经济损失，已经成为百姓和政府非常关注的事情。常见的灭火剂一般是水灭火剂、泡沫灭火剂、干粉灭火剂、气溶胶灭火剂、水雾灭火剂等，而且每一类又可细分为多项。但不管种类有何不同，其原理都是隔离助燃剂、降低燃火点、切断燃烧链(抑制燃烧链)等。一般地说，像泡沫灭火剂、干粉灭火剂等主要用于公用场合、实验室、工厂等简易的灭火器中，起到在着火初期就迅速扑灭火源，以防止火势的进一步扩大的作用。然而，在大面积的火灾中，大都采用清水为灭火剂；对于一些密闭的如船只、飞机等无法进行人员疏散的环境里面，一般采用水雾消防系统和哈龙(Halons)消防系统进行灭火，而其它的灭火剂往往存在一些毒性，甚至是高毒性而受到了极大的限制。水灭火是一种古老而又使用范围广泛的天然灭火剂，易于获取和储存，在消防领域的一直扮演着重要角色。然而从水灭火的机理上，我们不难看到，与其它的灭火剂相比，水灭火存在着明显的缺陷，例如水对于易燃的有机液体和气体，不能起到迅速灭火的效果；灭火时需要大量的水，经常对一些物品造成损害，针对该缺点，有人开发了如高分子水性吸水树脂灭火剂等新型灭火剂专利，如CN200410015909.0；而且，水对有些火灾有着很大的局限性，甚至有时起到推波助澜的作用。因此，由哈龙公司专利技术的卤代烃切断燃烧链(抑制燃烧链)的灭火剂进入了人们的视野，并且迅速成为消防领域的重要武器和有力武器，而广泛的用到各个领域。可是，随着科技日新月异的发展及对环境保护议题的日益重视，消防灭火系统也必须要符合环保的需要。研究证实，氟氯化合物及其它化合物会加速臭氧转化成氧气的速度，换言之，大气中的臭氧层厚度正逐渐的降低。臭氧的功用不只能过滤掉破坏地球动、植物生命的激烈太阳辐射热，并可调节地球温度。在1987年，由美国及全球各大工业国家所签署的蒙特娄公约(MotrealProtocol)中规范了氟氯化合物的生产及使用量并限制其制造以保护位于同温层的臭氧。所以，出现了只有10几年的卤代烃灭火剂不得不淡出消防领域。现在，就哈龙灭火剂存在着三方面的改良其一是加入催化剂，如CN1097347A，CN90106745.8中所述使哈龙灭火剂中卤代烃灭火时分解成不影响臭氧层的物质，但目前还没有看到这样的催化剂用于消防领域。其二是扬弃哈龙灭火剂，取其合理的切断燃烧链的机理，全新开发出“洁净气体”替代哈龙卤代烃气体，如采用空气中的惰性气体，氟碘烃系统等。其三是抛弃哈龙灭火系统，开发出全新的灭火系统，如细水雾系统，气溶胶系统等。然而，无论哪一种灭火系统都没有像哈龙灭火系统那样普遍的被人们接受。基于此，开发出一种可以应用到任何水体系灭火剂、水雾体系、泡沫灭火剂等安全、无毒、对环境几乎无影响的水相环保的绿色灭火剂，而且可以用于密闭或半密闭空间，如船舶、飞机、内燃机、汽车等的灭火，也可以用于较为开放的空间，如用于扑灭石油或天然气的火灾等的水相环保高效的哈龙灭火剂的替代品成为一种需求。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种新型高效(氢)氧化物水性溶胶凝胶灭火剂，应用它灭火，即能具有切断燃烧链(抑制燃烧链)，又能起到节水作用，还能用于密闭半密闭的空间，如地下铁路的灭火系统、船舶的灭火系统、工厂尤其是一些电气设备的厂房或变电所、实验室等，也可以用于较为开放的空间，如用于扑灭石油或天然气的火灾等，还可以用于常规火灾中的无污染的消防领域。一般说来，火灾中“火”其实是一种发生强烈的化学反应的一种现象。对于普通意义上的火灾，主要是由碳、氢等元素组成的化合物与氧气发生的化学反应。但不管什么，火灾的发生是由于不稳定燃烧的结果，因此包含四个主要因素，即燃烧物、助燃物(一般为氧气)、着火点和燃烧链。所以消除火灾，只要抑制住其中的任何一个要素，就能够达到效果。当然，如果同时抑制多个因素，对快速灭火，就能更大限度地减少人们生命财产安全的损失。本专利技术的(氢)氧化物溶胶凝胶灭火剂因其是水体系，其灭火机理之一包含窒息和冷却的作用，即每千克水自常温加热至沸点并完全蒸发汽化，可以吸收2593.4KJ的热量。因此，它利用自身吸收显热和潜热的能力发挥冷却灭火作用，是其它灭火剂所无法比拟的。而(氢)氧化物溶胶凝胶是水与(氢)氧化物形成复杂的物理和化学作用，是二者相互作用的结果，所以除了需要水相变的2593.4KJ/Kg的热量外，还需要破坏这个物理的和化学的键力，这是纯粹的清水灭火剂不能比拟的。当然，水被汽化后形成的水蒸气为惰性气体，且体积将膨胀1700倍左右。在灭火时，由水汽化产生的水蒸气将占据燃烧区域的空间、稀释燃烧物周围的氧含量，阻碍新鲜空气进入燃烧区，使燃烧区内的氧浓度大大降低，从而达到窒息灭火的目的。当水呈喷淋雾状时，形成的水滴和雾滴的比表面积将大大增加，增强了水与火之间的热交换作用，从而强化了其冷却和窒息作用；以及对一些易溶于水的可燃、易燃液体还可起稀释作用；采用强射流产生的水雾可使可燃、易燃液体产生乳化作用，使液体表面迅速冷却、可燃蒸汽产生速度下降而达到灭火的目的等水具有的灭火功能都具备。本专利技术的(氢)氧化物溶胶凝胶灭火剂为一种金属氧化物二氧化钛(TiO2)、(氢)氧化锌、(氢)氧化铝、(氢)氧化镁、(氢)氧化硅等的其中一种或一种以上的成份以任何比例混合之水性灭火溶胶，因具有光触媒效果，能够起到如哈龙灭火剂的效果。这是因为光触媒可以与光反应生成电子电洞，电子电洞分别与维持燃烧所必须的·H和·OH反应成H+及OH-进而结合成水，抑制反应机理如下所示 本专利技术的(氢)氧化物溶胶凝胶灭火剂中的(氢)氧化物的溶胶微粒在0.1～10,000纳米之间，具有非常大的比表面积，即拥有非常大的表面能，(氢)氧化物，如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氧氧化铝(AI(OH)3)等具有非常高的分解温度，所以极难分解或气化，所以溶胶或固体微粒进入火场后，受到燃烧裂解产物的冲击，可以吸附远比他们小的H、OH、O等自由基，加入它们自身的反应，从而达到消耗燃烧链的目的，切断或抑制燃烧链。机理反应如下 本专利技术的技术解决方案是一种新型高效(氢)氧化物溶胶凝胶灭火剂，是由一种金属氧化物二氧化钛(TiO2)、(氢)氧化锌、(氢)氧化铝、(氢)氧化镁、(氢)氧化硅等的其中一种或一种以上的成份以任何比例混合之水性灭火溶胶，采用分散法和化学法的方式制备成的(氢)氧化物水性灭火剂溶胶凝胶。其中金属氧化物光触媒二氧化钛(TiO2)溶胶凝胶是利用四氯化钛或硫酸钛经溶解稀释后，浓度可为0.1～80.0％，以氨水(NH4OH)调整至PH＝7.0～9.0之间产生氢氧化钛，经水洗过滤后，将氢氧化钛滤饼分散于水中，加入适量的氧化剂(包括，高锰酸钾(KMnO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、铬酸钾(K2CrO4)、氯酸(KClO3)、高氯酸钾(KClO4)、次氯酸钾(KClO)、过氧化氢(H2O2)等)，并以温度50～90℃持续加温1～48小时后，所形成的金属氧化物光触媒二氧化钛(TiO2)溶胶凝胶水溶液，具有可见光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高效（氢）氧化物溶胶凝胶灭火剂，是由包括金属氧化物二氧化钛（ＴｉＯ↓［２］）、（氢）氧化锌、（氢）氧化铝、（氢）氧化镁、（氢）氧化硅在内的一种或一种以上的成份以任何比例混合之水性溶胶，采用分散和化学的方式制备成的，其中化学合成法是利用氯化盐或硫酸盐经稀释后，浓度可为０．１～８０．０％，以氨水（ＮＨ↓［４］ＯＨ）调整至ＰＨ＝４．０～９．０之间产生氢氧化物，经水洗过滤后，将氢氧化物分散于水中即为氢氧化物溶胶凝胶，加入包括高锰酸钾（ＫＭｎＯ↓［４］）、重铬酸钾（Ｋ↓［２］Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［７］）、铬酸钾（Ｋ↓［２］ＣｒＯ↓［４］）、氯酸（ＫＣｌＯ↓［３］）、高氯酸钾（ＫＣｌＯ↓［４］）、次氯酸钾（ＫＣｌＯ）、过氧化氢（Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］）在内的一种或一种以上适量的氧化剂，并以温度５０～９０℃持续加温１～４８小时后，即可形成金属（氢）氧化物水性溶胶凝胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建国，
申请(专利权)人：泉耀新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]