用来同时对气溶胶灭火混合物进行冷却和过滤的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种对发生器中的烟火物料在燃烧过程中生成的气溶胶灭火混合物进行冷却和过滤的组合物。在此组合物中，用碱式碳酸镁和／或第Ⅰ族和第Ⅱ族金属的碳酸盐作为吸热填料；用硝酸盐、高氯酸钾或其混合物作为氧化剂；用石墨、硬脂酸钠或其混合物作为生产过程添加剂；另外，将氯化钾、通式为Ｍｅ↓［２］Ｏ.ｍＳｉＯ↓［２］的碱金属硅酸盐（式中Ｍｅ是钾或钠，ｍ为２．１－３．８）、或它们的混合物作为无机粘合剂；吸附剂选自沸石、硅胶或其混合物。用该组合物制备的片料和颗粒具有高强度，对烟火物料在５－１２毫米／秒的高速度和约１５００℃的高燃烧温度下燃烧生成的气溶胶具有很高的冷却效率。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及灭火设备的领域，具体而言，涉及对发生器中的烟火物料在燃烧过程中生成的气溶胶灭火混合物(GAFEM)进行冷却和过滤的方法。冷却和过滤是形成GAFEM过程中的步骤，其目的是通过降温和降低毒性提高GAFEM的功效。结果气溶胶发生器的应用领域得到相当大的扩展，具体来说是扩展到用于不同的建筑物和场所，同时不会对人体造成不良影响。
技术介绍
在形成GAFEM中，同时对GAFEM进行冷却和过滤是一个有发展前途的方向。根据1999年12月10日的RU 2142306，通过使GAFEM与选自硅铝酸盐(例如沸石)、硅胶或其混合物之类具有高吸热能力的化合物进行相互作用而进行这些过程。在1999年12月20日的RU 2142835中，使GAFEM通过一金属热交换器对其进行冷却；然后使GAFEM通过选自沸石、硅胶、活性碳或其混合物的过滤吸附剂，从而同时对其进行过滤和进一步的冷却。在过滤吸附剂的表面上还可包含碳酸盐或碱金属水合物。上述专利技术具有一些显著的缺点它们无法用于装有高(高于1000℃)燃烧温度和高(超过3毫米/秒)燃烧速度的烟火物料的气溶胶发生器。这是由于在高于800℃的温度，沸石和硅胶颗粒会经受剧烈的热波动从而最终受到破坏。使得吸附剂的过滤效率降至零。另外，破碎的松散颗粒会从发生器出口飞出，当对发生器进行误操作时，可能会造成再次引燃，甚至会造成火灾。在一些发生器(例如反向排出(reverse discharge)GAFEM的发生器)中，破碎的吸附剂颗粒(特别是在高物料速度7-8毫米/秒下)对GAFEM流具有很大的运动阻力，可能会造成发生器爆炸。这就造成了使用特殊的粘合剂将许多分散的沸石、硅胶颗粒粘合成较大的聚集体(片料)的问题。应当注意沸石、硅胶固有的吸热能力不大于使用了特殊添加剂压制成片料的第I族和第II族金属的水合物、过氧化物、草酸盐。一种已知的用来冷却灭火气溶胶的组合物(RD 2086278，10.08.1997)是由以下材料制成的硝化纤维素、增塑剂、稳定剂、催化剂、生产过程添加剂和吸热填料25-45质量％的碱式碳酸镁或草酸铵，或碱式磷酸镁。该组合物具有一些缺点-在发生器出口处冷却GAFEM的效率系数(Cec)很低(Cec等于烟火物料燃烧温度与包含冷却剂的发生器出口处的GAFEM温度之比)。在此情况下，Cec为1900/380＝5.0。由于组合物中吸热填料的含量不超过45质量％，所以冷却效率较低。由于生产过程中的操作问题，不可能提高填料的含量；-在生产组合物的过程中所形成的片料的强度很低(0.60-0.69兆帕)。这对这些片料和最终发生器的运输条件构成了限制，对它们在运输车辆中振动过载条件下的操作也构成了限制；-当该组合物处于高温下时，会产生大量的有毒气体，例如CO3、NO3、NH3、HCN，这些气体是由于硝化纤维素、增塑剂、稳定剂和其它组分分解时生成的。已知一种用来冷却灭火气溶胶的组合物(RU 2120318，20.10.1998)包含以下组分作为粘合剂的羧酸基-甲基纤维素和/或聚乙酸乙烯酯、或聚乙烯醇、生产过程添加剂(高岭土、硬脂酸钠或硬脂酸锌、工业油或仪器油)、以及25-45质量％的吸热填料r-碱式碳酸镁或草酸铵、碱式磷酸镁。然而该组合物具有以下缺点-在生产该组合物过程中形成的片料的强度很低(0.63-0.75兆帕)；-GAFEM的冷却效率系数很低(Cec-1900/325＝5.84)；-当该组合物的组分处于高温下时，会释放出高浓度的CO、NH3之类的气体，产生很高的毒性。在这些重要特性方面最接近的类似材料是2001年5月20日授权的第RU2166975号所保护的用于气体发生器的冷却组合物。该冷却组合物包含以下组分20-60质量％的氢氧化镁和/或碱式碳酸镁；10-20质量％的硼酸；余量为第I族或第II族金属的碳酸盐。所用的金属碳酸盐包括碳酸钠、碳酸镁或碳酸钙。该冷却组合物还可包含10-55质量％碳酸氢钠；10-40质量％氧化镁；10-25质量％水合硫酸钙，以及10-30质量％作为催化剂的过渡价金属氧化物(CuO，MnO2)。该冷却组合物还可包含10-45质量％的氧化剂，例如硝酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、碱金属铬酸盐或过碳酸盐、或碱土金属的过氧化物。该冷却组合物包含0.5-3.0质量％的生产过程添加剂，这些添加剂选自碱金属硬脂酸盐或碱土金属硬脂酸盐、或羧基甲基纤维素、或甲基纤维素或明胶。冷却效率系数的平均值是1350/210＝6.42。发生器出口处二氧化碳的平均浓度为0.7-2.2体积％。该冷却组合物形成的片料的抗压强度为0.4-2.1兆帕。该冷却组合物具有以下缺点在发生器出口处的GAFEM冷却效率系数很低。这是由于该冷却组合物包含用作粘合剂的熔点较低(170.9℃)的硼酸。在发生器的操作过程中，硼酸在高温(1250-1350℃)的作用下在短时间内发生熔化，使片料破碎；冷却剂组分粘在一起，它们的表面被分解和熔化产生的产物堵塞；-由于该发生器会排出高浓度的有毒气体，其GAFEM环境安全性很低；-该组合物形成的片料强度不足，限制了发生器在振动负荷和瞬时温度起伏条件下的使用寿命。这是由于当用作粘合剂的硼酸处于高温时会发生塑性变形的缘故。所有已知的类似材料，包括最接近的类似材料在内，都无法确保具有以下性能高灭火效率(这需要尺寸为1-2mcm的活性最大的气溶胶灭火颗粒的含量更多)；高GAFEM冷却效率；更好的环境安全性，这一点可通过吸收有毒气体和提高由组合物片料、颗粒所形成制品的强度性质来达到。专利技术概述本专利技术的目的是制备用来同时对气溶胶灭火混合物进行冷却和过滤，从而能够一步完成以下任务的组合物-将组合物中吸热填料的含量增加到90质量％，从而提高发生器出口处的GAFEM冷却效率；-对气溶胶进行过滤，增加气溶胶中最活泼的尺寸为1-2mcm的灭火颗粒所占的比例，从而提高该组合物的灭火效率；-对包括无机粘合剂、吸热填料、氧化剂、吸附剂和生产过程添加剂的组分进行新的组合，使得用该组合物制得的片料、颗粒的强度特性获得提高；-使用能够吸附有毒气体的吸附剂，提高GAFEM环境安全性。本专利技术提出的用来同时对气溶胶灭火混合物进行冷却和过滤的组合物包含-25-90质量％用作吸热填料的镁的碱式碳酸盐和/或第I族或第II族金属的碳酸盐；-1-10质量％的氧化剂硝酸盐、高氯酸钾或其混合物；-0.2-1.5质量％生产过程添加剂石墨、硬脂酸钠或硬脂酸钙、或者它们的混合物。-5-10质量％的无机粘合剂氯化钾、通式为Me2O·mSiO2的碱金属硅酸盐(式中Me是钾或钠，m为硅酸根组分，等于2.1-3.8)、或它们的混合物；-余量的吸附剂。较佳的是吸附剂选自沸石、硅胶或其混合物。从所要求保护的组分浓度范围，根据技术平衡和功能实用性确定它们的实际比例。将本专利技术所要求保护的用来同时对GAFEM进行冷却和过滤的组合物与其最接近的类似材料进行对比分析，结果表明本专利技术组合物具有以下显著特征a)无机粘合剂氯化钾、通式为Me2O·mSiO2的碱金属硅酸盐(式中Me是钾或钠，m为2.1-3.8的硅酸根组分)、或它们的混合物。在用来同时对GAFEM进行冷却和过滤的组合物中使用这些无机粘合剂是此前不为人知的。通过使用所选的无机粘合剂(该粘合剂包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来同时对气溶胶灭火混合物进行冷却和过滤的组合物，主要由以下各组分组成：吸热填料：碱式碳酸镁和／或第Ⅰ族金属或第Ⅱ族金属的碳酸盐；氧化剂：硝酸盐、高氯酸钾或其混合物；生产过程添加剂：石墨、硬脂酸钠或硬脂酸钙、或其混合物；无机粘合剂：氯化钾、通式为Ｍｅ↓［２］Ｏ.ｍＳｉＯ↓［２］的碱金属硅酸盐或它们的混合物，该通式中Ｍｅ是钾或钠，ｍ是硅酸根可变量，其值为２．１－３．８；以及吸附剂，它们的质量百分数为：－吸热填料　２５－９０质量％－氧化剂１－１０质量％－生产过程添加剂０．２－１．５质量％－无机粘合剂５－１０质量％－吸附剂余量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DL鲁辛，AP丹尼斯尤克，
申请(专利权)人：R阿姆特克国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]