覃世想

(廣西國杰斯消防科技有限公司 廣西 南寧 530012)

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一種新型濕法制備氣溶膠滅火劑的配方及生產(chǎn)工藝研究

覃世想

(廣西國杰斯消防科技有限公司 廣西 南寧 530012)

氣溶膠滅火劑的主要成分均是可溶解的無機(jī)化合物，用水作為溶劑可使主輔氧化劑達(dá)到分子級(jí)的均勻分散，再加入具有多孔吸附能力的還原劑，實(shí)現(xiàn)不需粉碎而達(dá)到納米級(jí)均勻混合的目的。筆者研究的新型工藝不再對各組分進(jìn)行研磨加工，提高了生產(chǎn)效率，避免了生產(chǎn)過程中可能的粉塵污染，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的安全和環(huán)?；?，并較大程度降低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

氣溶膠滅火劑；濕法制備；消防滅火

一、前言

氣溶膠滅火劑是由80年代初由軍工技術(shù)發(fā)展起來的一種新型滅火技術(shù)。其主要特點(diǎn)是本身由氧化劑和還原劑組成，在收到火災(zāi)報(bào)警信號(hào)后，啟動(dòng)器點(diǎn)燃藥劑，通過藥劑自身的氧化還原反應(yīng)后生成顆粒十分細(xì)小的固體氣溶膠，利用這些固體顆粒對火焰中的自由基進(jìn)行猝滅，達(dá)到滅火的目的。該滅火劑產(chǎn)品最近幾年在眾多滅火技術(shù)中脫穎而出，因?yàn)槠渚哂辛己玫沫h(huán)保性能、滅火效率高、無溫室效應(yīng)、系統(tǒng)安裝維護(hù)簡單、綜合成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

目前的氣溶膠類滅火劑，普遍采用干法研磨混合制備技術(shù)，其存在如下問題：

制備氣溶膠滅火劑，需將氧化劑和還原劑均勻地混合在一起，這是普通氣溶膠滅火劑生產(chǎn)過程中關(guān)鍵而又具有危險(xiǎn)性的工序。滅火劑各個(gè)組分的混合均勻度，對滅火劑的滅火效率及使用性能有很大影響。當(dāng)作為滅火劑主要成分的氧化劑和還原劑經(jīng)研磨后混合，在干燥的環(huán)境下即構(gòu)成了易燃、易爆的混合物，對整個(gè)生產(chǎn)流程而言是比較危險(xiǎn)的過程。目前的工藝為保證滅火劑燃燒的穩(wěn)定性，要求物料的粒徑必須足夠小，否則會(huì)導(dǎo)致其燃燒速率不一，從而無法控制其燃燒時(shí)間。將各個(gè)組分研磨至較小的粒度需要較高的生產(chǎn)工藝以及能量消耗，以硝酸鉀為例，研磨至100微米的平均粒徑，需要半小時(shí)，研磨至50微米的平均粒徑，需要3個(gè)小時(shí)，研磨至10微米，幾乎需要10小時(shí)。因此對工業(yè)生產(chǎn)來說，小于50微米的粒徑都是不經(jīng)濟(jì)的，更不需要說是納米級(jí)的粒徑了?；旌系牟痪鶆蛐?，阻礙了滅火劑品質(zhì)的進(jìn)一步提升。某些物料在小粒徑狀態(tài)下比較容易吸潮團(tuán)聚，對生產(chǎn)環(huán)境的濕度等條件提出了較高的要求，無形中也制約了物料粒徑的進(jìn)一步減??；另外，隨著研磨的進(jìn)行，越小的顆粒其反應(yīng)活性將越高，其發(fā)生意外的幾率也會(huì)相應(yīng)提高。在已有技術(shù)方案中，也有采用濕法混合制備氣溶膠滅火劑的技術(shù)。但是，采用的都是有毒有害的有機(jī)溶劑，除成本較高及對環(huán)境影響較大外，由于藥劑各組分并不溶解于溶劑，只能制得懸浮液，其混合均勻程度仍依賴于各組分的平均粒徑。就行業(yè)而言，如何提高氣溶膠滅火劑制備過程中藥劑組分的混合均勻度已經(jīng)是制約氣溶膠滅火劑產(chǎn)品品質(zhì)提高的一個(gè)重要因素。

二、研究內(nèi)容

筆者的研究內(nèi)容，是針對上述工藝技術(shù)中存在的問題，旨在提供一種更加先進(jìn)，不需粉碎，環(huán)境友好無污染，混合均勻度高，生產(chǎn)成本較低的一種氣溶膠滅火劑配方及其制備方法。

筆者通過反復(fù)研究論證，在業(yè)內(nèi)首次提出采用以水作為溶劑的濕法制備方法。氣溶膠滅火劑的主要藥劑成分均是可溶解的無機(jī)化合物，用水作為溶劑可使主輔氧化劑達(dá)到分子級(jí)的均勻分散，再加入具有多孔吸附能力的還原劑，實(shí)現(xiàn)不需粉碎而達(dá)到納米級(jí)均勻混合的目的。配方中引入的少量自由基猝滅劑，雖然難溶于水，但其作用原理是利用滅火劑燃燒產(chǎn)生的高溫氣化后隨煙霧進(jìn)入火焰內(nèi)部進(jìn)行滅火，因此不會(huì)影響其滅火效能的發(fā)揮。筆者研究的新型工藝對藥劑組分的粒度及含水率等都不再硬性要求，不再對各組分進(jìn)行研磨加工，提高了生產(chǎn)效率，避免了生產(chǎn)過程中可能的粉塵污染，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的安全和環(huán)?；?，并較大程度降低了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

(一)產(chǎn)品的配方組成

筆者研究的氣溶膠滅火劑，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原料：

主氧化劑50；輔氧化劑30；還原劑20；猝滅劑0.05；水50。

主氧化劑為Sr(NO3)2。

輔氧化劑為KNO3、NH4NO3或兩者的混合物。

還原劑包括高分子多孔性材料、活性炭或其混合物。

猝滅劑包括Sb2O3、Sb2O5或者其混合物。

(二)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程

筆者所研究的以水作為溶劑的新型濕法制備方法，具體流程如下：

1.溶解氧化劑：先將水50份加入反應(yīng)鍋中加熱至80℃，隨后加入主氧化劑50份和輔氧化劑30份，繼續(xù)加熱并充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆芙猓?/p>

2.氧化劑析出吸附：在上述水溶液中加入還原劑20份，在快速攪拌的情況下混合30分鐘，持續(xù)加熱蒸發(fā)掉一部分水，讓氧化劑析出吸附在還原劑的分子空腔內(nèi)；

3.攪拌混合猝滅劑：在產(chǎn)品基本干燥后加入猝滅劑0.05份，攪拌混合均勻；

4.產(chǎn)品烘干：使用真空干燥機(jī)在60～80℃干燥，將混合物干燥至所含水量小于1%.

5.產(chǎn)品成型組裝：在制得氣溶膠滅火劑中放入啟動(dòng)器，加壓成型并密封包裝后裝入滅火裝置柜中，即得熱氣溶膠滅火裝置成品。

三、本研究產(chǎn)品的效果分析

(1)本法制備的氣溶膠滅火劑，利用化學(xué)能將氧化劑實(shí)現(xiàn)了分子級(jí)分散。解決了球磨機(jī)對原料進(jìn)行混合粉碎時(shí)顆粒大小不一，無法實(shí)現(xiàn)真正均勻的混合的問題。通過逐步減少溶劑的量，將分子級(jí)分散的氧化劑均勻固化在還原劑的分子空腔中，顯著地提高滅火劑燃燒的穩(wěn)定性和完全性。其混合比物理研磨更均勻，產(chǎn)生的滅火氣溶膠微粒更小，滅火后對環(huán)境殘留更低，藥劑殘?jiān)恳矞p少。

(2)筆者所選用的銻系化合物作為自由基猝滅劑，其高效的自由基猝滅效果對產(chǎn)品的滅火效能的提高起到了積極的作用，其作為溴系阻燃劑的優(yōu)良替代品，已被廣泛應(yīng)用于阻燃紡織纖維以及阻燃塑料等領(lǐng)域。

(3)采用以水作為溶劑的新型濕法制備工藝，避免了工作場所的可能的粉塵污染，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)。

筆者已將上述技術(shù)向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請發(fā)明專利并已獲得發(fā)明專利授權(quán)。

[1]中國專利200710018217，適用于精密電器設(shè)備的氣溶膠滅火組合物

[2]中國專利200710018219，適用于普通電器設(shè)備的氣溶膠滅火組合物

[3]中國專利200510105449.5，一種新型氣溶膠滅火劑

[4]美國專利01820626，煙火形成氣溶膠的滅火組合物及其制備方法

[5]趙宇,陳斌,黃寅生等.氣溶膠滅火劑的配方及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究

[6]高永亮.新型氣溶膠滅火劑的研究

覃世想(1987-)，男，壯，廣西柳州融安縣，助理工程師，本科，廣西國杰斯消防科技有限公司，研究方向：消防科技產(chǎn)品，消防工程。