本发明属于种新型热气溶胶灭火剂及其制备方法，主要应用于消 防器材领域。本发明的灭火剂灭火效率高，端面燃烧稳定可控，绿色 环保无污染。
背景技术：
热气溶胶灭火剂是一种最新开发的哈龙替代品，其灭火过程如下： 热气溶胶生成剂经热引燃或电引燃后，产生大量的含有固体微粒和惰 性气体的热气溶胶，以全淹没的形式覆盖火源从而达到灭火的目的。 目前，热气溶胶灭火剂大致分成两大类，即K型和S型。其中，K 型热气溶胶灭火剂以硝酸钾为主氧化剂，灭火效率高，但燃烧产物 KOH对电子设备的腐蚀损坏严重；而S型热气溶胶灭火剂以硝酸锶 为主氧化剂，对灭火现场的腐蚀几乎可忽略，但灭火效率有所下降。 综合两类热气溶胶灭火剂的优缺点，S型热气溶胶灭火剂更受到研究 人员的关注。公开号为CN101822883A和CN102225228A等专利中， 其公开的灭火剂均为S型热气溶胶灭火剂，制备方法均采用机械混合 的方式将灭火剂药剂粉进行混合，这种常规的制备方法主要有以下明 显的缺陷：药剂粉混合不均匀，会导致点火失败，或燃烧中断，或药 柱不能沿着端面稳定燃烧等问题。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的S型热气溶胶灭火剂药剂粉混合不均匀， 会导致点火失败，或燃烧中断，或药柱不能沿着端面稳定燃烧等问题 的缺陷，本发明提供一种新型热气溶胶灭火剂及其制备方法
一种新型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：主氧化 剂38～52份、辅氧化剂8～17份、主还原剂20～33份、辅还原剂1～ 5份、粘结剂5～18份和其他添加剂8～20份。
进一步的，所述的主氧化剂为硝酸锶，辅氧化剂为硝酸钾。
进一步的，所述的主还原剂为碳化物衍生碳(Carbide derived carbon,CDC)中的任意一种或多种。当取其中的2种或3种时，各组 成成分的配比可以为等量，也可为任意值。
进一步的，所述的碳化物为二元碳化物(MC)或三元碳化物 (MAX)；其中二元碳化物可为碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、碳化硼 (B4C)或碳化锆(ZrC)，三元碳化物可为钛硅碳(Ti3SiC2)、钛铝碳 (Ti3AlC2)或铝硼碳(Al3BC3)。
进一步的，所述的辅还原剂为乌洛托品。
进一步的，所述的粘结剂为聚乙二醇、聚酯树脂和虫胶中的任意 一种或多种。当取其中的2种或3种时，各组成成分的配比可以为等 量，也可为任意值。
其他添加剂由碳化物衍生碳、碳酸氢钾、草酸钾中的一种或2～ 3种组成。当取其中的2种或3种时，各组成成分的配比可以为等量， 也可为任意值。
优选的所述型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：硝 酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳20～33份、乌洛托 品1～5份、聚乙二醇5～18份、钛硅碳衍生碳5～10份和碳酸氢钾3～10份。
优选的所述型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：硝 酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳15～20份、碳化钛 衍生碳5～13份、乌洛托品1～5份、聚酯树脂5～18份、钛铝碳衍 生碳1～5份和草酸钾4～13份。
优选的所述型热气溶胶灭火剂，硝酸锶38～52份、硝酸钾8～ 17份、碳化硅衍生碳17～23份、碳化钛衍生碳2～5份、碳化硼衍 生碳1～5份、乌洛托品1～5份、聚乙二醇5～15份、虫胶0～3份、 铝硼碳衍生碳2～8份和碳酸氢钾6～12份。
上述新型热气溶胶灭火剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将各原料均过100目筛，并按重量百分含量比例称量，总 量为10g；把除碳化物衍生碳和粘结剂以外的物质均倒入50mL烧杯 中，加入约20mL去离子水，超声搅拌，直至溶解；
(2)将碳化物衍生碳粉倒入上述烧杯中，然后将烧杯置于真空 干燥器中，打开真空泵抽真空10～20小时进行真空浸渍操作，随后静 置20～30小时，使碳化物衍生碳的孔隙被溶液充满；
(3)将烧杯从真空干燥器中取出，置于真空干燥箱中，在50～60℃ 下直至烘干；
(4)将已烘干样品取出，放入研磨机研磨至均可过100目筛； (5)将上述混合物与粘结剂混合，经搅拌混匀；
(6)加入10～20mL丙酮并拌匀，在15～25MPa压力下以冷压方 式压制成灭火剂药柱。
有益效果：
一、本发明的热气溶胶灭火剂灭火效能高，约为30g/m3，远低 于国家标准用量(50g/m3左右)。本发明通过真空浸渍、真空干燥、 机械粉碎等手段，将热气溶胶灭火剂的原料粉末的平均粒径控制在 100目以下，同时增加每个颗粒的比表面积和颗粒之间的接触面积， 点火后可以充分燃烧生成大量细小的固体产物颗粒和惰性气体，从而 有效灭火。
二、本发明的热气溶胶灭火剂原料粉分子水平混合，有别于常规 的简单机械混合，其燃烧过程稳定可控，对灭火现场的腐蚀性可忽略。 本发明灭火剂原料粉除碳化物衍生碳和粘结剂以外，首先一同溶解于 水中形成均一的水溶液，然后经真空浸渍、真空干燥、机械粉碎等手 段，使所有原料粉充分混合，经冷压成型形成的药柱燃烧过程平稳， 不会出现燃烧中断或不沿端面燃烧的现象；因主氧化剂为硝酸锶，大 大降低了燃烧产物对灭火现场的腐蚀性。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述 的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
所得灭火剂药柱的灭火性能测试根据GA499.1-标准进行。
实施例1：
一种新型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：
硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳20～33份、 乌洛托品1～5份、聚乙二醇5～18份、钛硅碳衍生碳5～10份和碳 酸氢钾3～10份。
其制备方法为：
(1)各组分均过100目筛，并按重量百分含量比例称量，总量 为10g。把除碳化物衍生碳和粘结剂以外的物质均倒入50mL烧杯中， 加入约20mL去离子水，超声搅拌，直至溶解。(2)将称好的碳化物 衍生碳粉倒入上述烧杯中，然后将烧杯置于真空干燥器中，打开真空 泵抽真空10～20小时进行真空浸渍操作，随后静置20～30小时，使碳 化物衍生碳的孔隙被溶液充满。(3)将烧杯从真空干燥器中取出，置 于真空干燥箱中，在50～60℃下直至烘干。(4)将已烘干样品取出， 放入研磨机研磨至均可过100目筛。(5)将上述混合物与粘结剂混合， 经搅拌混匀。(6)加入10～20mL丙酮并拌匀，在15～25MPa压力下 以冷压方式压制成灭火剂药柱。将所制备的气溶胶灭火剂在1m3的 试验箱中进行灭火性能测试，气溶胶灭火剂被点燃后，燃烧稳定均匀， 火源灭火时间为26s。
实施例2：
一种新型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：
硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳15～20份、 碳化钛衍生碳5～13份、乌洛托品1～5份、聚酯树脂5～18份、钛 铝碳衍生碳1～5份和草酸钾4～13。
本实施例的制备方法同实施例1。将所制备的气溶胶灭火剂在1 m3的试验箱中进行灭火性能测试，气溶胶灭火剂被点燃后，燃烧稳 定均匀，火源灭火时间为28s。
实施例3
一种新型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：
硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳17～23份、 碳化钛衍生碳2～5份、碳化硼衍生碳1～5份、乌洛托品1～5份、 聚乙二醇5～15份、虫胶0～3份、铝硼碳衍生碳2～8份和碳酸氢钾 6～12份备用。
本实施例的制备方法同实施例1。将所制备的气溶胶灭火剂在1 m3的试验箱中进行灭火性能测试，气溶胶灭火剂被点燃后，燃烧稳 定均匀，火源灭火时间为27s。
本发明的热气溶胶灭火剂具有在分子水平上均匀混合、燃烧稳定、 腐蚀性小的优点，适用于飞机燃料仓、配电柜、轮船驾驶室等对腐蚀 性要求较高的电器设备火灾的扑救。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不 用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：主氧化剂38～52份、辅氧化剂8～17份、主还原剂20～33份、辅还原剂1～5份、粘结剂5～18份和其他添加剂8～20份。
2.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的主氧化剂为硝酸锶，辅氧化剂为硝酸钾。
3.如权利要求2所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的主还原剂为碳化物衍生碳中的任意一种或多种。
4.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的碳化物为二元碳化物或三元碳化物；其中二元碳化物可为碳化硅、碳化钛、碳化硼或碳化锆，三元碳化物可为钛硅碳、钛铝碳或铝硼碳。
5.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的辅还原剂为乌洛托品。
6.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，所述的粘结剂为聚乙二醇、聚酯树脂和虫胶中的任意一种或多种。
7.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳20～33份、乌洛托品1～5份、聚乙二醇5～18份、钛硅碳衍生碳5～10份和碳酸氢钾3～10份。
8.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳15～20份、碳化钛衍生碳5～13份、乌洛托品1～5份、聚酯树脂5～18份、钛铝碳衍生碳1～5份和草酸钾4～13份。
9.如权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：硝酸锶38～52份、硝酸钾8～17份、碳化硅衍生碳17～23份、碳化钛衍生碳2～5份、碳化硼衍生碳1～5份、乌洛托品1～5份、聚乙二醇5～15份、虫胶0～3份、铝硼碳衍生碳2～8份和碳酸氢钾6～12份。
10.权利要求1所述的新型热气溶胶灭火剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将各原料均过100目筛，并按重量百分含量比例称量，总量为10g；把除碳化物衍生碳和粘结剂以外的物质均倒入50mL烧杯中，加入去离子水，超声搅拌，直至溶解；
(2)将碳化物衍生碳粉倒入上述烧杯中，然后将烧杯置于真空干燥器中，打开真空泵抽真空10～20小时进行真空浸渍操作，随后静置20～30小时，使碳化物衍生碳的孔隙被溶液充满；
(3)将烧杯从真空干燥器中取出，置于真空干燥箱中，在50～60℃下直至烘干；
(4)将已烘干样品取出，放入研磨机研磨至均可过100目筛；
(5)将上述混合物与粘结剂混合，经搅拌混匀；
(6)加入10～20mL丙酮并拌匀，在15～25MPa压力下以冷压方式压制成灭火剂药柱。
技术总结
本发明公开了一种新型热气溶胶灭火剂，包括以下重量份数的各组分：硝酸锶38～52份、辅氧化剂8～17份、主还原剂20～33份、辅还原剂1～5份、粘结剂5～18份和其他添加剂8～20份。同时还公开了其制备方法；本发明通过真空浸渍、真空干燥、机械粉碎等手段，将热气溶胶灭火剂的原料粉末的平均粒径控制在100目以下，增加颗粒的比表面积和接触面积，点火后可以充分燃烧生成大量细小的固体产物颗粒和惰性气体，从而有效灭火，灭火效能为30g/m3；各原料在分子水平混合，燃烧过程稳定可控，对灭火现场的腐蚀性可忽略。药柱燃烧过程平稳，不会出现燃烧中断或不沿端面燃烧的现象；因主氧化剂为硝酸锶，大大降低了燃烧产物对灭火现场的腐蚀性。
技术研发人员：刘福燕;周亚亭;吴泽颖;曹桂萍;壮亚峰;刘娟;陈鑫宏
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：.05.31
技术公布日：.09.13
