CN113134211A - 一种低温工况灭火块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温工况灭火块，涉及消防灭火领域，所述灭火块包括以下质量配比的灭火组分：氧化剂60‑75份、还原剂15‑25份、调节助剂6‑16份、粘合剂3‑5份，所述氧化剂包括：高氯酸钙，所述还原剂包括：二聚氰胺，所述调节助剂包括：草酸镁和镁粉。本发明提供的灭火块具有高绝缘性、清洁性、低温工况、无腐蚀性、节省空间的优点，能够用于配电柜、电气设备控制柜、网络通信柜、充电桩等长期带负荷的电气设备柜体及其他具有火险隐患的相对封闭空间。
Description
技术领域
本发明涉及灭火消防领域，尤其涉及一种低温工况灭火块。
背景技术
现有技术公开了多种灭火剂，其中具有代表性的包括以下三种：
第一种是全氟己酮灭火剂，全氟己酮在常温下是液体，由于其蒸发热仅仅是水的1/25，而蒸汽压是水的25倍，这些性质使它易于汽化并以气态存在，它主要依靠吸热达到灭火的效果。全氟己酮常温下是液体，又不属于危险物品，可以在常压状态下安全地使用普通容器在较宽的温度范围内储存和运输(包括空运)，而不像其它哈龙替代品那样需要压力容器储存、运输，但其沸点为48-49℃，作为灭火剂的用途仍有一定的局限，用于哈龙1211灭火器的替代，或用于B类火防护的全淹没系统和局部应用系统。
第二种是七氟丙烷(火探管)，七氟丙烷在常温下气态，无色无味、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短。灭火机理主要是中断燃烧链，灭火速度极快，这对抢救性保护精密电子设备及贵重物品是有利的。七氟丙烷的无毒性反应(NOAEL)浓度为9％，有毒性反应(LOAEL)浓度为10.5％，七氟丙烷的设计浓度一般小于10％，对人体安全。其特点具有良好的清洁性(在大气中完全汽化不留残渣)，良好的气相电绝缘性及良好的适用于灭火系统使用的物理性能。20世纪90年代初，工业发达国家首选用七氟丙烷替代哈龙灭火系统并取得成功。
以上两种灭火剂都具有低毒性(伤害人体)、微腐蚀性(伤害设备)、造价维护成本高、误喷一次会造成不良影响的问题，此外最显著的一个缺点就是容器占用体积都很大，无法设置于小微空间内的潜在着火点。
随着技术的发展，技术人员研发出了区别于卤代烷类和惰性气体类的气溶胶式灭火剂，气溶胶式灭火剂的原理包括三方面内容：a、气相化学抑制:在热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。b、固相化学抑制:灭火气溶胶中的微粒粒径很小(10-9～10-6m)，具有很大的表面积和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基。c、降低氧浓度:灭火气溶胶中的N2、CO2可降低燃烧中氧浓度，但其速度是缓慢的，灭火作用远远小于吸热降温、化学抑制。
现有技术中商业应用较为成熟气溶胶灭火剂为S型气溶胶灭火剂，但是S型气溶胶灭火剂的工况温度非常高，容易造成对设备的二次燃烧，此外由于工况温度很高，瞬间喷放高温高压气体存在着爆炸的危险。另外一方面，S型气溶胶灭火剂中常常使用硝酸钾或硝酸锶，虽然灭火效能很好，但是氧化还原产物氧化钾、氧化锶极容易吸收空气中的水分发生潮解，潮解会腐蚀保护区域的设备和环境，严重的话会导致设备报废。最后一点，相较于卤代烷类、惰性气体灭火剂，S型气溶胶不是清洁型灭火剂产品，气溶胶颗粒不易沉降，易造成设备故障。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种绝缘性好、清洁、低温工况、无腐蚀性的适用于小微空间的灭火块。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的灭火剂不能同时满足绝缘性好、低温工况、无腐蚀性、节省空间的条件。
为实现上述目的，本发明提供了一种低温工况灭火块，所述灭火块包括以下质量配比的灭火组分：氧化剂60-75份、还原剂15-25份、调节助剂6-16份、粘合剂3-5份，
所述氧化剂包括：高氯酸钙，所述还原剂包括：二聚氰胺，所述调节助剂包括：草酸镁和镁粉；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙60-75份、所述二聚氰胺15-25份、所述草酸镁1-4份，所述镁粉1-2份；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙62-70份、所述二聚氰胺20-25份、所述草酸镁3-4份、所述镁粉1份；
进一步的，所述调节助剂还包括：碳酸氢钠2-4份、柠檬酸钠1-2份、六亚甲基四胺1-4份；
进一步的，所述粘合剂为聚氨酯树脂3-5份；
进一步的，所述调节助剂还包括：碳酸氢钠3-4份、柠檬酸钠1份、六亚甲基四胺1-2份，
所述粘合剂为：聚氨酯树脂3-4份；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙70份、所述二聚氰胺15份、所述六亚甲基四胺3份、所述草酸镁4份、所述碳酸氢钠3份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂4份、所述镁粉1份；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙64份、所述二聚氰胺25份、所述六亚甲基四胺1份、所述草酸镁1份、所述碳酸氢钠4份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂3份、所述镁粉1份；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙65份、所述二聚氰胺20份、所述六亚甲基四胺4份、所述草酸镁2份、所述碳酸氢钠3份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂3份、所述镁粉2份；
进一步的，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙60份、所述二聚氰胺23份、所述六亚甲基四胺2份、所述草酸镁4份、所述碳酸氢钠2份、所述柠檬酸钠2份、所述聚氨酯树脂5份、所述镁粉2份。
技术效果
本发明以高氯酸钙为氧化剂，调节高氯酸钙和二聚氰胺的比例，制成物能降低对电气设备腐蚀性的同时，又能保证良好的灭火效能，灭火效能达42.86g/m3，远低于国标用量。本发明的灭火块具有优异的绝缘性，可有效保护燃烧区域的精密设备及环境安全；灭火剂反应温度在570℃左右，可在缩短灭火时间的同时，大大降低现场设备的二次燃烧的可能性，适用于配电柜、电气设备控制柜、网络通信柜、充电桩等长期带负荷的电气设备柜体及其他具有火险隐患的相对封闭空间。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明实施例中灭火块工作时的红外测温图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
本发明提供的灭火块灭火原理如图1所示，
灭火块的核心原理是快速消减燃烧源可燃自由基，包括三个方面：
物理抑制：灭火块在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程，迫使火焰温度降低，进而影响可燃物燃烧面用于气化和裂解燃烧物分子成自由基的进程，燃烧反应速度得到有效抑制。
化学抑制：灭火块反应产生的气相物质会与金属离子或失去电子的阳离子结合，同时灭火块产生的固相物质粒径很小，具有一定的表面能。两者均可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基，实现化学抑制。
降低氧浓度：灭火块反应中产生大量的氮气、二氧化碳可降低燃烧中氧浓度，具有一定的辅助灭火作用，作为吸热降温、化学抑制的有效补充。
灭火块在反应过程中，通常存在一对正相关关系，及燃烧速度和燃烧温度之间正相关。详细来说，灭火块燃烧速度越快，燃烧的温度就越高；灭火块燃烧速度越慢，燃烧的温度就越低。燃烧温度过高存在的问题就是引发二次着火，点燃设备，加剧损失。所以本发明提供的灭火块中加入了镁粉、草酸镁，其中镁粉可以控制灭火块的燃烧速度，使灭火块稳定燃烧(而不至于反应速度过快)，此外草酸镁能够降低灭火块的燃烧温度，防止温度过高。
为了验证本发明提供的灭火块的工况温度、绝缘性、无腐蚀性、灭火能力等性能，发明人员设计了如下实验：
腐蚀性测试实验，将去掉氧化膜的铜板和铝板(150mm*30mm*2mm)放入表面皿中，并将表面皿对角放入灭火快实验收集箱(300mm*300mm*300mm)的底部，在温度25度℃相对湿度65％下进行测试，将反应器放入实验箱内，用电发热片引燃灭火快试样，释放烟雾，在试样燃烧结束45分钟后取出。放入温度35℃、相对湿度85％的恒温恒湿箱中，保持72小时，以便观察烟雾沉积物对金属片的腐蚀情况，最后通过去除表面锈蚀物来计算铜片和铝片的腐蚀失重。
绝缘性测试实验：将干燥后的PVC试板(50mm*50mm*2mm)平放在培养皿中，然后将培养皿放于灭火块实验收集箱内距地面150毫米，在温度25℃相对湿度65％的条件下进行测试。用电加热片引燃灭火块试样，释放灭火烟雾，在试样燃烧结束45分钟后取出放入温度35℃、相对湿度90％的恒温恒湿箱中，保持45分钟，取出后利用上海梅格ZC-7兆欧表表进行电阻测量。
以下实施例1至4中应用了上述两种实验方法。
实施例1
灭火块按下述质量份数称取各组成组分：
高氯酸钙70份、二聚氰胺15份、六亚甲基四胺3份、草酸镁4份、镁粉1份、碳酸氢钠3份、柠檬酸钠份1份、聚氨酯树脂4份。
称取15g实施例1所述的配方，在容积0.35m3的实验箱内进行灭火实验，灭火时间29s，灭火效能42.86g/m3。对燃烧产物进行腐蚀性测试，铜片失重率0.052％、铝片失重率0.085％，绝缘性测试结果126MΩ
实施例2
灭火块按下述质量份数称取各组成组分：
高氯酸钙64份、二聚氰胺25份、六亚甲基四胺1份、草酸镁1份、镁粉1份、碳酸氢钠4份、柠檬酸钠1份、聚氨酯树脂3份。
称取实施例2所述的15g配方物，在容积0.35m3的实验箱内进行灭火实验，灭火时间26s，灭火效能42.86g/m3。对燃烧产物进行腐蚀性测试，铜片失重率0.013％、铝片失重率0.062％，绝缘性测试结果129MΩ。
实施例3
灭火块按下述质量份数称取各组成组分：
高氯酸钙65份、二聚氰胺20份、六亚甲基四胺4份、草酸镁2份、镁粉2份、碳酸氢钠3份、柠檬酸钠1份、聚氨酯树脂3份。
称取15g实施例3所述的配方物，在容积0.35m3的实验箱内进行灭火实验，灭火时间33s，灭火效能42.86g/m3。对燃烧产物进行腐蚀性测试，铜片失重率0.076％、铝片失重率0.173％，绝缘性测试结果130MΩ
实施例4
按下述质量份数称取各组成组分：
高氯酸钙60份、二聚氰胺23份、六亚甲基四胺2份、草酸镁4份、镁粉2份、碳酸氢钠2份、柠檬酸钠2份、聚氨酯树脂5份。
称取15g实施例4所述的配方物，在容积0.35m3的实验箱内进行灭火实验，灭火时间35s，灭火效能42.86g/m3。对燃烧产物进行腐蚀性测试，铜片失重率0.045％、铝片失重率0.083％，绝缘性测试结果128MΩ。
本发明提供的灭火块的质量可以人为调整，当灭火块的质量较小时，适用于小微空间的灭火，小微空间特指配电柜、电池箱、控制箱、电表箱等。当质量较大时，本发明提供的灭火块适用于大的空间，比如说机房、控制间等。
图1为低温工况的热发烟雾型灭火块的红外测温图，可见整个燃烧过程的最高温度573℃远远低于现有技术中传统S型气溶胶燃烧温度，传统气溶胶灭火剂的工况温度在700摄氏度以上，有的工况温度甚至达到了上千度，极容易引起被监测对象的二次燃烧。
综上可知本发明的灭火块在保证燃烧产物腐蚀性能降低的同时，同时具有良好的灭火效能，灭活效能达到42.86g/m3,远低于国标用量。此外本发明的灭火块具有优异的绝缘性，能有效保护燃烧区域的精密电气设备及使用环境。灭火剂反应温度在570度左右，在短缩短灭火时间的同时，大大降低了现场设备及环境可燃物二次燃烧的可能性。适用于配电柜、电气设备控制柜、网络通信柜、充电桩等长期带负荷的电气设备柜体及其他具有火险隐患的相对封闭空间环境。
Claims (10)
1.一种低温工况灭火块，其特征在于，
所述灭火块包括以下质量配比的灭火组分：氧化剂60-75份、还原剂15-25份、调节助剂6-16份、粘合剂3-5份，
所述氧化剂包括：高氯酸钙，所述还原剂包括：二聚氰胺，所述调节助剂包括：草酸镁和镁粉。
2.如权利要求1所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙60-75份、所述二聚氰胺15-25份、所述草酸镁1-4份，所述镁粉1-2份。
3.如权利要求2所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙62-70份、所述二聚氰胺20-25份、所述草酸镁3-4份、所述镁粉1份。
4.如权利要求1所述的低温工况的灭火块，其特征在于，所述调节助剂还包括：碳酸氢钠2-4份、柠檬酸钠1-2份、六亚甲基四胺1-4份。
5.如权利要求4所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述粘合剂为聚氨酯树脂3-5份。
6.如权利要求5所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述调节助剂还包括：碳酸氢钠3-4份、柠檬酸钠1份、六亚甲基四胺1-2份，
所述粘合剂为：聚氨酯树脂3-4份。
7.如权利要求5所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙70份、所述二聚氰胺15份、所述六亚甲基四胺3份、所述草酸镁4份、所述碳酸氢钠3份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂4份、所述镁粉1份。
8.如权利要求5所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙64份、所述二聚氰胺25份、所述六亚甲基四胺1份、所述草酸镁1份、所述碳酸氢钠4份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂3份、所述镁粉1份。
9.如权利要求5所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙65份、所述二聚氰胺20份、所述六亚甲基四胺4份、所述草酸镁2份、所述碳酸氢钠3份、所述柠檬酸钠1份、所述聚氨酯树脂3份、所述镁粉2份。
10.如权利要求5所述的低温工况灭火块，其特征在于，所述灭火块质量配比包括：所述高氯酸钙60份、所述二聚氰胺23份、所述六亚甲基四胺2份、所述草酸镁4份、所述碳酸氢钠2份、所述柠檬酸钠2份、所述聚氨酯树脂5份、所述镁粉2份。
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