本發(fā)明屬于消防安全，涉及一種新型滅火劑，特別涉及一種內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑。

背景技術(shù)：

1、火災(zāi)是我們生活中最常見的災(zāi)害之一，一旦發(fā)生就可能給公眾生命以及財(cái)產(chǎn)帶來不可挽回的損失。滅火劑是撲救火災(zāi)，最大限度減少火災(zāi)后果的關(guān)鍵。目前，市場(chǎng)上使用的滅火劑主要有水基滅火劑、氣體滅火劑、泡沫滅火劑和干粉滅火劑四大類。其中，氣體滅火劑具有滅火高效、清潔無殘留、擴(kuò)散速度快、不導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)；干粉滅火劑具有應(yīng)對(duì)火災(zāi)類型多、成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)；水基滅火劑具有價(jià)廉易得、吸熱能力強(qiáng)、對(duì)人體和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

2、盡管當(dāng)前市場(chǎng)上的滅火劑種類繁多，各具優(yōu)點(diǎn)，但依然存在一些關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)。例如：蘇州同玄新材料有限公司在中國專利申請(qǐng)cn106310577a中公開了一種含氣凝膠材料的高效液態(tài)組合物滅火劑、其制法及應(yīng)用。該液態(tài)組合物滅火劑，包含氣凝膠粉末，水，表面活性劑，滅火增強(qiáng)劑，穩(wěn)定劑等組分。該發(fā)明通過將氣凝膠粉應(yīng)用到滅火劑中，滅火時(shí)氣凝膠粉末和滅火增強(qiáng)劑相互作用，覆蓋在基底表面，有效的阻隔熱量傳遞，防止火焰的蔓延和熱量的傳播。然而，該滅火劑僅使用氣凝膠劑粉末，僅有單一的阻隔作用，缺乏協(xié)同配合成分。

3、近年來，2-溴-三氟丙烯(2-btp)作為一種新型的潔凈高效化學(xué)滅火劑，因其出色的化學(xué)滅火效果而備受關(guān)注，并在飛機(jī)、艦艇等場(chǎng)所得到了應(yīng)用。這主要得益于2-btp能夠迅速與火焰中的自由基反應(yīng)，有效中斷火災(zāi)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。然而，2-btp的汽化焓僅有約150j/g，吸熱能力非常有限，火場(chǎng)降溫效果微乎其微。與之相比，水的汽化焓高達(dá)2400j/g，且具有高比熱容的特點(diǎn)(4.18j/(g·℃))，但水的滅火效率相對(duì)較差。若是將2-btp與水復(fù)合使用，耦合兩者化學(xué)滅火能力和物理降溫吸熱能力，則能顯著提高滅火劑在火場(chǎng)上的滅火表現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑及其配制方法。

2、需要說明的是，本發(fā)明通過將納米多孔的無機(jī)sio2氣凝膠粉末、潔凈高效的2-btp化學(xué)氣體滅火劑及廉價(jià)易得的水，三種功能成分的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)復(fù)合在一起，耦合利用sio2氣凝膠粉末的物理隔離和多孔吸附能力、2-btp的高效化學(xué)滅火能力和水的吸熱降溫能力，旨在提供一種高效、環(huán)境友好且防復(fù)燃的新型滅火劑。該滅火劑中的sio2氣凝膠粉末為納米多孔結(jié)構(gòu)，與其復(fù)配的2-btp和水在常溫下為互不相容的液相成分，填充在所述sio2氣凝膠粉末的納米孔隙中，有效避免了因液相組分加入可能帶來的氣凝膠粉末團(tuán)聚和結(jié)塊。

3、通過本發(fā)明制備的內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑，施放后憑借化學(xué)作用、物理隔熱、冷卻降溫的復(fù)合滅火效果，不僅能迅速撲滅多種類型的火災(zāi)，而且具有防止復(fù)燃、大氣臭氧消耗為零、溫室效應(yīng)低等綜合優(yōu)勢(shì)，適用于各種復(fù)雜的火災(zāi)場(chǎng)景。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

5、本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)目的是提供一種內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑，所述滅火劑是由以下原料按照質(zhì)量百分比配制而成：

6、

7、需要說明的是，所述潔凈化學(xué)滅火氣體、水和無機(jī)氣凝膠粉末均為滅火介質(zhì)。

8、可選地，所述無機(jī)氣凝膠粉末為sio2氣凝膠粉末。

9、可選地，所述潔凈化學(xué)滅火氣體為環(huán)境友好型化學(xué)氣體滅火劑，具體為2-溴-三氟丙烯(2-btp)。

10、需要說明的是，2-溴-三氟丙烯(2-btp)作為一種新型的潔凈高效化學(xué)滅火劑，因其出色的化學(xué)滅火效果而備受關(guān)注，并在飛機(jī)、艦艇等場(chǎng)所得到了應(yīng)用。這主要得益于2-btp能夠迅速與火焰中的自由基反應(yīng)，有效中斷火災(zāi)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。然而，2-btp的汽化焓僅有約150j/g，吸熱能力非常有限，火場(chǎng)降溫效果微乎其微。與之相比，水的汽化焓高達(dá)2400j/g，且具有高比熱容的特點(diǎn)(4.18j/(g·℃))，將2-btp與水復(fù)合使用能夠顯著提高滅火劑的吸熱降溫能力。

11、sio2氣凝膠是一種超輕的納米多孔結(jié)構(gòu)固體材料。粉末形態(tài)的sio2氣凝膠，在結(jié)構(gòu)與性能等方面與傳統(tǒng)的干粉滅火劑類似，使其在滅火領(lǐng)域同樣表現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。sio2氣凝膠具有極高的比表面積和孔隙率，不僅可以憑借覆蓋、隔熱等物理作用有效屏蔽熱量，隔絕空氣使火焰熄滅和防止復(fù)燃的發(fā)生；還因?yàn)槠浼{米多孔的特殊結(jié)構(gòu)能夠吸附火場(chǎng)中的有害氣體和煙氣，從而減少火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)環(huán)境和人員的傷害。此外，sio2氣凝膠的納米多孔結(jié)構(gòu)還賦予了它作為“蓄液池”的獨(dú)特能力，能夠封裝存儲(chǔ)大量的常溫下呈液態(tài)的水及潔凈化學(xué)滅火氣體，從而有效避免氣凝膠粉末因液體成分的加入而粘結(jié)或結(jié)塊，以有效改善滅火劑的流動(dòng)性和噴射效果。

12、可選地，所述助流劑至少包括硬脂酸鎂、滑石粉、白炭黑中的一種或幾種。

13、可選地，所述穩(wěn)定劑至少為碳酸鈉、碳酸氫鈉、三聚磷酸鈉中的一種或幾種，以提供弱堿性環(huán)境，防止2-btp緩慢水解。

14、可選地，所述無機(jī)氣凝膠粉末和水的質(zhì)量比大于2，以確保sio2氣凝膠的納米多孔結(jié)構(gòu)在封裝存儲(chǔ)液態(tài)水的同時(shí)，能夠有效避免氣凝膠粉末因液體成分的加入而粘結(jié)或結(jié)塊，保障滅火劑的流動(dòng)性和噴射效果。

15、本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)目的是提供一種如上所述內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑的制備方法，包括如下步驟：

16、1)無機(jī)氣凝膠的篩分：將無機(jī)氣凝膠粉末過篩，得到直徑小于100μm的無機(jī)氣凝膠粉末，以保證滅火劑的流動(dòng)性；

17、需要說明的是，控制無機(jī)氣凝膠粉末的直徑小于100μm的目的是為避免堵塞滅火器的噴嘴，同時(shí)還能滿足干粉滅火劑的相關(guān)要求，因目前普通干粉滅火劑粒徑約為20-75μm。

18、2)滅火劑的配制：在惰性氣體保護(hù)下，稱量特定組分的水、助流劑、穩(wěn)定劑和潔凈化學(xué)滅火氣體，隨后依次快速滴加到步驟1)已過篩的無機(jī)氣凝膠粉末中，在常溫下攪拌均勻后即可獲得所述的氣凝膠滅火劑。

19、具體的，本發(fā)明中，所述內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑的滅火原理如下：

20、潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑噴射后，潔凈化學(xué)滅火氣體迅速與火焰發(fā)生化學(xué)作用，捕獲火焰中的活性自由基，中斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，快速熄滅明火；同時(shí)，sio2氣凝膠納米多孔結(jié)構(gòu)憑借自身導(dǎo)熱系數(shù)低和隔熱能力好的特性，在可燃物表面形成一層物理隔熱層，有效屏蔽火源熱量，防止火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延擴(kuò)大；水的加入則為滅火劑帶來可觀的冷卻效果，通過吸收熱量迅速降低火場(chǎng)溫度，并通過蒸發(fā)吸熱協(xié)同滅火。這三者的耦合使用，能夠集潔凈化學(xué)滅火氣體高效滅火性能和無污染、氣凝膠高效物理覆蓋和隔離窒息、水高汽化焓和高比熱容的優(yōu)勢(shì)于一體，使得制備的滅火劑具有高效化學(xué)滅火、環(huán)境友好、隔熱屏蔽、吸附有害氣體和煙氣、快速降溫等特點(diǎn)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、1)本發(fā)明提供的內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑，具有滅火效率高、吸熱能力強(qiáng)、隔絕熱源等優(yōu)點(diǎn)，能有效撲滅表面火和深位火。由于無機(jī)氣凝膠粉末的加入，賦予滅火劑更好的隔熱和吸附能力，同時(shí)為常溫下呈液態(tài)的水及潔凈化學(xué)滅火氣體提供多孔蓄液結(jié)構(gòu)，從而有效避免氣凝膠粉末因液體成分的加入而粘結(jié)或結(jié)塊，改善滅火劑的流動(dòng)性和噴射效果。

23、2)本發(fā)明提供的內(nèi)填充潔凈化學(xué)滅火氣體和水的氣凝膠滅火劑的配制方法操作簡單，易實(shí)現(xiàn)，適于推廣與應(yīng)用。