专利名称：负触媒灭火剂及制造方法
技术领域：
本发明属于消防灭火材料，特别涉及一种负触媒灭火剂及制造方法。
背景技术：
火灾已成为世界性的公敌，在全球每年都会夺走成千上万条生灵，它给人类的生命财产带来了十分巨大的灾难。人类很难杜绝火灾，但是减少火灾危害是必不可少的手段。长久以来人类期盼的灭火技术，现有的传统灭火方法大致有许多种形式如稀释灭火，(也称之为窒息灭火)主要原理是通过局部制造不然性气体(如二氧化炭或泡沫类)，以稀释氧气浓度，或遮断燃烧物与氧接触，以达到灭火的目的。缺陷操作复杂、灭火效率低、无法控制大火、连续灭火性能差、容易造成人员伤害、需要有专业培训的知识、不适宜所有群体的人员使用、并会造成间接财产的损失、会对环境造成污染、挥发性燃烧火灾无能为力等等。还有冷却灭火，主要是以喷水方式为特征，通过降温火种达到灭火目的。缺陷需要专业人员(专业消防拴或消防车)实施灭火、从发现失火到报警处置，反应延迟时间无法控制，也受到距离及交通的制约、并且受局部水源的制约、灭火效率低、无法控油类等火灾、容易造成人员伤害、需要有专业培训的知识、不适宜所有群体的人员使用、并会造成间接财产的损失、会发生死灰再燃的现象、对挥发性火灾无能为力、经常是火也灭了东西也烧完了、由于灭火时间长所以人员的救护有一定的难度等等。每种灭火剂都存在一定程度的缺陷，灭火效率不高，价格比较昂贵，装置笨重占据较大空间，污染环境、有害于健康，且每种灭火剂也都有各自适用的场所和范围。因此，新型灭火剂的研究发展方向应该是在提高其灭火效率的同时，增强其适用性，扩大使用范围，同时应考虑朝着经济、无毒无公害、性能更完善的方向进行研究。
目前，全世界的科学家们都在寻找新的灭火剂的替代物。对新的替代物要求应是(1)对环境没危害不含破坏臭氧层因素(大气臭氧损坏值ODP≤005)，不含产生温室效应因素(温室效应值GMP≤01)，在大气中存活时间宜最短；(2)对人体无危害在喷射时保护区内人员不用撤离；(3)对设备没影响不破坏和影响设备使用；(4)毒性低、灭火后现场清洁，无渣滓；(5)灭火效果好，一般在10s之内灭火最好，如果燃烧物表面以下的部位燃烧(称之为深位火灾)时，维持设计规定的浓度在最短时间，使火灾完全熄灭。
发明内容
本发明提供负触媒灭火剂及制造方法，它通过不然触媒切断可燃物中炭素及氧分的氧化连锁反应，达到灭火目的。本发明彻底解决了传统灭火方法的缺陷，由传统的接触(即平面)灭火升华为负触媒(立体型)灭火。其灭火效率极高，大约在6、7秒内可完成灭火动作。有着强力的连续灭火能力，不需要专业的培训也可使用，使用者的适应群体极其宽阔，老幼都可使用。由于灭火时间极短，可大量减少生命财产的直接或间接的损失。由于是立体灭火，所以对挥发性火源有着良好的灭火性能，这时其它方法所很难作到的。由于负触媒实现了液态胶体玻璃在钠米级的高度分散，粒径的大小平均在30钠米左右，该玻璃粒子利用其巨大的表面积，在其热浪环流的作用下，迅速阻隔切断炭素及氧分的氧化连锁反应，为控制死灰复燃起到了重要的作用。本发明的灭火工艺不但可以为人类节约大量淡水资源，也为减少人员伤亡提供了一种非常实用的技术。由于本发明的灭火剂可充填在脆质塑料瓶内，可实施远离火种的投掷灭火，即安全又方便；它也可以配备在飞机之上实施对森林的高效灭火。该灭火剂在研究开发过程中，一直本着以保护生态环境为宗旨，不使用任何破坏环境的有害物质，所以在灭火过程中及灭火后都不会产生任何环境污染。达到了全世界科学家们寻找新的灭火剂的要求。
本发明的负触媒灭火剂其组分和含量按重量百分比计包括如下A溶液 40～80％氯化钠(纯度≥95％)1～5％碳酸氢铵 3～20％磷酸氢二铵3～20％尿素 3～25％硫酸铵5～20％，其中A溶液组分和含量按体积百分比计包括如下硼砂 1～35％电气石5～60％独居石3～30％水玻璃0～10％水30～90％。
上述组分中的电气石和独居石可以换为合成陶瓷，含量为3～60％。合成陶瓷是电气石、独居石和粘土烧制而成。电气石、独居石是天然或人工合成类陶瓷；优选的电气石、独居石为陶瓷管、陶瓷球或颗粒状的有形合成物体。
还可以在灭火剂中加入1～15％钨酸钠{Na2WO4·2H2O}起到增效作用。
本发明的其它组分为胶体态界面活性剂、染料等等。
本发明的负触媒灭火剂的制造方法，具体步骤如下在容器中，将按比例配制的水、硼砂、水玻璃，搅拌均匀，再加入电气石、独居石类陶瓷搅拌均匀形成液态胶体玻璃溶液A；然后将A溶液送到加热搅拌器中，按比例加入盐、碳酸氢铵和磷酸氢二铵进行搅拌，温度为30～60℃，一直到添加物全部溶解为止；再将溶液转入保温搅拌器内，待温度降至20～40℃时，再按比例加入尿素和硫酸铵，一直搅拌到全部溶解为止，pH值为7.5～10.0，即成为灭火剂。
在配置时，由于电气石具有永久性的自发电极，电气石微粒的周围存在着两极的静电场。可以同时通入电源对上述液体进行处理，当电气石接触到电源能量时会产生激活作用，使得电气石的表层电子加倍、加速释放，为形成胶体溶液提供了十分有力的环境。还可以加入超声波对上述液体进行发震处理。当电气石、独居石、硼砂等受到适度超声波发震时，会产生共鸣现象，因而为生成胶体玻璃起到了很好的促进作用。
为了区分不同时间调配的灭火剂，可以填加不同的颜色以备区分用。
本发明的灭火剂可用于消防行业用、普通民用和特殊行业用等。
该灭火剂可浓缩装于消防车内，在一边进水一边稀释的同时即可完成配比成灭火剂，当用该灭火液镇火时可大量节约宝贵的水源，准确有效地抑制火种的蔓延迅速灭火，不会有死灰再燃的担心，对油气类的火源也有很好的消火功能。而且不会发生多于的废弃液体，液体的使用量是传统救火车使用水源的几十分之一。本发明的灭火剂不含任何有害于人体的物质，不会造成任何环境污染；相反、常规的灭火器、消防车是无法作到的。
该灭火剂可充填在易碎的塑料瓶内，按通常一个标准房间的用量，比如选用500cc圆型易碎塑料瓶为容器，可制成远离火种的投掷式速效灭火瓶，其优异的性能及便捷性可见附表1。
该灭火剂可充填在设有压力的便携式喷射瓶内，即小巧玲珑携带方便，总重量在500多克，老幼都可使用。对于局部着火有着十分明显的镇火能力，由于其灭火范围广泛，可应用于各种交通工具之上。
由于该灭火剂保有高度的分散能力，其负触媒粒子(液态胶体玻璃)在遇到热浪时，会自行流进火种内切断火源，所以该灭火剂也是装载自动灭火系统的最佳素材。
该灭火剂也是森林火灾的最佳选择，即节约了水源由可有效地控制死灰复然、迅速消火；与同体积的液体水源相比，该液体的灭火面积是水源的数十倍以上。这就为飞机喷洒救火提供了最有力的使用武器。
本发明是一种简单、准确、最具实用性的一种新型多用途消防灭火的工艺系统。
具体效果和现有的技术对比如下
具体实施方式
实施例1将一个可容纳700升液体的容水罐中加入自来水500公斤、水玻璃(硅酸苏打)12.5公斤，搅拌均匀，容水罐可选用不锈钢罐体，再加入数毫米大小的颗粒状电气石150公斤、独居石30公斤、硼砂45公斤，而后通入24伏的电源搅拌10分钟，配制溶液A；然后经过虑或沉淀后的溶液输送到加热搅拌罐之中，加入盐10kg、碳酸氢铵60kg、磷酸氢二铵60kg进行搅拌，此时将温度调整到50℃，一直到添加物全部溶解(即透明)为止。再将溶液转入保温搅拌罐内，待温度降至35℃左右时，再加入尿素30kg、硫酸铵45kg，一直搅拌到全部溶解为止，变成为本发明的灭火剂。可根据不同年限配不同的颜色以备区分用。
实施例2将一个可容纳700升液体的容水罐中加入自来水500公斤、水玻璃(硅酸苏打)25公斤，搅拌均匀后，再加入复合陶瓷球225公斤，复合陶瓷球是由电气石56％、独居石12％、硼砂20％、粘土12％，在960℃以下烧制而得。而后通入16伏的电源搅拌10分钟，配制溶液A；之后经过虑的溶液输送到加热搅拌罐之中，加入盐12kg、碳酸氢铵60kg、磷酸氢二铵60kg进行搅拌，此时将温度调整到60℃，一直到添加物全部溶解(即透明)为止。再将其溶液转入保温搅拌罐内，待温度降至40℃时，再加入尿素45kg、硫酸铵30kg，一直搅拌到全部溶解(即透明)为止，再加入钨酸钠20公斤，变成为本发明的灭火剂。
实施例3将一个可容纳700升液体的容水罐中加入自来水500公斤、水玻璃(硅酸苏打)25公斤，搅拌均匀后，再加入复合陶瓷球300公斤，之后通入16伏的电源的同时，在加入功率3瓦强度20千赫的超声波发射装置搅拌8分钟，配制溶液A；之后经过虑的溶液输送到加热搅拌罐之中，加入盐15kg、碳酸氢铵40kg、磷酸氢二铵70kg进行搅拌，此时将温度调整到40℃，一直到添加物全部溶解(即透明)为止。再将此液转入保温搅拌罐内，待温度降至20℃左右时，再加入尿素40kg、硫酸铵40kg，一直搅拌到全部溶解(即透明)为止，再加入钨酸钠5公斤，变成为本发明的灭火剂。
实施例4将一个可容纳700升液体的容水罐中加入自来水500公斤、水玻璃12.5公斤，搅拌均匀后，再加入数毫米大小的颗粒状电气石150公斤、独居石30公斤、硼砂45公斤，而后搅拌10分钟，配制溶液A；之后经沉淀后的溶液输送到加热搅拌罐之中，加入盐10kg、碳酸氢铵60kg、磷酸氢二铵60kg进行搅拌，此时将温度调整到30℃，一直到添加物全部溶解为止。再将此溶液转入保温搅拌罐内，温度为30℃时，再加入尿素30kg、硫酸铵45kg，一直搅拌到全部溶解为止，再加入EP(胶体态表面活性剂)7.2公斤，食品蓝(染料)5克，变成为本发明的灭火剂。
实施例5将一个可容纳700升液体的容水罐中加入自来水500公斤、水玻璃(硅酸苏打)5公斤，搅拌均匀后，再加入复合陶瓷球225公斤，复合陶瓷球是由电气石56％、独居石12％、硼砂20％、粘土12％，在960℃以下烧制而得，而后通入24伏的电源搅拌10分钟，配制溶液A；之后经过虑的溶液输送到加热搅拌罐之中，加入盐6kg、碳酸氢铵30kg、磷酸氢二铵30kg进行搅拌，此时将温度调整到50℃，一直到添加物全部溶解(即透明)为止；再将此溶液转入保温搅拌罐内，待温度降至35℃时，再加入尿素25kg、硫酸铵15kg，一直搅拌到全部溶解(即透明)为止，再加入EP-680是3公斤，食品红(染料)5克，再加入钨酸钠5公斤，变成为本发明的灭火剂。
实施例6{浓缩型的配制方法-消防车用}将一个可容纳1200升液体的不锈钢容水罐中加入自来水1000公斤、硅酸苏打50公斤，搅拌均匀后，再加入复合陶瓷球350公斤，而后通入24伏的电源搅拌10分钟，配制溶液A；之后经过虑(或沉淀)的溶液输送到同等的容器之中加热搅拌罐，加入盐12kg、碳酸氢铵200kg、磷酸氢二铵200kg进行搅拌，此时将温度调整到50℃，一直到添加物全部溶解(即透明)为止；再将其溶液转入保温搅拌罐内，待温度降至35℃左右时，再加入尿素120kg、硫酸铵150kg，一直搅拌到全部溶解(即透明)为止，再加入EP(胶体态界面活性剂)20公斤，变成为本发明的浓缩型灭火充填剂。
该浓缩型灭火充填剂可充填在消防车中使用，浓缩液∶自来水为1∶20～40，只要在稀释过程中有一个搅拌装置即可。
本发明公开和提出的灭火剂及制造方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料、工艺参数、结构设计等环节实现。本发明的灭火剂及制造方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的灭火剂及制造方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种负触媒灭火剂其组分和含量按重量百分比计包括如下A溶液 40～80％氯化钠(纯度≥95％)1～5％碳酸氢铵 3～20％磷酸氢二铵3～20％尿素 3～25％硫酸铵5～20％，其中A溶液组分和含量按体积百分比计包括如下硼砂 1～35％电气石5～60％独居石3～30％水玻璃0～10％水30～90％。
2.如权利要求1所述的一种负触媒灭火剂，其特征是所述组分中的电气石和独居石换为合成陶瓷，含量为2～60％。
3.如权利要求2所述的一种负触媒灭火剂，其特征是所述合成陶瓷是电气石、独居石和粘土烧制而成。
4.如权利要求1或2所述的一种负触媒灭火剂，其特征是所述灭火剂中加入1～15％钨酸钠。
5.如权利要求1或2所述的一种负触媒灭火剂，其特征是所述的电气石、独居石是天然或人工合成类陶瓷；优选的电气石、独居石为陶瓷管、陶瓷球或颗粒状的有形合成物体。
6.如权利要求1或2所述的一种负触媒灭火剂的制造方法，具体步骤如下在容器中，将按比例配制的水、硼砂、水玻璃，搅拌均匀，再加入电气石、独居石类陶瓷搅拌均匀形成液态胶体玻璃溶液；然后将溶液送到加热搅拌器中，按比例加入盐、碳酸氢铵和磷酸氢二铵进行搅拌，温度为30～60℃，一直到添加物全部溶解为止；再将溶液转入保温搅拌器内，待温度降至20～40℃时，再按比例加入尿素和硫酸铵，一直搅拌到全部溶解为止，pH值为7.5～10.0，即成为灭火剂。
7.如权利要求6所述的一种负触媒灭火剂的制造方法，其特征是所述的容器中加入硼砂。
8.如权利要求6或7所述的一种负触媒灭火剂的方法，其特征是所述的保温搅拌器内加入钨酸钠。
9.如权利要求8所述的一种负触媒灭火剂的制造方法，其特征是所述的加入电气石、独居石类陶瓷搅拌均匀时，通入电源对上述液体进行处理。
10.如权利要求9所述的一种负触媒灭火剂的制造方法，其特征是所述的加入电气石、独居石类陶瓷搅拌均匀时，加入超声波对液体进行发震处理。
全文摘要
本发明涉及一种负触媒灭火剂及制造方法。具体方法是在容器中，将按比例配制的水、硼砂、水玻璃，搅拌均匀，再加入电气石、独居石类陶瓷搅拌均匀形成液态胶体玻璃溶液A；然后将A溶液送到加热搅拌器中，按比例加入盐、碳酸氢铵和磷酸氢二铵进行搅拌，温度为30～60℃，一直到添加物全部溶解为止；再将溶液转入保温搅拌器内，待温度降至20～40℃时，再按比例加入尿素和硫酸铵，一直搅拌到全部溶解为止，pH值为7.5～10.0，即成为灭火剂。该灭火剂保有高度的分散能力，其负触媒粒子在遇到热浪时，会自行流进火种内切断火源，所以该灭火剂也是装载自动灭火系统的最佳素材。本发明是一种简单、准确、最具实用性的一种灭火剂。
文档编号A62D1/00GK1644230SQ200510013130
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月24日 优先权日2005年1月24日
发明者郭铁柱 申请人:郭铁柱