一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  233

一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,按由15~86份固体燃料,5~50份氧化剂,1~5份粘合剂,5~40份冷却剂,5~40份灭火剂,0.1~2份润滑剂,0.1~2份催化剂,通过均匀、干燥、粉碎、混药、制片制备。本发明的气体推进式灭火剂具有稳定性好、发射效率高、灭火效率高及降温速度快的特点,克服了现有的推进气体产生剂的稳定性差、温度过高、灭火性能差等缺点,在飞机干舱灭火方面具有很强的应用前景。
【专利说明】-种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种灭火剂,具体涉及一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂。 [0002]

【背景技术】
[0003] 气体产生剂又称产气剂,是指燃烧后能产生气体的物质。在固体推进器中,气体产 生剂是以固态反应物(燃料和氧化剂)的形式通过快速反应瞬间产生大量的高温、高压、高 能气体产物,如氮气、水蒸汽及CO 2等,并利用高能气体从喷管排出产生的推动力来推进其 、产.、Π . 刖进。
[0004] 由于气体产生剂产生的惰性气体对火灾的抑制效果明显,故近年来,气体产生剂 在灭火方面的应用研究逐渐增加。但由于气体产生剂释放的气体往往温度过高,选择不慎 甚至会对燃烧起到助推作用。因此,提高气体产生剂的产气量、降低产气的温度、提高灭火 效率是对气体产生剂应用于灭火领域具有非常重要的意义。
[0005] 飞机干舱(Dry bay)是指飞行器中直接与油料箱或者其他易燃液体相邻的隔间, 隔间中一般有燃料管路、控制线路、电器设备等。在飞行过程中一旦油箱受到冲击或者被击 穿,大量的可燃液体会进入干舱形成火灾甚至爆炸造成严重的后果。除了干舱,飞机的发动 机舱或者货舱一旦发生火灾也同样会产生严重的后果。所以在飞机上加强对这些狭小空间 的防火保护,能有效地保障飞机安全。目前主要用于飞机上的快速灭火剂是哈龙灭火剂,但 是由于哈龙灭火剂中含有氯和溴的哈龙气体在大气中受到太阳光辐射后,分解出氯、溴自 由基会破坏臭氧层而将逐渐被淘汰。
[0006] 另外,已有其他的气体产生剂由于产气量低,产出气体温度高,灭火效果比较差, 甚至高温气体会对火灾起到助燃的作用,因此在灭火领域有一定的局限性。
[0007]


【发明内容】

[0008] 本发明的目的在于提供一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,即发射时间 短、排气温度低、灭火效率高的气体发生组合物,通过将灭火剂与固体燃料产生推进剂相结 合,以解决目前存在的喷出气体温度过高、灭火效率较低的问题。为实现上述目的,本发明 采用的技术方案如下: 一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,由以下原料按重量份制备而成: 固体燃料15?86份 氧化剂5?50份 粘合剂1?5份 冷却剂5?40份 灭火剂5?40份 润滑剂〇. 1?2份 催化剂0. 1?2份 进一步,所述的固体燃料是氮气产生量高的富氮的胍类、唑类或胺类化合物中至少 一种;其中胍类化合物有硝基胍、硝酸胍、碳酸胍等,唑类化合物有5-氨基四唑(5-AT)、 3, 6-双(1氢-1,2, 3, 4-四唑-5-氨基)-1,2, 4, 5-四嗪(BTATZ)等,胺类化合物如三聚氰 胺、偶氮二甲酰胺等。
[0009] 所述氧化剂选自硝酸锶(Sr (NO3) 2 )、硝酸钾(KNO3 )、高氯酸钾(KClO4 )、硝酸铵 (NH4NO3)、硝酸肼胺(HAN)中的至少一种。
[0010] 所选粘合剂选自聚醋酸丁酯(PBA)、聚乙烯醇(PVA)、硝化棉(NC)、聚硫橡胶、聚氨 酯(PU)、聚丁二稀(HTPB)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的一种或多种。
[0011] 所选冷却剂选自碳酸镁^8〇)3)、氢氧化铝(41(0!1)3)、草酸铜((:11((: 204)*0.5!120)、 碳酸钙(CaCO3)、水(H 2O)中的至少一种。
[0012] 所述灭火剂选自碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3 )、碳酸钾(K2CO3 )、氯化钾 (KC1)、硫酸钾(K2SO4)和磷酸铵盐干粉灭火剂及以碳酸氢钠和钾盐为基料的混合型干粉灭 火剂中的一种或多种。
[0013] 所选的润滑剂为滑石粉、云母中的一种或两种。
[0014] 所述催化剂选自炭黑、石墨中的一种或两种。
[0015] 本发明的固体推进气体产生剂是按照配比称取原料,并将各原料进行粉碎、混合 后再进行压制成型。
[0016] 本发明的有益效果有: 1、本发明的气体推进式灭火剂利用固体推进器产生的高能气体的推动和协效作用,在 触发时,固体燃料在氧化剂、催化剂作用下迅速产生大量的推进气体而推进发射出灭火剂, 同时灭火剂中混合的推进气体也能起到灭火的作用,使得本发明的灭火剂具有发射效率 高、灭火效率高及降温速度快的特点,克服了现有的灭火剂的稳定性差、温度过高等缺点, 在飞机干舱灭火方面具有很强的应用提高灭火剂的发射速度和效率,降低发射气体的温 度。
[0017] 2、由于冷却剂具有吸热以及产气作用,使得固体燃料与氧化剂、催化剂反应产生 的高温气体能快速被冷却剂冷却而降温,同时还可显著提高产气量,即保证了灭火剂在火 源处实现灭火的同时还可以降低火源的温度。
[0018] 3、由于本发明选择了将固体燃料与灭火剂配合使用具有协同效应作用,能够明显 提高灭火的效率;不仅可以利用固体燃料产生的推进气体的推进作用来提高灭火剂的分散 度,还可利用其产生的惰性气体起到稀释和隔绝氧气的作用,提高灭火效率。
[0019] 4、本发明的灭火剂易储存,稳定性好,且触发反应非常迅速,瞬间产生推进气体和 灭火剂,能够使得灭火在短时间内完成,有效阻止了火势的蔓延,降低燃烧事故的危害。
[0020]

【具体实施方式】
[0021] 下面实施例中灭火剂都是按以下方法制备:先按配比称取各原料,并经粉碎、过 筛、混合均匀,再在模具上将混合药剂压制成药柱,即得本发明的气体推进式灭火剂。最后 对药剂安装点火药,以起爆器(电阻为2欧姆,发火电流为500 mA)激发。
[0022] 气体推进式灭火剂的燃烧速度的测量方法为: 制备尺寸为7 mm*7 mm*70 mm的药条在氮气加压的套罩式药条燃烧器内以保险丝熔断 方式进行测量。具体方法是在药条上端安装0.5 mm的铁丝,用100 V电压加热铁丝,使药 条点火,在保险丝之间加电阻,由于保险丝熔断时电压发生变化,求得时间与距离的关系便 可计算出燃速。本发明中药条的温度为标准温度293 K、高温为343 K、低温为243 K,压力 范围为0· 3?10 MPa。
[0023] 气体推进式灭火剂的产气量是利用密闭爆发器研究测定的,其方法如下: 观察期在定容条件下药剂燃烧时压力的变化,它由高强度钢支撑的高压容器、压力传 感器、电荷放大器和数据采集器以及点火系统组成。测试原理是当点燃位于密闭爆发器内 的气体推进式灭火剂时,固体燃料快速燃烧并与还原剂等反应生成大量气体,同时燃烧热 使密闭爆发器内的温度迅速升高。当燃烧连续进行时,密闭爆发器中的气体量不断增大,且 温度也不断升高,使容器内的压力随时间迅速上升。通过连接在密闭爆发器上的压力传感 器、电荷放大器和数据采集器测试盒记录了密闭爆发器内压力随时间的变化情况。
[0024] 各实施例的配方如下: 实施例1 固体燃料5-氨基四氮唑21. 8份 氧化剂硝酸铵35. 2份 粘合剂聚醋酸丁酯3份 冷却剂碳酸钙34. 5份 灭火剂磷酸铵盐干粉灭火剂5份 润滑剂滑石粉〇. 1份 催化剂炭黑0. 4份 实施例2 固体燃料3, 6-双(1氢-1,2, 3, 4-四唑-5-氨基)-1,2, 4, 5-四嗪15份 氧化剂硝酸锶5份 粘合剂聚乙烯醇1份 冷却剂碳酸镁31. 5份 灭火剂碳酸氢钠干粉灭火剂20份 润滑剂滑石粉〇. 5份 催化剂炭黑2份 实施例3 固体燃料硝基胍34份 氧化剂硝酸钾10份、高氯酸钾10份 粘合剂聚丁二稀3份、聚氯乙烯2份 冷却剂氢氧化铝5份 灭火剂碳酸氢钠干粉灭火剂5份 润滑剂云母〇. 5份 催化剂炭黑〇. 2、石墨0. 3份 实施例4 固体燃料硝酸胍45份 氧化剂硝酸钾30份 粘合剂聚醋酸丁酯2份 冷却剂碳酸钙25份 灭火剂氯化钾干粉灭火剂20份 润滑剂滑石粉1份 催化剂炭黑0. 5份 实施例5 固体燃料三聚氰胺50份、偶氮二甲酰胺25份 氧化剂硝酸钾20份、高氯酸钾20份 粘合剂聚乙烯醇缩丁醛5份 冷却剂草酸铜30份 灭火剂碳酸氢钠干粉灭火剂30份 润滑剂云母1份 催化剂石墨1. 5份 实施例6 固体燃料5-氨基四唑40份、3, 6-双(1氢-1,2, 3, 4-四唑-5-氨基)-1,2, 4, 5-四嗪 46份 氧化剂硝酸铵30份、硝酸肼胺20份 粘合剂聚氯乙烯4份 冷却剂碳酸镁20份、碳酸钙20份 灭火剂碳酸氢钠和钾盐为基料的混合型干粉灭火剂40份 润滑剂滑石粉1份、云母1份 催化剂炭黑1份、石墨1份 按上面检测方法分别检测实施例1一 6制备的气体推进式灭火剂的产气量、固体燃料 燃烧线速度,并同时将其对准火焰进行喷射灭火,检测火焰是否熄灭,具体如下表1所示: 表1 :性能测试

【权利要求】
1. 一种用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:由以下原料按重量份制 备而成: 固体燃料15?86份 氧化剂5?50份 粘合剂1?5份 冷却剂5?40份 灭火剂5?40份 润滑剂〇. 1?2份 催化剂0. 1?2份。
2. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所述 的固体燃料是氮气产生量高的富氮的胍类、唑类或胺类化合物中至少一种。
3. 根据权利要求2所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所 述胍类化合物为硝基胍、硝酸胍或碳酸胍,所述唑类化合物为5-氨基四唑或3, 6-双(1 氢-1,2, 3, 4-四唑-5-氨基)-1,2, 4, 5-四嗪,所述胺类化合物为三聚氰胺或偶氮二甲酰胺。
4. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所述 氧化剂选自硝酸锶、硝酸钾、高氯酸钾、硝酸铵、硝酸肼胺中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所选 粘合剂选自聚醋酸丁酯、聚乙烯醇、硝化棉、聚硫橡胶、聚氨酯、聚丁二稀、聚氯乙烯、聚乙烯 醇缩丁醛中的一种或多种。
6. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所选 冷却剂选自碳酸镁、氢氧化铝、草酸铜、碳酸钙、水中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所述 灭火剂选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钾、氯化钾、硫酸钾和磷酸铵盐干粉灭火剂及以碳酸 氢钠和钾盐为基料的混合型干粉灭火剂中的一种或多种。
8. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所选 的润滑剂为滑石粉、云母中的一种或两种。
9. 根据权利要求1所述的用于飞机干舱灭火的气体推进式灭火剂,其特征在于:所述 催化剂选自炭黑、石墨中的一种或两种。
【文档编号】A62D1/06GK104368120SQ201410582015
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】马丽艳, 陆松, 龚伦伦, 杨晖, 李治, 张和平 申请人:中国科学技术大学先进技术研究院, 合肥科斯孚安全科技有限公司

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