灭火用微包囊，其制备方法及包括其的灭火装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种灭火用微包囊，其制备方法及包括其的灭火装置。灭火用微包囊具有核

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灭火用微包囊，其制备方法及包括其的灭火装置


[0001]本专利技术涉及灭火用微包囊，其制备方法及包括其的灭火装置，更具体涉及包括灭火剂的微包囊和制备其的制备方法及因包括灭火用微包囊而在发生火灾时能够灭火的灭火装置。

技术介绍

[0002]封装(encapsulation)是将液体、固体或者气体作为核(core)，并形成用于包覆核的外部的壳(shell)的物理化学过程，核
‑
壳结构中壳用于防止被封装的核与外部环境相互作用。
[0003]这种封装工序被广泛用于扩展各种物质的性能。进行封装的主要目的在于经封装的核的受控外部释放。一般，在存储及加工步骤中，被封装的核需要与外部完全分离。
[0004]根据使用用途，封装的核的外部释放可能不同。作为一例，为了利用从壳释放的核的受控外部释放，能够封装使用药物、杀虫剂、香料及矿物肥料等核。
[0005]这种封装的各种用途中，正在开发包含灭火剂作为核，当发生火灾时，壳被破坏，从而向外部释放灭火剂以灭火的各种技术。
[0006]灭火用微包囊将灭火剂作为核，并将其封装至壳内部，当发生火灾时，在窄的温度范围和短时间内发生灭火剂脱离壳的解封(解除封装，Decapsulation)，从而能够迅速灭火，并提高灭火的效率。
[0007]另一方面，核
‑
壳结构的灭火用微包囊所需的功能是能够将作为核的灭火剂与外部环境分离，且存储时，通过阻断灭火剂的泄露来提高稳定性，且长期保管在沸点以上时保持其特性，并确保对灭火剂本身的防潮性和暴露于其它溶剂时的稳定性。
[0008]灭火用微包囊在灭火剂的沸点70℃或者其以上的温度(解封温度)下，灭火剂的体积急剧膨胀的同时破坏壳，从而释放到外部。
[0009]这种破坏壳的速度必须大于灭火过程中火焰内的灭火剂分解的速度。否则无法获得灭火所需的灭火剂的浓度值。为了达到灭火所需的灭火浓度值，必须迅速释放被封装的灭火剂。
[0010]为了制备可迅速释放的灭火用微包囊，能够通过对形成微包囊的壳选择正确材料和形成方法来解决。应当是以蛋白质(明胶、酪蛋白等)、高分子(热固化性高分子及热塑性物质)、纤维素衍生物(甲基、乙基、乙酰基、硝基、羧甲基纤维素)或者无机物质(硅酸盐、碳化物等)为基础的高密度的无孔单层或者多层结构。
[0011]作为用于制备上述灭火用微包囊的现有技术的示例，例如，WO2012/177181号中公开了微包囊化的灭火剂，其获得方法，灭火复合材料及灭火涂布方法。
[0012]该专利技术作为用于将灭火剂微包囊化于壳的方法，公开了使用聚乙烯醇及脲
‑
间苯二酚
‑
甲醛树脂的化合物或者填充1
‑
5nm厚度的矿物质膜(被剥离的蒙脱土)的交联明胶制备的壳。
[0013]这种聚合物壳(外壁)在90～270℃的温度范围内进行反应。结果，被封装的灭火剂
在存储期间保持其特性，且包囊在70～100天以内的重量损失不超过1.5％。
[0014]相反，该专利技术的缺点在于灭火剂的低温解封。当灭火剂为Novec 1310时，沸点为90℃，当灭火剂为Novec 114时，沸点为120℃，因此在低温下发生的解封对灭火用微包囊的物理性质起到不利影响。
[0015]另外，从该专利技术的热重分析数据可以推断出包囊的分阶段解封在短时间和窄的温度范围内无法使灭火剂扩散，因而不能表现出迅速灭火的效果。
[0016]因此，迫切需要研究在室温及沸点以上的温度下表现出长期存储性和安全性，并且，在灭火剂的解封过程中，能够在短时间和窄的温度范围内迅速释放灭火剂的灭火用微包囊。
[0017]在先技术文献
[0018](专利文献1)国际公开专利公报WO 2012/177181(2012.12.27)

技术实现思路

[0019]技术问题
[0020]本专利技术是为了解决如上所述的现有技术问题而提出的，本专利技术的目的在于提供一种灭火用微包囊，其制备方法及包括其的灭火装置，所述灭火用微包囊在室温及沸点以上的温度下表现出长期存储性和安全性，在灭火剂的解封过程中，具有经改善的动力学(反应速度，动态特性)，以便在窄的温度范围和短时间内能够迅速释放灭火剂，壳的厚度为200nm～5μm，并且对水及其它溶剂(醇、酮、酯等)的影响具有抵抗性。
[0021]技术方案
[0022]为了达成如上所述的技术问题，本专利技术提供灭火用微包囊，为核(core)
‑
壳(shell)结构，所述核为灭火剂，所述壳为无孔高分子聚合物，并且包括沉淀剂及/或者凝结剂。
[0023]另外，所述灭火剂的化学式为C
x
H
y
O
z
Hal
k
(其中，x、y、z、k为0、1、2...，Hal为Br、I、F)。
[0024]另外，所述壳由选自交联聚醋酸乙烯酯、乙基醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚脲、聚氨酯、聚酯树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂及间苯二酚甲醛树脂中的至少一种树脂形成。
[0025]另外，所述沉淀剂包括选自醋酸钾、柠檬酸钠、氯化钠、氯化铵、碘化钠、碘化钾、硫酸铜及硫氰酸钠中的至少一种沉淀剂。
[0026]另外，所述凝结剂包括选自硫酸铝、氢氧化锌、氢氧化铁及氯化铁中的至少一种凝结剂。
[0027]另外，所述灭火剂脱离所述壳的解封(Decapsulation)工序在窄的温度范围和短时间内发生，解封率超过150％/min。
[0028]另外，所述灭火用微包囊的重量从95％降低至15％(灭火剂向外部释放)的温度范围为40℃以内。
[0029]另外，所述壳的厚度在200nm～5μm的范围。
[0030]另外，将所述灭火用微包囊在30℃下放置30天时，重量损失为初始重量的0.5％以下。
[0031]另外，将所述灭火用微包囊在60℃下放置30天时，重量损失为初始重量的1％以下。
[0032]另外，所述壳暴露在水、醇、酮、醚及它们的混合物时保持物理
‑
机械性能，且干燥后的重量损失为初始重量的0.5％以下。
[0033]另外，本专利技术提供灭火用微包囊的制备方法，其包括如下步骤：(a)制备第一胶体溶液，其中，该第一胶体溶液的分散相是作为核的灭火剂，分散溶剂为极性或非极性；(b)制备第二胶体溶液，其中，该第二胶体溶液的分散相是壳的预聚物或低聚物，分散溶剂为极性或非极性；(c)将步骤(a)和步骤(b)中制备的所述第一胶体溶液和所述第二胶体溶液与沉淀剂和/或凝结剂混合；(d)通过在所述步骤(c)中混合的第一胶体溶液的表面处沉淀和固化所述第二胶体溶液以形成核
‑
壳，从而形成灭火用微包囊；以及(e)洗涤和过滤所述步骤(d)中形成的所述灭火用微包囊。
[0034]另外，所述步骤(a)的所述灭火剂的化学式为C
x
H
y
O
z...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种灭火用微包囊，其特征在于，具有核
‑
壳结构，所述核为灭火剂，所述壳为无孔高分子聚合物，并且包括沉淀剂及/或者凝结剂。2.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述灭火剂的化学式为C
x
H
y
O
z
Hal
k
，其中，x、y、z、k为0、1、2...，Hal为Br、I、F。3.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述壳由选自交联聚醋酸乙烯酯、乙基醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚脲、聚氨酯、聚酯树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂及间苯二酚甲醛树脂中的至少一种树脂形成。4.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述沉淀剂包括选自醋酸钾、柠檬酸钠、氯化钠、氯化铵、碘化钠、碘化钾、硫酸铜及硫氰酸钠中的至少一种沉淀剂。5.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述凝结剂包括选自硫酸铝、氢氧化锌、氢氧化铁及氯化铁中的至少一种凝结剂。6.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述灭火剂脱离所述壳的解封工序在窄的温度范围和短时间内发生，且解封率超过150％/min。7.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述壳的厚度在200nm～5μm的范围。8.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，将所述灭火用微包囊在30℃下放置30天时，重量损失为初始重量的0.5％以下。9.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，将所述灭火用微包囊在60℃下放置30天时，重量损失为初始重量的1％以下。10.根据权利要求1所述的灭火用微包囊，其特征在于，所述壳暴露在水、醇、酮、醚及它们的混合物时保持物理
‑
机械性能，且干燥后的重量损失为初始重量的0.5％以下。11.一种灭火用微包囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)制备第一胶体溶液，其中，该第一胶体溶液的分散相是作为核的灭火剂，分散溶剂为极性或非极性；(b)制备第二胶体溶液，其中，该第二胶体溶液的分散相是壳的预聚物或低聚物，分散溶剂为极性或非极性；(c)将步骤(a)和步骤(b)中制备的所述第一胶体溶液和所述第二胶体溶液与沉淀剂和/或凝结剂混合；(d)通过在所述步骤(c)中混合的第一胶体溶液的表面处沉淀和固化所述第二胶体溶液以形成核
‑
壳，从而形成灭火用微包囊；以及(e)洗涤和过滤所述步骤(d)中形成的所述灭火用微包囊。12.根据权利要求11所述的灭火用微包囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)的所述灭火剂的化学式为C
x
H
y
O
z
Hal
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相摄，亚历山德拉，
申请(专利权)人：GFI有限公司，
类型：发明
国别省市：