本发明涉及灭火材料,具体而言,涉及一种金属火灾灭火剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、随着科技的进步,钾、钠、铝、镁、锌等金属材料越来越受到人们的重视,应用场所不断被拓展。这些金属很容易与其他物质发生剧烈化学反应而引起燃烧或爆炸且扑救难度大,危险性高,燃烧过程中还会释放出一些有毒物质,对扑救人员和设施都提出了较高的要求。如果外金属火灾事故频发,会导致严重的伤亡和经济损失。
2、目前,对于a类、b类、c类等几类火灾灭火都有很好的解决方案,但是对于d类(如钾、钠、镁等金属燃烧形成的火灾)灭火没有很好的解决方案。由于金属火灾具有燃烧温度高、火灾危害大等特点,无法使用常规通用型灭火剂,d类火灾是比较难扑救的火灾之一,因而d类火灾灭火的研究十分重要。
3、虽然d类干粉灭火剂有应用市场,但是由于工程应用研究深度不够,没获得必要的系统设计数据。工程应用较成熟的干粉灭火系统是b、c类干粉灭火系统,d类干粉灭火系统技术上不够成熟。随着国内工业的发展,对于研究如何高效的对金属进行灭火已经是现在的当务之急。
4、有鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种金属火灾灭火剂,所述灭火剂具有以改性纳米tio2为内核,以液态金属为外壳的核壳结构,通纳米tio2转晶吸热和液态金属优异的传热性质达到d类金属火灾的灭火效果。
2、本发明的第二目的在于提供一种如上所述的金属火灾灭火剂的制备方法,该方法工艺流程简单,反应条件温和且易于控制,制作成本低,制备得到的灭火剂对于金属火灾具有很好的灭火效果。
3、本发明的第三目的在于提供一种如上所述的金属火灾灭火剂在金属火灾灭火中的应用。
4、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
5、一种金属火灾灭火剂,包括改性纳米tio2以及至少部分包覆在所述改性纳米tio2外表面的液态金属;
6、所述改性纳米tio2包括纳米tio2以及至少部分包覆在所述纳米tio2外表面的表面改性剂,所述纳米tio2的晶型为锐钛型。
7、一种如上所述的金属火灾灭火剂的制备方法,包括以下步骤:
8、在改性纳米tio2的外表面包覆液态金属,即得所述金属火灾灭火剂。
9、一种如上所述的金属火灾灭火剂在金属火灾灭火中的应用。
10、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
11、(1)本发明提供的金属火灾灭火剂以改性纳米tio2为内核,有利于液态金属的包覆,液态金属具有优异的传热性质,有利于外界热量的传递,并且包覆在纳米tio2的外表面能防止纳米材料团聚,使灭火剂具有较好的分散性,纳米tio2由锐钛型转变为金红石型时会发生转晶吸热,在灭火时液态金属将外界热量传递给锐钛型纳米tio2,锐钛型纳米tio2吸收热量并转变晶型,两者配合,使燃烧金属的温度降低到燃点以下,实现灭火;本发明提供的金属火灾灭火剂对d类金属火灾具有很好的灭火效果。
12、(2)本发明方法工艺流程简单,反应条件温和且易于控制,制造成本低,利用纳米tio2转晶吸热和液态金属优异的传热性质进行灭火,为d类金属火灾灭火剂的设计和研究提供了一种新思路。
1.一种金属火灾灭火剂,其特征在于,包括改性纳米tio2以及至少部分包覆在所述改性纳米tio2外表面的液态金属;
2.根据权利要求1所述的金属火灾灭火剂,其特征在于,所述液态金属包括金属镓、金属铟、金属锡中的一种或多种组成的合金。
3.根据权利要求1所述的金属火灾灭火剂,其特征在于,所述表面改性剂包括油酸和/或f2311。
4.根据权利要求1所述的金属火灾灭火剂,其特征在于,所述纳米tio2的粒径为20-500nm。
5.权利要求1-4任一项所述的金属火灾灭火剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的金属火灾灭火剂的制备方法,其特征在于,所述包覆液态金属的方法包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的金属火灾灭火剂的制备方法,其特征在于,包含以下特征中的至少一种:
8.根据权利要求5所述的金属火灾灭火剂的制备方法,其特征在于,所述改性纳米tio2的制备方法包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的金属火灾灭火剂的制备方法,其特征在于,包含以下特征中的至少一种:
10.权利要求1-4任一项所述的金属火灾灭火剂在金属火灾灭火中的应用。