具有生物修复功能的复合型气溶胶灭火材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及灭火剂领域，更具体地涉及具有生物修复功能的复合型气溶胶灭火材料。
【背景技术】
[0002]长期以来，国内外普遍使用的灭火剂主要有清水灭火剂、干粉灭火剂、惰性气体灭火剂、泡沫灭火剂和哈龙灭火剂等。就其总体灭火性能而言，哈龙系列灭火剂以其灭火效率高、安全清洁、低毒无残留、腐蚀性小、易储存、适用性广等特点而被广泛使用。但是20世纪80年代的研宄表明，哈龙灭火剂对大气中的臭氧有很大的破坏作用，现已基本停止生产和使用。所以人们一直在寻找一种新型的高效能灭火剂来代替它。气溶胶灭火剂是一种新型的灭火剂，是指以空气为分散介质、以固态或液态的灭火剂微粒为分散质形成的具有灭火效能的溶胶体系。现在使用的气溶胶灭火剂根据产生气溶胶温度的不同，可以分为热气溶胶灭火剂和冷气溶胶灭火剂。其中热气溶胶灭火剂研宄较早，技术较成熟。是一种基于氧化剂与燃料(还原剂)之间产生的剧烈氧化还原反应，通过产生的活性抑制剂的化学反应，摧毀火焰中的自由基团燃烧链式反应的灭火技术。具有环保、灭火快、效果持久、价格便宜、灭火范围广等优点，尤其是它的臭氧消耗潜在值(ODP)和温室效应潜能值(GWP)均很低，可常温常压贮存、工程造价低，近几年发展迅速。由于其设备结构简单、使用方便，特别适于小防护区等场所，越来越受到人们的青睐。但这种灭火剂存在一个主要问题就是燃烧性能不稳定，灭火效率较低，产物残留多，灭火速度难控制，对油类火灾灭火效果差；且其中采用的许多附加剂成分还存在各种毒性同題，对人和周边环境有潜在危害，不正确使用会引起二次危害和污染。而冷气溶胶灭火剂是利用压缩气体加压喷射法直接将超细干粉灭火剂微粒射人大气中，形成有灭火浓度的烟幕，它存在体积大、灭火距离短、成本偏高、使用不方便、灭火效率不稳定等缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的正是为了避免上述已有技术的不足而设计出的一种新型气溶胶灭火材料。针对上述现有技术中存在的问题，结合了冷热两种气溶胶灭火剂的各自特点，并调整了配方，采用了一些新的灭火剂组分，改进一些灭火材料的技术特性参数。本发明的目的在于，提供一种较现有技术更加合理的，环境友好的，具有一定生物修复功能的适用于多种灭火设备的、保持高效灭火效能的复合型气溶胶灭火材料。本发明提供了一种具有生物修复功能的复合型气溶胶灭火材料，包括氧化剂、可燃剂、催化改性剂、灭火阻燃颗粒剂、生物修复剂、和成型助剂，以重量百分比计，该灭火材料的配方为:氧化剂55-70%、可燃剂5-10%、催化改性剂5-15%、灭火阻燃颗粒剂5-10%、生物修复剂2-5%和成型助剂2_8%。
[0004]进一步地，所述的氧化剂是硝酸鉀、硝酸锶、硝酸铵和碳酸钾中的一种或几种的混和物，所述的可燃剂是镁粉和海藻糖、乳糖、蔗糖中的一种或几种的混和物，所述的催化改性剂是氨基磺酸胍、硝基胍、乌洛托品、双氰胺、磷酸氢氨、草酸铵、硬脂酸钠和聚乙烯醇中的一种或几种的混和物，所述的生物修复剂是细菌休眠芽孢颗粒，所述的灭火阻燃颗粒剂是聚磷酸铵粉末和石墨粉中的一种或几种的混和物、所述的成型助剂是环氧树脂和酚醛树脂中的一种或几种的混和物。
本发明还公开了一种制备上述的灭火材料的方法，将所有所述固体组分进行充分磨碎混合，然后进行热机械处理并在压力模具中加压成型制成药柱供灭火设备装填使用
生物修复是指利用生物尤其是微生物，诱导或加快环境中有害污染物的降解过程，最终转化为无害物质的生物工程技术。与传统的化学、物理处理方法相比，生物修复技术具有下列优点:(I)污染物在原地被降解、清除；(2)修复时间较短；(3)就地处理，操作简便，对周围环境干扰少；(4)较少的修复经费，仅为传统化学、物理修复经费的30%?50% ; (5)人类直接曝露在这些污染物下的机会减少；(6)不产生二次污染，遗留问题少。生物修复技术也常与其他化学、物理修复方法联合使用，以便更有效地分解和去除污染物质。有机废物是微生物菌种重要的食物源，特别是作为微生物生长、繁殖所需要的重要的碳源。特别对于动、植物油和石油类衍生物矿物油等以碳链结构为基础的大分子有机物有许多是不易生物分解的。而在一些火灾中，这些没有完全燃烧的有机物会常常残留很久，同时目前常用的灭火剂中也有类似的有毒成分存在，如泡沫灭火剂中的一些常用的起泡剂和稳定剂。而在灭火后，这些在环境里大量残留的有毒化合物是难用常规技术清除干净的。因此，通过生物修复技术后处理这些化合物就成为一种理想的方案选择。通过人工加入一些繁殖快、活性强、分解有机物迅速的特定芽孢微生物菌种，能加速降解反应的进程、缩短污染物残留时间。而细菌的休眠芽孢颗粒有着很好的抗逆性，依靠自身厚密的芽孢壁等的保护作用，在高温下也有着较高的存活率，既能在灭火时可以和超微阻燃剂粉末一同进行覆盖灭火阻燃，也可在灭火后可以利用灭火材料里的营养源苏醒复活，降解火灾残留的污染物，进行正常的生物修复作用。
[0005]本发明的复合型气溶胶灭火材料是在现有气溶胶灭火剂的基础上加入其他的灭火剂、阻燃剂及生物修复剂来提高气溶胶灭火剂的灭火效果，在充分考虑点火性、安全性和化学兼容的前提下设计灭火能力，氧化剂采用非完全钾盐设计，可燃剂选择部分有机物，避免有毒附加剂的使用；这使得气溶胶灭火材料在燃烧时不会过于剧烈，同时降低其化学反应产生的副作用，并在灭火后起到对周边环境进一步阻燃和生物修复的功效。本发明的灭火剂具有很好的灭火性能和抗复燃性能，具有灭A、B、C、F等多种类火灾的能力。它主要通过有控制的燃烧，产生的气溶胶粒子微粒、水汽、N2XO2等惰性气体和自身的超微阻燃剂粉末，利用气溶胶粒子微粒抑制燃烧链反应的化学作用，惰性气体的物理窒息，水汽的降温以及超微阻燃剂粉末的覆盖阻燃等多种方式来灭火。此灭火技术具有灭火效能高、灭火速度快、适用面广、无毒无腐蚀、低残留、可常压存贮等众多优点。灭火后又能进行生物修复，消除灾后毒害物质残留、促进自然环境生态修复。适用于汽车、火车、飞机、船舶等的引擎仓，控制间、燃料泵等处的快速紧急灭火，也可用在油井、海上钻井平台、储油罐等处的火灾，对房屋内部的一般性火灾也有很好的扑灭效果。
[0006]通过国家环保部制定的环保菌剂环境安全评价标准的要求，选择了几种繁殖快、活性强、分解有机物迅速的特定芽孢微生物菌种，并通过微生物强化诱导培养、生物发酵技术，真空冷冻干燥技术制备了细菌休眠芽孢颗粒。参照国家公共安全行业标准GA500 -2004《气溶胶灭火剂》中检验灭火性能的方法，用90#汽油为