本發(fā)明涉及消防安全，特別是涉及一種滅火爆豆及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著氣候變暖趨勢(shì)的加劇，近年來(lái)全球森林火災(zāi)頻發(fā)，給人類(lèi)生存發(fā)展帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。由于森林火災(zāi)釋放能量高、蔓延速度快、波及范圍大、受氣候變化影響大，加之地形復(fù)雜滅火裝備難于投送到火場(chǎng)中等原因，控制和滅火極為艱難。現(xiàn)有的主要滅火手段包括空中直升機(jī)噴灑滅火劑滅火和地面消防人員風(fēng)力滅火器滅火等。由于地面人員滅火易造成人員傷亡，空中滅火正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?？罩酗w機(jī)噴灑滅火劑滅火主要噴灑水和干粉兩類(lèi)滅火劑，由于從高空噴灑的滅火劑被風(fēng)和火場(chǎng)上升熱氣流大量帶走，滅火效果不佳。

2、近年來(lái)出現(xiàn)了航空滅火彈，可以將滅火劑投送到火場(chǎng)上空爆炸分散進(jìn)行滅火，但航空滅火彈技術(shù)復(fù)雜、爆炸危險(xiǎn)性大、成本高，而且用到的雷管、炸藥、引信等管控十分嚴(yán)格，大量推廣使用面臨許多實(shí)際困難。因此，開(kāi)發(fā)原料易得、制備方法簡(jiǎn)單、安全性高的新型空投滅火設(shè)備十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種滅火爆豆及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的森林、草原火災(zāi)滅火時(shí)從高空噴灑的普通滅火劑被風(fēng)和火場(chǎng)上升熱氣流大量帶走，滅火效果不佳的問(wèn)題。本發(fā)明的滅火爆豆尺寸和重量較普通滅火劑顆粒大很多，從高空投放時(shí)不易被風(fēng)和熱氣流帶走，能夠下落到火場(chǎng)中，并在火場(chǎng)中自動(dòng)爆裂開(kāi)來(lái)，破碎成滅火劑微小顆粒漂浮在火焰區(qū)進(jìn)行滅火。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：一種滅火爆豆，所述滅火爆豆為核殼結(jié)構(gòu)，所述滅火爆豆的內(nèi)核包括產(chǎn)氣材料，外殼包括干粉類(lèi)滅火材料。

4、所述產(chǎn)氣材料為具有產(chǎn)氣特性的材料，即可以在熱的作用下分解產(chǎn)生氣體的材料，其在火場(chǎng)中熱的作用下能夠快速分解產(chǎn)生氣體，氣體不斷積聚導(dǎo)致爆豆外殼爆裂，形成微小顆粒狀的干粉類(lèi)滅火材料漂浮在火場(chǎng)中進(jìn)行滅火。

5、進(jìn)一步地，所述產(chǎn)氣材料的熱分解溫度在30～120℃之間。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述產(chǎn)氣材料的熱分解溫度為38～65℃。熱分解溫度為38～65℃的產(chǎn)氣材料既可以在常溫下保持穩(wěn)定，又能在火場(chǎng)中較低溫度下就快速分解產(chǎn)生氣體使爆豆?jié)q裂，有利于提高滅火效率。

7、進(jìn)一步地，所述產(chǎn)氣材料包括碳酸銨鹽。

8、進(jìn)一步地，所述碳酸銨鹽包括碳酸氫銨和碳酸銨中的一種或多種。

9、碳酸氫銨和碳酸銨能在火場(chǎng)的熱作用下快速分解產(chǎn)生氣體使爆豆爆裂滅火，且其熱分解產(chǎn)物全部為氣體，能夠?yàn)楸贡烟峁┳畲蟮哪芰浚涣硗?，其分解產(chǎn)生的氣體為二氧化碳、氨氣和水(蒸汽)，全部屬于氣體滅火介質(zhì)，可以與外層固態(tài)干粉類(lèi)滅火材料顆粒共同參與滅火，以增強(qiáng)滅火效果。

10、進(jìn)一步地，所述干粉類(lèi)滅火材料包括磷酸銨鹽。

11、磷酸銨鹽在高溫作用下能夠生成磷的氧化物、偏聚磷酸鹽等滅火物質(zhì)。

12、干粉類(lèi)滅火材料有很多種，比如鈉鹽干粉滅火材料、鉀鹽干粉滅火材料等。不同種類(lèi)的干粉滅火材料適用于不同類(lèi)型的火焰，比如有的干粉類(lèi)滅火材料對(duì)液體、氣體火焰滅火能力強(qiáng)，但對(duì)固體(比如樹(shù)木)火焰效果不佳，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)只有磷酸銨鹽類(lèi)滅火材料對(duì)固、液、氣火災(zāi)均有良好的滅火效能，故本發(fā)明中選擇磷酸銨鹽類(lèi)干粉滅火材料作為滅火爆豆的外殼。

13、進(jìn)一步地，所述磷酸銨鹽包括磷酸二氫銨、聚磷酸銨、磷酸脲和三聚氰胺磷酸鹽中的一種或多種。

14、滅火爆豆爆裂后內(nèi)核分解產(chǎn)生的滅火氣體與外層磷酸銨鹽類(lèi)固態(tài)干粉滅火材料微粒可以形成具有協(xié)同滅火作用的滅火氣溶膠，不僅提升了固態(tài)滅火顆粒的懸浮、全淹沒(méi)滅火作用，而且固、液、氣三相滅火介質(zhì)之間通過(guò)化學(xué)、物理反應(yīng)，協(xié)同進(jìn)行高效、快速滅火。

15、進(jìn)一步地，所述干粉類(lèi)滅火材料的粒度為1～100μm。

16、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述干粉類(lèi)滅火材料的粒度為10～40μm。

17、進(jìn)一步地，所述滅火爆豆的尺度為3～10mm。

18、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述滅火爆豆的尺度為4～6mm。

19、進(jìn)一步地，所述滅火爆豆呈橢球形或球形。所述滅火爆豆呈球形時(shí)，所述尺度是指球形的直徑，即球形滅火爆豆的直徑為3～10mm，優(yōu)選為4～6mm。所述滅火爆豆呈橢球形時(shí)，所述尺度是指橢球形的長(zhǎng)徑，即橢球形滅火爆豆的長(zhǎng)徑3～10mm，優(yōu)選為4～6mm。

20、進(jìn)一步地，所述滅火爆豆的密度為1.3～1.5g/cm3。

21、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：一種上述滅火爆豆的制備方法，包括以下步驟：使用粘結(jié)劑對(duì)產(chǎn)氣材料進(jìn)行造粒，得到產(chǎn)氣材料內(nèi)核；利用粘結(jié)劑將干粉類(lèi)滅火材料包裹在所述產(chǎn)氣材料內(nèi)核表面，形成外殼，得到所述滅火爆豆。

22、進(jìn)一步地，所述產(chǎn)氣材料與干粉類(lèi)滅火材料的質(zhì)量比為1:3～4；所述產(chǎn)氣材料內(nèi)核的尺度為2～3mm；所述粘結(jié)劑包括酚醛樹(shù)脂酒精溶液。

23、進(jìn)一步地，所述酚醛樹(shù)脂酒精溶液的濃度為4～6wt％。

24、進(jìn)一步地，所述利用粘結(jié)劑將干粉類(lèi)滅火材料包裹在所述產(chǎn)氣材料內(nèi)核表面包括：將所述產(chǎn)氣材料內(nèi)核置于裝有干粉類(lèi)滅火材料粉體的容器內(nèi)，不斷搖動(dòng)容器的同時(shí)噴入霧化的粘結(jié)劑，使干粉類(lèi)滅火材料粉體逐層粘附在產(chǎn)氣材料內(nèi)核表面，形成外殼。

25、進(jìn)一步地，使用粘結(jié)劑對(duì)產(chǎn)氣材料進(jìn)行造粒過(guò)程中，產(chǎn)氣材料與粘結(jié)劑的用量比為1g：0.16ml；利用粘結(jié)劑將干粉類(lèi)滅火材料包裹在產(chǎn)氣材料內(nèi)核表面時(shí)，干粉類(lèi)滅火材料與粘結(jié)劑的用量比為1g：0.14～0.15ml。

26、進(jìn)一步地，所述利用粘結(jié)劑將干粉類(lèi)滅火材料包裹在所述產(chǎn)氣材料內(nèi)核表面，形成外殼后，還包括過(guò)篩、干燥的操作。

27、進(jìn)一步地，所述過(guò)篩為過(guò)20目篩，過(guò)篩的目的是篩掉外殼表面的浮塵，即浮塵穿過(guò)篩孔掉落，滅火爆豆留在篩網(wǎng)上。

28、進(jìn)一步地，所述干燥為烘干或自然晾干。

29、本發(fā)明的技術(shù)方案之三：一種上述滅火爆豆在森林火災(zāi)或草原火災(zāi)的控制中的應(yīng)用。

30、進(jìn)一步地，所述控制包括阻止火勢(shì)蔓延和熄滅火焰。

31、進(jìn)一步地，所述滅火爆豆的應(yīng)用方式包括以下三種：

32、方式一：用無(wú)人機(jī)、直升機(jī)或其它類(lèi)型消防飛機(jī)將所述滅火爆豆從高空向地面火場(chǎng)拋撒或投放。在這種方式下，滅火爆豆靠自身重力沉降到達(dá)火場(chǎng)后在火場(chǎng)高溫作用下爆裂，釋放干粉類(lèi)滅火材料和滅火氣溶膠協(xié)同進(jìn)行快速滅火，以達(dá)到控制火勢(shì)和撲滅火災(zāi)的效果。

33、方式二：在未著火區(qū)域與已經(jīng)著火區(qū)域之間布設(shè)滅火爆豆隔離帶。此方式用于阻止地表火的蔓延，控制和阻斷灌木、草原等地表火向周邊的擴(kuò)展。爆豆隔離帶的堆積高度和寬度依據(jù)火勢(shì)蔓延速度、風(fēng)力大小和消防人員經(jīng)驗(yàn)確定。

34、方式三：將滅火爆豆裝在細(xì)鋼絲網(wǎng)中形成各種防火隔離網(wǎng)。此方式用于對(duì)關(guān)鍵重點(diǎn)設(shè)施、設(shè)備的防火安全防護(hù)。

35、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

36、(1)本發(fā)明的滅火爆豆具有核殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)核為產(chǎn)氣材料，外殼為干粉類(lèi)滅火材料。其在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定、安全，無(wú)明顯物理、化學(xué)變化，可以安全方便地儲(chǔ)存、運(yùn)輸、拋散、投放。在火場(chǎng)中火焰的熱作用下，滅火爆豆內(nèi)核的產(chǎn)氣材料受熱后迅速分解產(chǎn)生氣體，將爆豆?jié)q裂形成大量具有滅火能力的微小顆粒，漂浮于火場(chǎng)中快速滅火。

37、(2)與常規(guī)干粉類(lèi)、微膠囊類(lèi)滅火劑相比，本發(fā)明的滅火爆豆尺度和重量較大(密度為1.3～1.5g/cm3)，在空中下落速度快(近似自由落體)，即使從幾百米高空投放也不會(huì)被風(fēng)和火場(chǎng)熱氣流帶走，可以從高空直接向地面拋撒、投放到火場(chǎng)進(jìn)行滅火。投放過(guò)程中，滅火爆豆靠自身重力下落到火場(chǎng)后在熱作用下自動(dòng)爆裂，釋放大量小顆粒滅火劑漂浮在火焰區(qū)進(jìn)行滅火；部分未爆裂的滅火爆豆散落在地面樹(shù)枝、樹(shù)葉、雜草等可燃物表面后，依然具有受熱爆裂，阻止火焰蔓延、擴(kuò)散等效果，對(duì)從整體上控制火情具有積極作用。

38、(3)本發(fā)明的滅火爆豆可以采用多種方式拋撒、投放到火場(chǎng)中進(jìn)行滅火，也可以布設(shè)成滅火爆豆隔離帶用于阻止地表火的蔓延，特別適用于大面積森林、草原火災(zāi)的控制，也可設(shè)置成阻火層用于對(duì)重要設(shè)施、設(shè)備的保護(hù)。

39、(4)本發(fā)明的滅火爆豆爆裂后外層磷酸銨鹽類(lèi)干粉顆粒釋放到火場(chǎng)中，在高溫火焰作用下發(fā)生化學(xué)變化生成磷的氧化物和偏聚磷酸鹽，前者具有捕捉燃燒鏈反應(yīng)自由基熄滅火焰功效，后者能夠形成膜狀聚合物覆蓋在可燃物表面窒息隱燃火；內(nèi)核受熱分解后產(chǎn)生的100％的具有滅火特性的氣態(tài)物質(zhì)(二氧化碳、氨氣和水蒸汽)，與外層干粉類(lèi)滅火介質(zhì)相互作用形成高滅火活性的氣溶膠，形成多相協(xié)同滅火效應(yīng)，極大地提高了對(duì)火災(zāi)的阻控和熄滅能力。以碳酸銨類(lèi)材料作為產(chǎn)氣內(nèi)核的滅火爆豆的破裂溫度約為48～60℃，每粒滅火爆豆受熱分解后可產(chǎn)生16.8～18.5ml氣體，每粒滅火爆豆產(chǎn)生的滅火物質(zhì)(包括磷的氧化物、偏聚磷酸鹽、氣體和氣溶膠)可控制3.0～3.7l空間內(nèi)的火焰。

40、(5)本發(fā)明的滅火爆豆所用主體材料(碳酸銨鹽類(lèi)產(chǎn)氣材料和磷酸銨鹽類(lèi)干粉滅火劑)為化肥類(lèi)材料，對(duì)樹(shù)木和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害，滅火、阻火效率高，滅火后殘?jiān)伲鍧嵀h(huán)保。

41、(6)本發(fā)明利用火場(chǎng)的高溫和熱量作為滅火爆豆爆裂分散滅火劑的動(dòng)力源，避免了使用雷管、炸藥、煙火藥等分散滅火劑帶來(lái)的一系列安全風(fēng)險(xiǎn)，極大地提高了滅火介質(zhì)拋撒、分散到火場(chǎng)中的安全性和便捷性。