[发明专利]一种防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂包括外壳层和内核层，外壳层由以下重量比的组分制成：相变材料A 60～70％、阻燃材料20～30％、增强材料5～10％，内核层包括温控胶囊和阻燃剂混合溶液，温控胶囊包括外层囊壁以及包裹在外层囊壁内的水溶性胶囊，水溶性胶囊中填充有阻燃剂A粉末，外层囊壁由相变材料B制成，相变材料A的熔点高于相变材料B的熔点，阻燃剂混合溶液由阻燃剂B溶液和海藻酸钠溶液混合得到，阻燃剂A与阻燃剂B接触反应释放二氧化碳。本发明以相变材料包裹待反应阻燃剂粉末，在感应火灾热源时自动反应加压，完成喷射或爆裂溅射的释放功能，达到阻隔抑制火灾的目的。

技术领域

本发明属于防灭火技术领域，涉及一种阻燃剂，具体涉及一种防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂及其制备方法，适用于野外森林、草原等易发火区域的火灾隔离带。

背景技术

野外防灭火是我国防灾减灾的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要内容。野外火灾，不但严重危害我们的生存环境，而且灾后生态系统恢复的碳吸收和碳排放过程也影响陆地生态系统碳循环。野外火灾通过对大气和生态系统产生的影响，带来人类生存环境的改变，进而威胁到人类社会和经济的可持续发展。中国更是野外火灾多发的国家之一，每年平均发生森林火灾约1万多次，烧毁森林几十万至上百万公顷，约占全国森林面积的5～8‰。野外火灾的发火位置的不确定性为火灾形成早期的防灭火和监测带来困难。

由于野外环境的复杂性和水源的不确定性，野外火灾使用的灭火方法一般为干粉灭火器、高压空气、撒土、扑打和建立防火线等方法。在扑灭野外火灾的同时，火灾的火旋、一氧化碳、烟尘和热辐射伤害也同样提升了扑灭火灾的消防人员的危险性。

阻燃剂是能够使聚合物以及相关材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种助剂。阻燃剂的微胶囊技术是一种非常有效的方法，包覆的壳材料可以起屏蔽作用，使芯材料阻燃剂的性质不受外界环境和介质的影响，并且可根据需要控制释放。当制品一旦遇火受高热时，囊壁能立即熔融破裂，从而释放阻燃剂，达到阻燃的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂，稳定性好，易储存，且其成分中不含毒性、强腐蚀性和不可降解的有机物，安全环保。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂，包括外壳层和内核层，所述外壳层由以下重量比的组分制成：相变材料A 60～70％、阻燃材料20～30％、增强材料5～10％，所述内核层包括温控胶囊和阻燃剂混合溶液，所述温控胶囊包括外层囊壁以及包裹在外层囊壁内的水溶性胶囊，所述水溶性胶囊中填充有阻燃剂A粉末，所述外层囊壁由相变材料B制成，相变材料A的熔点高于相变材料B的熔点，所述阻燃剂混合溶液由阻燃剂B溶液和海藻酸钠溶液混合得到，阻燃剂A与阻燃剂B接触反应释放二氧化碳。

优选的，所述阻燃剂A为硫酸铝，所述阻燃剂B为碳酸钠，阻燃剂A与阻燃剂B的摩尔比为1:3。

优选的，所述阻燃剂A为碳酸钠，所述阻燃剂B为硫酸铝，阻燃剂A与阻燃剂B的摩尔比为3:1。

优选的，所述相变材料A由60型号石蜡和硬脂酸按质量比4:1组成，所述相变材料B由90～100wt％52型号石蜡和0～10wt％聚烯烃添加剂组成。

优选的，所述阻燃材料由氢氧化铝和3.5水硼酸锌按质量比1:1组成。

优选的，所述增强材料为直径不大于50微米的玻璃纤维。

本发明还提供上述防治野外火灾的温控喷射释放阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制阻燃剂B和海藻酸钠的混合溶液，得到阻燃剂混合溶液；

(2)在水溶性胶囊中填充适量阻燃剂A粉末，装填完成后加入到60℃熔融的外层囊壁中，完全包裹后，冷却得到温控胶囊；