干粉滅火劑專利綜述

王芳芳

摘 要：文章探討了干粉滅火劑的研究情況，介紹了干粉滅火劑專利申請(qǐng)的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢，分析了干粉滅火劑國內(nèi)外的專利申請(qǐng)情況。

關(guān)鍵詞：干粉；滅火；冷氣溶膠；超細(xì)

1 概述

干粉滅火劑主要通過在加壓氣體作用下噴出的滅火劑粉霧的作用進(jìn)行滅火。干粉滅火劑的滅火機(jī)理既有物理滅火機(jī)理，又具有化學(xué)滅火劑機(jī)理，干粉滅火劑的物理滅火作用主要表現(xiàn)在：滅火劑在可燃物表面形成覆蓋層，隔絕空氣中的氧使燃燒無法維持而逐步熄滅；而其化學(xué)滅火作用主要表現(xiàn)在：于火場中使用干粉時(shí)，生成一定的化學(xué)物質(zhì)，吸熱分解，與燃燒過程中燃料所產(chǎn)生的自由基或活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)抑制和副催化作用，使燃燒鏈反應(yīng)中斷，破壞了維持燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的繼續(xù)，從而達(dá)到滅火功能。同時(shí)，干粉滅火劑還具有一定的冷卻和窒息作用。

按照滅火種類和使用場合的不同，干粉滅火劑主要分為2大類型：普通干粉滅火劑、超細(xì)干粉滅火劑。

2 干粉滅火劑專利申請(qǐng)分析

2.1 干粉滅火劑申請(qǐng)量隨時(shí)間的變化

在統(tǒng)計(jì)樣本中對(duì)干粉滅火劑從20世紀(jì)初到2015的申請(qǐng)量每隔10年的變化情況。圖1給出了統(tǒng)計(jì)樣本中從1900年到2015年間每隔10年申請(qǐng)量隨年份的變化情況。

干粉滅火劑專利申請(qǐng)量除1990～1995年出現(xiàn)較大波動(dòng)外，基本成正增長的趨勢，這與人民越來越重視火災(zāi)，越來越重視生命財(cái)產(chǎn)安全、重視火災(zāi)撲救工作有關(guān)。在2010-2015年干粉滅火劑的申請(qǐng)量達(dá)到最大，這說明干粉滅火劑具有良好的滅火效果，具有廣范地發(fā)展空間。同時(shí)，2000～2015年的申請(qǐng)量超過總的申請(qǐng)量的一半，這既是對(duì)火災(zāi)的重視的表現(xiàn)，也從一個(gè)側(cè)面說明，干粉滅火劑在技術(shù)上具有重大的突破與進(jìn)展，才能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到極大的申請(qǐng)量，而且，該技術(shù)突破能帶來經(jīng)濟(jì)上大的有益效果，才能激發(fā)研發(fā)者的申請(qǐng)積極性，使申請(qǐng)量較大幅度的增長。

2.2 干粉滅火劑不同種類專利申請(qǐng)分析

2.2.1 普通干粉滅火劑

BC干粉滅火劑。BC干粉滅火劑始于19世紀(jì)末。BC類干粉滅火劑主體成分為碳酸氫鈉。20世紀(jì)30年代美國Annul公司首先開發(fā)出了以碳酸氫鈉為基料的干粉滅火劑[1]，并成功應(yīng)用于消防領(lǐng)域。BC類干粉滅火劑適用于易燃、可燃液體、氣體及帶電設(shè)備的初期火災(zāi)，不適合固體類物質(zhì)火災(zāi)。如專利RU2095103C1公開了一種含碳酸氫鈉、云母粉、鉀等干粉滅火劑，GB115774 A公開了一種含碳酸氫鈉、氯化鈉、碳酸鈣、沙子以及添加可選的木屑的干粉滅火劑組分。

ABC類干粉滅火劑。磷酸銨鹽干粉滅火劑簡稱ABC干粉滅火劑，其中磷酸二氫銨（NH4H2PO4）起主要滅火作用，其余輔料有助磨、防潮、抗結(jié)塊、增加流動(dòng)性等功能。采用全硅化防潮工藝生產(chǎn)的ABC干粉滅火劑具有流動(dòng)性好、存儲(chǔ)期長、不易受潮結(jié)塊、絕緣性好等特點(diǎn)。如專利CN11962369A公開了一種磷酸銨鹽干粉滅火劑，該滅火劑含磷酸二氫銨、白炭黑、硅粉等，并公開了該磷酸銨鹽干粉滅火劑的制備方法。

2.2.2 超細(xì)干粉滅火劑

由于滅火組分中粉體超細(xì)化后，粒子布朗運(yùn)動(dòng)能力顯著增強(qiáng)，在空氣中懸浮時(shí)間大幅增加，滅火效能顯著提高。如專利JPS5-091996 A公開了一種超細(xì)干粉滅火劑，其包含鈉、鉀銨的堿金屬鹽以及多孔物質(zhì)硅、鋁等；又如專利CN102133459A公開了一種超細(xì)干粉滅火劑，其主要滅火物質(zhì)為氫氧化鎂和氫氧化鋁，還含有其他改性劑如云母粉、疏水白炭黑、聚醚改性硅油、含氫硅油、汽油、十二烷基苯磺酸鈉等；該超細(xì)干粉滅火劑噴射后可形成冷氣溶膠的超細(xì)干粉滅火劑，其滅火指標(biāo)不但滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA578-2005要求，而且滿足通過壓縮氣體噴射后形成冷氣溶膠滅火劑要求，且基材成本低，制備設(shè)備少，工藝簡單。

2.2.3 國內(nèi)外超細(xì)干粉滅火劑的申請(qǐng)量

從圖2中可以看出，非超細(xì)干粉申請(qǐng)量與超細(xì)干粉申請(qǐng)量的比例約為9：1。超細(xì)干粉滅火劑是近年來干粉滅火劑的發(fā)展特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景，是目前研發(fā)的熱點(diǎn)。超細(xì)干粉滅火劑主要是對(duì)干粉滅火劑中的粉體進(jìn)行超細(xì)化處理，以及改善超細(xì)化后粉體的反超細(xì)化作用如易吸潮結(jié)塊、易團(tuán)聚等而添加的改性劑的改變，而對(duì)超細(xì)干粉滅火劑中具體成分的改進(jìn)處未做過多的研究，因此，對(duì)超細(xì)干粉滅火劑的研究亦需參考相關(guān)粉體粉碎技術(shù)和粉體改性技術(shù)的研究。

從圖3中看出，國內(nèi)非超細(xì)干粉申請(qǐng)量與超細(xì)干粉申請(qǐng)量的比例約為2：1，遠(yuǎn)高于國內(nèi)外總體非超細(xì)干粉申請(qǐng)量與超細(xì)干粉申請(qǐng)量之比，這一方面是由于我國專利制度建立較晚，對(duì)干粉滅火劑的申請(qǐng)量相對(duì)較少，而在超細(xì)干粉滅火劑出現(xiàn)時(shí)間較晚，導(dǎo)致國內(nèi)超細(xì)干粉滅火劑申請(qǐng)量占據(jù)國內(nèi)干粉滅火劑申請(qǐng)量較大比例。同時(shí)，從統(tǒng)計(jì)分析中得知，我國超細(xì)干粉滅火劑的申請(qǐng)最早適于2008年左右，這遠(yuǎn)晚于超細(xì)干粉滅火劑的出現(xiàn)時(shí)間，說明我國超細(xì)干粉滅火劑發(fā)展的時(shí)間較晚，但超細(xì)干粉滅火劑較大的申請(qǐng)量則說明超細(xì)干粉滅火劑從出現(xiàn)就得到了我國的非常重視，也從另一個(gè)側(cè)面說明，超細(xì)干粉滅火劑具有良好的滅火效能。

2.3 干粉滅火劑申請(qǐng)人分析

干粉滅火劑申請(qǐng)量最多的國家是日本。而中國的申請(qǐng)量排在第二位，隨著安全意識(shí)的提高，對(duì)火災(zāi)的危害性越來越了解，為了降低火災(zāi)的發(fā)生以及火災(zāi)發(fā)生后帶來的人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)滅火劑的需要量增長很快，同時(shí)也促進(jìn)滅火劑的研發(fā)和滅火劑專利申請(qǐng)量的增加。同時(shí)，前蘇聯(lián)和俄羅斯的申請(qǐng)量都較高，而對(duì)于發(fā)展較早的英國和美國，其申請(qǐng)量卻略低，這可能是由于歐美國家重視火災(zāi)的預(yù)防，在火災(zāi)的預(yù)防、預(yù)測及監(jiān)控方面進(jìn)行了大量的投入，因此，其火災(zāi)發(fā)生率較低，對(duì)滅火劑的要求量也較低，因此可能導(dǎo)致其干粉滅火劑的申請(qǐng)量的下降。

干粉滅火劑的國外申請(qǐng)人主要為公司申請(qǐng)，且日本公司總申請(qǐng)量居高，主要有YAMATO PROTEC、NIPPON DRY CHEM KK等公司，如YAMATO PROTEC公司專利JP2003-270175 A公開了一種主要包含金屬碳酸氫鹽的干粉滅火劑；NIPPON DRY CHEM KK的專利JPH04-364867 A公開了一種外層囊膜內(nèi)包裹粉末滅火劑，該粉末滅火劑外層包裹一層熱熔化的樹脂膜，粉末滅火劑主要成分為磷酸銨。申請(qǐng)量最高的公司為ICI LTD（帝國化學(xué)工業(yè)有限公司）。針對(duì)干粉滅火劑的國內(nèi)申請(qǐng)人，主要集中在大學(xué)申請(qǐng)和公司申請(qǐng)，同時(shí)，個(gè)人申請(qǐng)量也具有較大的數(shù)目，個(gè)人申請(qǐng)如許盛英，該申請(qǐng)人為一家消防公司的負(fù)責(zé)人，其申請(qǐng)的滅火劑主要為網(wǎng)狀的防火劑，如專利CN104056383 A火山灰網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑、CN104056384 A海泡石網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑、CN104056381 A 水泥網(wǎng)狀凝膠泡沫泥漿防滅火劑等，該類滅火劑由火山灰復(fù)合型阻燃發(fā)泡劑（或海泡石復(fù)合型阻燃發(fā)泡劑、水泥復(fù)合型阻燃發(fā)泡劑）、具有凈化空氣功能的凹凸棒陶土粉、無機(jī)纖維噴涂棉、火山灰粉、煤矸石粉、膨脹珍珠巖粉、海藻酸鈉和水組成；而且該申請(qǐng)人的申請(qǐng)主要集中在近幾年，2014年的申請(qǐng)量居多。干粉滅火劑的國內(nèi)非個(gè)人申請(qǐng)量多為西安科技大學(xué)以及其他消防或救生設(shè)備有限公司，如西安科技大學(xué)的專利CN102553120 A鎂-鋁鹽冷氣溶膠滅火劑及制備工藝，其公開的滅火劑由原料超細(xì)粒徑的氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉、云母粉、活性白土、含氫硅油、疏水白炭黑等粉末組成。經(jīng)過混合、攪拌、加熱、硅化處理、烘干除水分等工藝制備而成。同時(shí)，干粉滅火劑高校申請(qǐng)人中均是在消防或安全領(lǐng)域具有一定研究歷史的，亦是消防或安全領(lǐng)域比較權(quán)威的研發(fā)結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語

隨著人們生活水平的提高，對(duì)火災(zāi)的重視越來越嚴(yán)重，同時(shí)，對(duì)滅火后的環(huán)境問題也提出了較高的要求。因此，要求滅火劑既具有較好的滅火效果，又具有環(huán)境友好性。

干粉滅火劑原料易得、對(duì)環(huán)境污染小、滅火效果好、成本低，具有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]Zhonganshengye lnvestment Adviser Limited Company. Bicarbonate .sodium Chirw.se extirrgui.shirrg agent irrdastry dcvelopmerrt forecast [R]. Beijing： Zhonganshengye lnvestment Adviser Limited Company， 2014.