干粉灭火剂专利综述

王芳芳

摘 要：文章探讨了干粉灭火剂的研究情况，介绍了干粉灭火剂专利申请的发展历史、发展趋势，分析了干粉灭火剂国内外的专利申请情况。

关键词：干粉；灭火；冷气溶胶；超细

1 概述

干粉灭火剂主要通过在加压气体作用下喷出的灭火剂粉雾的作用进行灭火。干粉灭火剂的灭火机理既有物理灭火机理，又具有化学灭火剂机理，干粉灭火剂的物理灭火作用主要表现在：灭火剂在可燃物表面形成覆盖层，隔绝空气中的氧使燃烧无法维持而逐步熄灭；而其化学灭火作用主要表现在：于火场中使用干粉时，生成一定的化学物质，吸热分解，与燃烧过程中燃料所产生的自由基或活性基团发生化学抑制和副催化作用，使燃烧链反应中断，破坏了维持燃烧的链式反应的继续，从而达到灭火功能。同时，干粉灭火剂还具有一定的冷却和窒息作用。

按照灭火种类和使用场合的不同，干粉灭火剂主要分为2大类型：普通干粉灭火剂、超细干粉灭火剂。

2 干粉灭火剂专利申请分析

2.1 干粉灭火剂申请量随时间的变化

在统计样本中对干粉灭火剂从20世纪初到2015的申请量每隔10年的变化情况。图1给出了统计样本中从1900年到2015年間每隔10年申请量随年份的变化情况。

干粉灭火剂专利申请量除1990～1995年出现较大波动外，基本成正增长的趋势，这与人民越来越重视火灾，越来越重视生命财产安全、重视火灾扑救工作有关。在2010-2015年干粉灭火剂的申请量达到最大，这说明干粉灭火剂具有良好的灭火效果，具有广范地发展空间。同时，2000～2015年的申请量超过总的申请量的一半，这既是对火灾的重视的表现，也从一个侧面说明，干粉灭火剂在技术上具有重大的突破与进展，才能在较短的时间内达到极大的申请量，而且，该技术突破能带来经济上大的有益效果，才能激发研发者的申请积极性，使申请量较大幅度的增长。

2.2 干粉灭火剂不同种类专利申请分析

2.2.1 普通干粉灭火剂

BC干粉灭火剂。BC干粉灭火剂始于19世纪末。BC类干粉灭火剂主体成分为碳酸氢钠。20世纪30年代美国Annul公司首先开发出了以碳酸氢钠为基料的干粉灭火剂[1]，并成功应用于消防领域。BC类干粉灭火剂适用于易燃、可燃液体、气体及带电设备的初期火灾，不适合固体类物质火灾。如专利RU2095103C1公开了一种含碳酸氢钠、云母粉、钾等干粉灭火剂，GB115774 A公开了一种含碳酸氢钠、氯化钠、碳酸钙、沙子以及添加可选的木屑的干粉灭火剂组分。

ABC类干粉灭火剂。磷酸铵盐干粉灭火剂简称ABC干粉灭火剂，其中磷酸二氢铵（NH4H2PO4）起主要灭火作用，其余辅料有助磨、防潮、抗结块、增加流动性等功能。采用全硅化防潮工艺生产的ABC干粉灭火剂具有流动性好、存储期长、不易受潮结块、绝缘性好等特点。如专利CN11962369A公开了一种磷酸铵盐干粉灭火剂，该灭火剂含磷酸二氢铵、白炭黑、硅粉等，并公开了该磷酸铵盐干粉灭火剂的制备方法。

2.2.2 超细干粉灭火剂

由于灭火组分中粉体超细化后，粒子布朗运动能力显著增强，在空气中悬浮时间大幅增加，灭火效能显著提高。如专利JPS5-091996 A公开了一种超细干粉灭火剂，其包含钠、钾铵的碱金属盐以及多孔物质硅、铝等；又如专利CN102133459A公开了一种超细干粉灭火剂，其主要灭火物质为氢氧化镁和氢氧化铝，还含有其他改性剂如云母粉、疏水白炭黑、聚醚改性硅油、含氢硅油、汽油、十二烷基苯磺酸钠等；该超细干粉灭火剂喷射后可形成冷气溶胶的超细干粉灭火剂，其灭火指标不但满足行业标准GA578-2005要求，而且满足通过压缩气体喷射后形成冷气溶胶灭火剂要求，且基材成本低，制备设备少，工艺简单。

2.2.3 国内外超细干粉灭火剂的申请量

从图2中可以看出，非超细干粉申请量与超细干粉申请量的比例约为9：1。超细干粉灭火剂是近年来干粉灭火剂的发展特点，具有广阔的应用前景，是目前研发的热点。超细干粉灭火剂主要是对干粉灭火剂中的粉体进行超细化处理，以及改善超细化后粉体的反超细化作用如易吸潮结块、易团聚等而添加的改性剂的改变，而对超细干粉灭火剂中具体成分的改进处未做过多的研究，因此，对超细干粉灭火剂的研究亦需参考相关粉体粉碎技术和粉体改性技术的研究。

从图3中看出，国内非超细干粉申请量与超细干粉申请量的比例约为2：1，远高于国内外总体非超细干粉申请量与超细干粉申请量之比，这一方面是由于我国专利制度建立较晚，对干粉灭火剂的申请量相对较少，而在超细干粉灭火剂出现时间较晚，导致国内超细干粉灭火剂申请量占据国内干粉灭火剂申请量较大比例。同时，从统计分析中得知，我国超细干粉灭火剂的申请最早适于2008年左右，这远晚于超细干粉灭火剂的出现时间，说明我国超细干粉灭火剂发展的时间较晚，但超细干粉灭火剂较大的申请量则说明超细干粉灭火剂从出现就得到了我国的非常重视，也从另一个侧面说明，超细干粉灭火剂具有良好的灭火效能。

2.3 干粉灭火剂申请人分析

干粉灭火剂申请量最多的国家是日本。而中国的申请量排在第二位，随着安全意识的提高，对火灾的危害性越来越了解，为了降低火灾的发生以及火灾发生后带来的人员伤害和财产损失，对灭火剂的需要量增长很快，同时也促进灭火剂的研发和灭火剂专利申请量的增加。同时，前苏联和俄罗斯的申请量都较高，而对于发展较早的英国和美国，其申请量却略低，这可能是由于欧美国家重视火灾的预防，在火灾的预防、预测及监控方面进行了大量的投入，因此，其火灾发生率较低，对灭火剂的要求量也较低，因此可能导致其干粉灭火剂的申请量的下降。

干粉灭火剂的国外申请人主要为公司申请，且日本公司总申请量居高，主要有YAMATO PROTEC、NIPPON DRY CHEM KK等公司，如YAMATO PROTEC公司专利JP2003-270175 A公开了一种主要包含金属碳酸氢盐的干粉灭火剂；NIPPON DRY CHEM KK的专利JPH04-364867 A公开了一种外层囊膜内包裹粉末灭火剂，该粉末灭火剂外层包裹一层热熔化的树脂膜，粉末灭火剂主要成分为磷酸铵。申请量最高的公司为ICI LTD（帝国化学工业有限公司）。针对干粉灭火剂的国内申请人，主要集中在大学申请和公司申请，同时，个人申请量也具有较大的数目，个人申请如许盛英，该申请人为一家消防公司的负责人，其申请的灭火剂主要为网状的防火剂，如专利CN104056383 A火山灰网状凝胶泡沫泥浆防灭火剂、CN104056384 A海泡石网状凝胶泡沫泥浆防灭火剂、CN104056381 A 水泥网状凝胶泡沫泥浆防灭火剂等，该类灭火剂由火山灰复合型阻燃发泡剂（或海泡石复合型阻燃发泡剂、水泥复合型阻燃发泡剂）、具有净化空气功能的凹凸棒陶土粉、无机纤维喷涂棉、火山灰粉、煤矸石粉、膨胀珍珠岩粉、海藻酸钠和水组成；而且该申请人的申请主要集中在近几年，2014年的申请量居多。干粉灭火剂的国内非个人申请量多为西安科技大学以及其他消防或救生设备有限公司，如西安科技大学的专利CN102553120 A镁-铝盐冷气溶胶灭火剂及制备工艺，其公开的灭火剂由原料超细粒径的氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、云母粉、活性白土、含氢硅油、疏水白炭黑等粉末组成。经过混合、搅拌、加热、硅化处理、烘干除水分等工艺制备而成。同时，干粉灭火剂高校申请人中均是在消防或安全领域具有一定研究历史的，亦是消防或安全领域比较权威的研发结构。

3 结束语

随着人们生活水平的提高，对火灾的重视越来越严重，同时，对灭火后的环境问题也提出了较高的要求。因此，要求灭火剂既具有较好的灭火效果，又具有环境友好性。

干粉灭火剂原料易得、对环境污染小、灭火效果好、成本低，具有广阔的发展空间。

参考文献

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