一种含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊及其制备方法与应用与流程

本发明属于灭火剂应用，具体涉及一种含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊及其制备方法与应用。

背景技术：

1、含氟防火剂是一种常用于防火材料中的化学物质，它们通过向材料中引入含氟化合物，以提供抑制火焰和延缓燃烧的能力。以下是一些常见的含氟防火剂：

2、卤代阻燃剂：常见的含氟防火剂之一是卤代阻燃剂，如溴化物、氯化物和氟碳化合物。这些化合物可以在高温下释放出卤原子，与自由基反应并抑制火焰的扩散。

3、氟化聚合物：氟化聚合物具有较低的燃烧特性，因为氟原子的强电负性使得它们在分子链中具有较高的稳定性。氟化聚合物可以用于制备各种防火涂料、绝缘材料和塑料。

4、非卤代阻燃剂：近年来，由于卤代阻燃剂可能存在对环境和人体健康的潜在影响，研究人员也在开发非卤代阻燃剂，例如磷氮阻燃剂和硅氮阻燃剂。这些阻燃剂在提供防火性能的同时，减少了对环境的潜在危害。

5、纳米材料应用：纳米技术的发展也为防火材料的研究提供了新的可能性。例如，纳米级氧化铝和氧化钛等纳米材料可以改善聚合物的防火性能，增加其热稳定性和机械强度。

6、现有技术中的含氟灭火剂，其氟化聚合物中的氟原子具有强烈的亲氢性，当燃烧或灭火的过程中，它们会与周围的氢原子结合并形成有毒气体氟化氢，且灭火耗时长。

7、顺式1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(hfo-1336mzz(z))是一种氢氟烯烃，分子式是c4h2f6，是一种环境友好型灭火剂。他在常温下是无色透明液体，在高温火焰的作用下的热解和热解产生含氟自由基与火焰中oh和h自由基的反应，中止燃烧的链式反应。并且其臭氧损耗潜能值odp为零且全球温室效应潜能值gwp较低，具有较高的蒸发潜热与比热，其值高于或者接近全氟己酮，满足新型清洁灭火剂的初步要求。但由于其沸点为33.4℃，易快速气化挥发，难以储存和应用。

8、综上，现有技术中的含氟灭火剂存在以下技术缺陷：灭火耗时长；在灭火的过程中会产生有毒气体；易气化挥发，难运输、储存。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊，解决现有技术中的灭火剂灭火耗时久，灭火的过程中会产生氟化氢气体，难运输、储存的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊，包括囊芯、包裹于所述囊芯外的密胺聚合物，所述囊芯由顺式1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和全氟三乙胺组成。

3、顺式1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(hfo-1336mzz(z))是一种新型清洁灭火剂，而顺式六氟丁烯与全氟三乙胺具有存在正协同灭火效果，并且全氟三乙胺分子中不含有h元素，灭火微胶囊与火焰作用时释放较多cf3和cf2自由基与火场中的自由基相结合，从而有效抑制有毒产物hf的产生。当囊芯释放后，密胺聚合物可通过吸收热量的方式，从而降低火焰周围的温度。这种吸热作用可以有效抑制火势扩大，并减缓火灾的发展。

4、优选地，所述1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯与全氟三乙胺的摩尔比为4-5：1。

5、优选地，所述灭火微胶囊的粒径为40μm～200μm。

6、这里灭火微胶囊的粒径太小，会使得核壳结构中囊芯的灭火材料变少，相同质量下灭火剂含量少，且微胶囊壳材更慢被破坏，灭火慢；如果灭火微胶囊的粒径太大，灭火微胶囊中壳结构过薄，囊芯中灭火有效成分将会容易挥发，不利于储存。

7、优选地，所述灭火微胶囊的灭火触发温度70～110℃。

8、当周围温度达到或超过微胶囊预设的最低触发温度(70℃)时，微胶囊内的灭火剂会开始释放。当温度继续升高，达到或超过最高触发温度时，微胶囊内的灭火剂将全部释放，用于灭火作用。

9、这种触发温度范围的设定是为了确保在火灾发生时，只有在温度升高到一定程度时，灭火剂才会被释放，而不是在正常温度下就发生释放。这有助于避免误触发和提供更可靠的灭火性能，本发明的灭火微胶囊常温存储期间更稳定，利于存储。

10、一种基于前文所述的含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、在10℃～15℃下将1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯与全氟三乙胺加入到乳化剂中(混合)搅拌、分散，进行乳化，得到含有囊芯的乳化液；这一步骤的搅拌速度和乳化时间可以对灭火微胶囊的粒径进行控制。搅拌速度越高，乳化时间越长，一般会导致灭火微胶囊的粒径较小。相反，搅拌速度越低，乳化时间越短，灭火微胶囊的粒径可能会较大；

12、s2、将密胺预聚体加入所述含有囊芯的乳化液中得到聚合反应液；

13、s3、添加酸性溶液，调节所述聚合反应液的ph值为3-4，并保温5-6h，进行聚合反应；

14、s4、经过滤干燥后，得到所述灭火微胶囊。

15、优选地，s1中所述乳化剂为苯乙烯-马来酸酐钠盐、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

16、优选地，s1中所述搅拌的速度为200r/min～1500r/min，所述乳化的时间为10min～20min。

17、优选地，所述密胺预聚体为水溶性密胺预聚体，所述密胺预聚体为富能树脂fn-9010、新力化工mf4750、cymel 385树脂中的一种。

18、优选地，所述酸性溶液为草酸、柠檬酸、醋酸、硼酸、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、稀磷酸中的一种或多种。

19、一种基于前文所述的含有顺式六氟丁烯的灭火微胶囊的应用，可将所述灭火微胶囊作为原料物质应用到灭火毯、灭火片、灭火涂料、灭火纤维的生产中。

20、灭火微胶囊具有一种特殊的薄膜材料，当灭火微胶囊收到外部热量的影响，内部灭火剂芯材会逐渐膨胀，直至突破微胶囊壁材薄膜而释放出来。灭火剂再通过物理降温、隔离和化学抑制中断燃烧的链式反应的方式实现灭火效果。将灭火剂微胶囊化可以有效避免灭火剂在存储和使用过程中的挥发和泄漏。

21、顺式1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(hfe-236fa)氟碳化合物，具有良好的物理性能和环保性质。它具有低表面张力和高蒸汽压，可以在空气中迅速蒸发，并形成灭火剂的扑散层。hfe-236fa通过扑散层的形成，阻断了燃烧区域与周围的氧气接触，从而削弱了火焰的燃烧能力。

22、全氟三乙胺(ft3ea)属于反应性气体灭火剂，具有较低的临界温度和压力。当火焰燃烧时，ft3ea释放出氟原子，这些氟原子在氧气存在的条件下与火焰中的自由基(如羟自由基)发生反应，形成稳定的氟氧自由基，进而抑制火焰的链式自由基反应。此过程称为氟化反应，可以有效地抑制火焰的燃烧过程。

23、hfe-236fa不仅可以形成扑散层，还可以吸收热量，降低火场温度和延缓燃烧反应，这样可以为ft3ea提供更佳的工作条件，使其更容易与火焰中的自由基进行反应。ft3ea的氟化反应也可以抑制火焰的链式反应，从而减弱火焰的燃烧能力，进而增加hfe-236fa的灭火效果，实现二者协同作用的效果。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：灭火微胶囊与火焰作用时释放较多cf3和cf2自由基与火场中的自由基相结合，从而可有效抑制有毒产物hf的产生；选取较合适的灭火微胶囊的粒径，在保证灭火剂的灭火效果的同时保证其具有较低的挥发性，且灭火微胶囊触发温度为70～110℃，实现主动防火，只有当温度高于触发温度，灭火微胶囊才会发挥作用，本发明的灭火微胶囊，常温存储较稳定，方便存储、运输，避免挥发和泄露；本发明的灭火微胶囊也可以与各种材料和界面复合，应用在灭火毯、灭火片等器材中，以及制备具有灭火功能的涂料、纤维等，应用范围广泛。